1310109224

OZNACZANIE AKTYWNOŚCI, OKRESU POŁTRWANIA I MAKSYMALNEJ ENERGII 2

I.    CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi parametrami i pomiarami radiochemicznymi oraz metodami obliczeń dotyczących rozpadu promieniotwórczego.

II.    WPROWADZENIE, PODSTAWY TEORETYCZNE

POMIARY RADIOCHEMICZNE

Trwałość jądra atomowego uwarunkowana jest odpowiednim stosunkiem liczby neutronów do liczby protonów. Niektóre jądra są na tyle nietrwałe, że ulegają samorzutnemu rozpadowi. Zjawisko to nazywane jest promieniotwórczością lub radioaktywnością. Istnieje kilka rodzajów przemian jądrowych, w czasie których następuje emisja cząstek oraz promieniowania y. Każdy z nuklidów promieniotwórczych wykazuje inną szybkość rozpadu. Wielkością charakteryzującą tę szybkość jest okres półtrwania (okres połowicznego zaniku), czyli czas, po którym połowa jąder pierwiastka ulega rozpadowi.

W czasie rozpadu P - promieniotwórczego, energia tego rozpadu rozdziela się w dowolny sposób pomiędzy elektron (lub pozyton) i neutrino. Dlatego też, biorąc pod uwagę duży zbiór rozpadających się atomów, energia cząstki może się wahać od zera do pewnej wartości maksymalnej E_max. Tak wiec widmo energetyczne elektronów jest widmem ciągłym w zakresie do energii maksymalnej. Tę maksymalną energię, charakterystyczną dla danego izotopu, podaje się w tablicach (schematach rozpadu).

Pomiar doświadczalny takiej energii jest oparty na określeniu strat energii podczas przechodzenia cząstek przez ośrodek materialny. Straty te są proporcjonalne do gęstości ośrodka materialnego, przez który przechodzi cząstka p. Wynika stąd, że przy odpowiedniej ilości materii przejdą przez nią tylko cząstki o dostatecznie dużej energii, inne zostaną zatrzymane, a ich energia kinetyczna zamieni się na cieplną.

Pomiary radiochemiczne polegają na określeniu natężenia promieniowania, czyli ilości emitowanych cząstek w jednostce czasu. Detekcja cząstek następuje w oparciu o dwie cechy promieniowania jądrowego: zdolność do jonizacji materii oraz zdolność wzbudzania atomów. Pierwsze z tych zjawisk wykorzystywane jest w liczniku Geigera-Mullera, drugie natomiast w sondzie scyntylacyjnej.

W niniejszych ćwiczeniach stosowany jest zestaw pomiarowy składający się z sondy scyntylacyjnej, zasilacza wysokiego napięcia, dyskryminatora i przelicznika. Sondę scyntylacyjną stanowi kryształ ZnS oraz fotopowielacz. Promieniowanie, w tym przypadku P,