§2 Определение периодов полураспада серебра и

В данной работе изучается искусственная радиоактивность изотопов серебра, возникающая при облучении естественной смеси изотопов серебра и тепловыми нейтронами. По кривой распада определяются соответствующие периоды полураспада изотопов серебра.

1. Изотопы серебра и . При облучении серебра нейтронами образуются изотоп с периодом полураспада T₁=2.4 мин и изотоп с периодом полураспада T₂ = 24.2 c. При этом имеют место следующие реакции-

(эффективное сечение реакции ₁ = 31 барн),

(эффективное сечение реакции ₂=87 барн).

Изотопы и нестабильны. Путем испускания электронов и антинейтрино они превращаются в стабильные изотопы и :

,

Непосредственно в опыте измеряется ^-- активность изотопов и , которая связана с числом распадающихся в единицу времени атомов серебра соотношением

Кривая распада изотопов серебра представляет сумму двух экспоненциальных функций:

где I₀₁, I₀₂ – интенсивность обоих изотопов в начальный момент времени t = 0.

§3 Эксперимент

Блок-схема установки изображена на рис. 4. Она состоит из: 1 – свинцового контейнера, внутрь которого помещается радиоактивный источник; 2 – сцинтилляционного детектора; 3 – низковольтного и 4 – высоковольтного источников питания детекторов; 5 – детекторного блока с тумблером переключения детекторов (в положении «8» - сцинтилляционный детектор, а в положении «9» – счетчик Гейгера-Мюллера); 6 – свинцовый домик со счетчиком Гейгера-Мюллера; 7 – пересчетного устройства ПП-9 и 8 – цифропечатающего устройства Б3-15.

В настоящей работе для активации изотопов серебра используется плутониево-бериллиевый источник нейтронов мощностью 10⁶–10⁷ нейтр/c.

Для замедления нейтронов до тепловых скоростей источник помещен в парафиновый блок в соответствующей защите, что показано на рис. 5. Серебряные пластинки размером 50x20x1 мм крепят на стальных стержнях (материал, из которого изготавливают стержни, не должен иметь заметной активации), вставляют в специальные пазы в блоке из оргстекла, расположенные на расстоянии нескольких сантиметров от источника нейтронов. Положение серебряных пластин, таким образом, всегда строго фиксировано относительно источника нейтронов.

Наведенная - активность измеряется при помощи - счетчика Гейгера - Мюллера с толщиной стенки, равной 0,04 г/см². Вид с разрезом установки показан на рис. 6. Для уменьшения влияния фона счетчик экранирован со всех сторон свинцом. Серебряную пластинку вместе со стержнем вставляют в специальный паз свинцового блока таким образом, что она находится всегда в одном и том же положении относительно счетчика.

Перед началом работы необходимо убедиться в том, что стержень с серебряной, пластинкой легко входит как в паз нейтронного источника, так и в паз установки.

Порядок выполнения работы

1. Включите тумблер «сеть» пересчетного прибора, цифропечатающего устройства, а также низковольтного и высоковольтного источников питания.

2. После прогрева высоковольтного источника в течение 3 минут включите на нем переключатель «Высокое напряжение».

3. На пересчетном приборе нажмите кнопку «Стоп».

4. На детекторном блоке установки установите тумблер в положение, обозначенное цифрой «9».

5. Нажмите кнопки «Сброс» на пересчетном приборе и на цифропечатающем устройстве.

6. На пересчетном приборе установите время экспозиции на 10 секунд.

7. Вставьте шпагу с серебряной фольгой в нейтронный источник и засеките время.

8. По истечении 12 минут выньте шпагу из источника и вставьте ее в детекторный блок установки.

9. На пересчетном приборе нажмите кнопку «Пуск ЦПУ»

10. После того как цифропечатающее устройство зарегистрирует 50 измерений, нажмите кнопку «Стоп» на пересчетном приборе.

11. Удалите из цифропечатающего устройства распечатку с измерениями и выключите установку.

12. Путем обработки результатов измерения на ЭВМ (см. Приложение) определите периоды полураспада изотопов серебра