- •Ен.Ф. 03 физика
- •Введение
- •Лабораторная работа №1 Изучение законов теплового излучения
- •1 Общие сведения
- •2 Описание установки и вывод расчетной формулы
- •3 Порядок выполнения работы и требования к оформлению результатов
- •4 Контрольные вопросы
- •2 Описание установки и вывод расчетной формулы
- •3 Порядок выполнения работы и требования к оформлению результатов
- •4 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 Изучение линейчатых спектров ртути, неона и водорода
- •1 Общие сведения
- •2 Описание установки
- •3 Порядок выполнение работы и требования к оформлению результатов
- •4 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 Изучение работы газового лазера и определение длины волны его излучения
- •1 Общие сведения
- •2 Описание установки и вывод расчетной формулы
- •3 Порядок выполнения работы и требования к оформлению результатов
- •4 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5 Определение активности радиоактивного вещества
- •1 Общие сведения
- •2 Описание установки и вывод расчетной формулы
- •3 Порядок выполнения работы и требования к оформлению результатов
- •4 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6 Изучение поглощения ионизирующего излучения веществом
- •1 Общие сведения
- •1.1 Взаимодействие - частиц с веществом
- •1.2 Взаимодействие - частиц с веществом
- •1.3 Взаимодействие - излучения с веществом
- •1.4 Применение радиоактивных изотопов
- •2 Описание установки и вывод расчетной формулы
- •3 Порядок выполнения работы и требования к оформлению результатов
- •4 Контрольные вопросы
- •Библиографический список
4 Контрольные вопросы
4.1 Какие частицы образуют ядра атомов?
4.2 Что называется радиоактивностью? Назовите закон радиоактивного распада.
4.3 Как изменяются со временем активность изотопа?
4.4 Как происходит - распад ядер?
4.5 Как происходит - распад?
4.6 Как изменяется положение химического элемента в таблице Менделеева после - распада и после - распада?
4.7 Изменяется ли химическая природа элемента при испускании его ядром - кванта?
4.8 Каков принцип действия счетчика Гейгера- Мюллера?
4.9 В чем опасность радиоактивного излучения для живых организмов?
4.10 За счет чего создается радиоактивный фон?
Лабораторная работа №6 Изучение поглощения ионизирующего излучения веществом
Цель и задачи работы: Изучение основных закономерностей радиоактивного распада и взаимодействия ионизирующего излучения с веществом, исследование зависимости поглощения - излучения от толщины поглотителя, определение коэффициента поглощения вещества.
1 Общие сведения
Ионизирующее излучение возникает при распаде радиоактивных веществ, как естественных, так и полученных искусственно в ядерных реакторах и ускорителях заряженных частиц. Кроме того, космические лучи являются также источником ионизирующего излучения.
Методы регистрации ионизирующего излучения основаны на различных видах взаимодействия излучения с веществом.
Можно выделить три основные группы излучения:
1) Заряженные частицы ( - излучение, - излучение, протоны, дейтроны и др.)
2) Излучение, представляющие поток нейтральных частиц (нейтроны, нейтрино, нейтральные мезоны и др.)
3) Электромагнитное излучение (рентгеновское и - излучение).
1.1 Взаимодействие - частиц с веществом
- распад характерен для тяжелых элементов (урана, тория, полония, плутония и др.). В результате - распада «материнское» ядро с атомным номером Z и массовым числом А превращается в новое, «дочернее» ядро с атомным номером Z - 2 и с массовым числом А - 4. В качестве примера - распада приведем распад плутония :
. (1)
- частицы – это положительно заряженные частицы, состоящие из двух протонов и двух нейтронов, как ядра гелия Они обладают большой ионизирующей и малой проникающей способностью.
Пробег - частиц радиоактивных элементов в воздухе не превышает 11 см, а в более плотных средах он еще меньше, так, в мягких тканях человека пробег - частиц измеряется микронами.
Проходя через слой вещества, - частицы испытывают упругое рассеяние на ядрах атомов и неупругое взаимодействие с электронами атомов, находящихся на внешних орбитах. Электрическое поле - частицы, взаимодействуя с внешними электронами атомов и молекул, вызывает ионизацию или возбуждение атомов и молекул, а иногда и диссоциацию молекул. При этом - частицы теряют свою энергию.
1.2 Взаимодействие - частиц с веществом
- излучение состоит из электронов или позитронов, которые испускаются при - распаде радиоактивных изотопов. К - распаду относится также электронный захват, т.е. захват атомным ядром одного из электронов окружающей ядро электронной оболочки. Массовое число ядра при - распаде не изменяется.
а) При электронном - распаде происходит превращение нейтрона в протон, заряд ядра и его порядковый номер увеличиваются на единицу. Электронный распад характерен для ядер с избыточным числом нейтронов. В качестве примера -распада приведем распад ядра стронция :
. (2)
В ядре происходит взаимопревращение нуклонов:
, (3)
где - нейтрон, - протон, - электрон, - антинейтрино.
б) Примером позитронного + - распада может служить распад изотопа натрия по реакции:
(4)
При этом в ядре происходит превращение протона в нейтрон:
(5)
где - позитрон, - нейтрино.
- частицы в воздухе на своем пути создают в несколько сот раз меньше ионов, чем - частицы, - частицы, испускаемые атомными ядрами при радиоактивных превращениях, имеют различную энергию, поэтому и пробег их в веществе неодинаков. Ослабление потока - частиц веществом происходит постепенно.