
- •Список та графік виконання лабораторних робіт з курсу Фізика атомного ядра
- •Графік виконання робіт
- •Лабораторна робота № 1 вивчення газорозрядного лічильника гейгера-мюллера
- •1. Принцип роботи лічильника гейгера - мюллера.
- •2. Будова і робота лічильника гейгера-мюллера.
- •Часова характеристика лічильника.
- •Лічильна характеристика лічильника.
- •Виконання роботи.
- •Результати роботи.
- •Контрольні питання.
- •Література.
- •Лабораторна робота № 2 вивчення закономірностей радіоактивного розпаду
- •Теоретичні відомості.
- •Складові частини експериментальної установки.
- •Порядок виконання роботи.
- •Контрольні питання.
- •Література.
- •Результати роботи
- •Лабораторна робота № 3 дозиметрія
- •Завдання до роботи:
- •Теоретичні відомості.
- •Біологічна дія іонізуючої радіації.
- •Активність препарату і його експозиційна доза.
- •Дозиметр дргз-02
- •Техніка безпеки
- •Виконання роботи.
- •Звіт про роботу
- •Контрольні запитання.
- •Література.
- •Довідка: основні поняття, величини і одиниці вимірювання дозиметрії.
- •Лабораторна робота № 4. Вивчення поглинання g - випромінювання свинцем і алюмінієм.
- •Теоретичні відомості.
- •1. Взаємодія g-випромінювання з речовиною.
- •1.1. Фотоефект.
- •1.2. Комптонівське розсіювання.
- •Будова експериментальної установки.
- •2. Виконання досліду
- •2.1. Проведення досліду:
- •2.2. Розрахунок коефіцієнта поглинання.
- •Лабораторна робота № 5 дослідження радіоактивності природних солей.
- •Теоретичні відомості.
- •Порядок виконання роботи.
- •Контрольні запитання:
- •Лабораторна робота № 6. Визначення граничної енергії β-спектру радіоактивного ізотопу методом поглинання
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи.
- •Контрольні запитання.
- •Лабораторна робота № 7 дослідження α‑розпаду радіоактивного ізотопу плутонію
- •1. Радіоактивний альфа-розпад ядер
- •- Ширина бар’єру для енергії е
- •2. Взаємодія рухомих α-частинок з речовиною
- •2.1. Іонізаційні втрати
- •2.2. Втрати енергії на утворення ядер віддачі
- •2.3. Радіаційні втрати
- •3. Крива поглинання альфа-частинок в речовині
- •4. Експериментальна частина
- •4.1. Опис установки
- •4.2. Принцип дії сцинтиляційного лічильника
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Контрольні питання
- •Залежність числа імпульсів від відстані між
- •Звіти з лабораторних робіт
- •Вивчення газорозрядного лічильника гейгера-мюллера
- •Завдання 1. Зняття рахункової характеристики
- •Характеристики лічильника
- •Вивчення закономірностей радіоактивного розпаду
- •Завдання 1
- •Дозиметрія
- •Завдання 1
- •Завдання 2
- •Завдання 3
- •Вивчення поглинання - випромінювання свинцем і алюмінієм.
- •Завдання 1
- •Дослідження радіоактивності природних солей
- •Завдання 1
- •Завдання 2
- •Завдання 3
- •Визначення граничної енергії β-спектру радіоактивного ізотопу методом поглинання
- •Завдання 1
- •(Віртуальна робота) дослідження α - розпаду радіоактивного ізотопу плутонію
- •Завдання 1
Лічильна характеристика лічильника.
Лічильна характеристика n(V) відбиває число імпульсів зареєстрованих установкою в залежності від напруги на електродах лічильника (рис.5.). Крива починає рости з деякого значення напруги V0. При напругах менших V0 амплітуда вихідних імпульсів лічильника недостатня для запуску рахункового пристрою.
Рис.5
В міру росту напруги V амплітуди імпульсів наростають, що і приводить до росту швидкості лічби. В області напруг від V0 до V1 має місце розкид імпульсів по амплітудах, що виникає унаслідок флуктуацій у розвитку і гасінні розряду і деяка частка імпульсів може виявитися не поліченою! При деякій напрузі V більшому V1 установка фіксує всі імпульси, що потрапили в лічильник. При подальшому підвищенні напруги швидкість рахунка не повинна змінюватися, однак досвід показує, що вона повільно підвищується.
Це підвищення порозумівається появою так званих помилкових імпульсів, що виникають за рахунок порушення механізму гасіння розряду. Якщо продовжувати збільшувати напруга на лічильнику, то при деякім його значенні число помилкових імпульсів швидко зросте й у лічильнику виникає безупинний розряд, що не піддається гасінню.
Виконання роботи.
а) Зняття рахункової характеристики:
Для зняття рахункової характеристики лічильника зібрана схема, показана на мал.6.
Після включення в мережу вся установка повинна нагрітися протягом 10 хв. Блок живлення (УІП) дозволяє змінювати напруги на лічильнику в межах V = 0-700 В. Для одержання точок графіка рахункової характеристики рекомендуємо змінювати напругу через 20 В, а час підрахунку імпульсів t=30 с. На графіку відкладаємо число імпульсів, зареєстрованих лічильником за 1с, тобто n = N/t , де:
n – швидкість рахунка; N – число імпульсів за час t.
Рис.6.
Блок-схема установки:
УІП - блок живлення; ВР - 7 - вольтметр; ПСО2 - 4 - перерахунковий пристрій; СГМ - лічильник Г.-М.; А - радіоактивний елемент.
Результати досвідів заносять у таблицю:
V |
N |
t |
n |
D nср |
nср |
|
|
|
|
|
|
|
|
Для оцінки статистичної помилки необхідно провести ряд вимірів (не менш 3-х) числа імпульсів N для середини плато кривої n(V) за час –100с і оцінити середній і відносний розкид швидкості рахунка Dnср і Dnср/nср (у процесі виміру не можна зміщати радіоактивний препарат, тому що це може привести до додаткових помилок виміру). За отриманим значенням N(V) необхідно побудувати графік n(V), визначити ширину плато графіка DV=V2-V1 і його нахил j, що обчислюється по формулі:
(2)
де Dn – зміна n по всій ширині плато. Лічильник вважається гарним, якщо ширина плато DV=250-300 В, а нахил j =3-5 %, мертвий час t = 10-4с.
До характеристик лічильника відноситься робоча напруга Vp і V0.
б) Визначення часу рахункової установки, що tдозволяє, р.
(У роботі приймається, що tP = tM)
Існує кілька методів виміру tM. У роботі використовується метод двох джерел. Для цей лічильник опромінюється потоком часток 1-го джерела - n1, потім потоком часток другого джерела - n2, а потім обома джерелами одночасно n1,2. Якщо tМ = 0, то лічильник зареєструє показання так, що n1,2 = n1 + n2. Якщо tМ ¹ 0 (тобто при наявності прорахунків), n1,2 ¹ n1 + n2 (звичайно tМ ¹ 0, тому n1,2 < n1 + n2). Щоб знайти tМ використовуємо рівність виду:
(3)
Лічильник вважається гарним, якщо його tМ= 1-2× 10-4с.