Лабораторная работа №5 Исследование поглощения -излучения в веществе

ИАТЭ НИЯУ МИФИ

Кафедра ядерной физики

Лабораторная работа №5

Тема: Исследование поглощения γ -излучения в веществе.

Выполнил:

студент группы ЯРМ-С15

Клименко Д.С.

Проверил:

Гончарова И.Н.

Обнинск 2017

Цель работы: определение линейного коэффициента ослабления различных веществ, энергии γ-квантов, определение вклада каждого эффекта в процессс поглощения.

Краткая теория:

Атомное ядро может иметь избыточную энергию (быть возбуждённым) в результате радиоактивного распада или в результате искусственно вызванного ядерного превращения (ядерной реакции). Ядро не испытывает разрушения если его избыточная энергия выделяется при радиационном переходе(гамма-излучение) либо передаётся непосредственно электронной оболочке собственного атома.

Пучок гамма-квантов испытывает в веществе электромагнитные взаимодействия с ядрами и электронами. Однако, в отличии от заряженных частиц, гамма-кванты не подвержены влиянию дальнодействующих кулоновских сил , поскольку они не имеют электрического заряда. Поэтому гамма-кванты при прохождении через вещество сравнительно редко сталкиваются с электронами и ядрами, чем и объясняется большая проникающая способность гамма-квантов. При столкновениях гамма-кванты либо поглощаются, либо рассеиваются, резко отклоняясь и изменяя свою энергию.

Блок схема измерительной аппаратуры:

1)Источник гамма-излучения. 2)Защитный контейнер с отверстием.3)Пучек -квантов.4)Ослабляющие фильтры.5)Сцинтилляционный детектор.6)Амплитудный анализатор.7)Пересчетное устройство.

Сцинтилляционный детектор:

В ходе данной лабораторной работы используется в качестве рабочего элемента ¹³⁷Cs.

β^-

β^-

, E = 0.661 МэВ

1. Алюминий: толщина пластины d = 0,4 см, Фон N_ф = 33

i	Xi	Ni	Yi=In( Ni-Nф )	Сигмы7
0	0	2840	7,94	0,04
1	0,4	2605	7,85	0,04
2	0,8	2365	7,75	0,05
3	1,2	2204	7,68	0,05
4	1,6	2077	7,62	0,05
5	2,0	1911	7,53	0,05
6	2,4	1823	7,49	0,05
7	2,8	1533	7,31	0,06
8	3,2	1505	7,29	0,06
9	3,6	1350	7,18	0,06
10	4,0	1302	7,15	0,06
11	4,4	1237	7,09	0,06
12	4,8	1102	6,97	0,07
13	5,2	1024	6,90	0,07
14	5,6	957	6,83	0,07
15	6,0	924	6,79	0,07

,см

α₁ = 7,9259=7,93

α₂ = -0,196

2σ _α1 =0,0208 = 0,03

2σ _α2 =0,0071 = 0,007

Число степеней свободы ν =14

χ² =14,4739

см^-1

Используя таблицу зависимости и проведя интерполяцию, по полученной величине определим энергию -квантов источника:

МэВ

2. Медь: толщина пластины d = 0,142 см, Фон N_ф = 33

i	Xi	Ni	Yi=In( Ni-Nф )	Сигмы
0	0	2799	7,93	0,04
1	0,142	2605	7,85	0,04
2	0,284	2379	7,76	0,05
3	0,426	2247	7,70	0,05
4	0,568	1956	7,56	0,05
5	0,710	1844	7,50	0,05
6	0,852	1653	7,39	0,05
7	0,994	1557	7,33	0,06
8	1,136	1359	7,19	0,06
9	1,278	1225	7,08	0,06
10	1,420	1152	7,02	0,06
11	1,562	1115	6,99	0,07
12	1,704	1003	6,88	0,07
13	1,846	885	6,75	0,07
14	1,988	796	6,64	0,08
15	2,130	790	6,63	0,08

α₁ =7,9394=7,94

α₂ = -0,6354=-0,64

2σ _α1 = 0,0203=0,03

2σ _α2 = 0,02

ν =14

χ² =13,4289

см^-1

Используя таблицу зависимости и проведя интерполяцию, по полученной величине определим энергию -квантов источника:

МэВ

3. Свинец: толщина пластины d = 0,1 см, Фон N_ф = 33

i	Xi	Ni	Yi=In( Ni-Nф )	Сигмы
0	0	2774	7,91	0,04
1	0,1	2446	7,78	0,05
2	0,2	2205	7,68	0,05
3	0,3	2024	7,59	0,05
4	0,4	1745	7,44	0,05
5	0,5	1565	7,33	0,06
6	0,6	1400	7,22	0,06
7	0,7	1302	7,15	0,06
8	0,8	1098	6,97	0,07
9	0,9	960	6,83	0,07
10	1,0	880	6,74	0,07
11	1,1	842	6,70	0,08
12	1,2	739	6,56	0,08
13	1,3	632	6,40	0,09
14	1,4	586	6,32	0,09
15	1,5	544	6,24	0,09

α₁ = 7,9124=7,912

α₂ = -1,1433=-1,14

2σ _α1 = 0,019

2σ _α2 = 0,03

ν = 14

χ² = 10,2758

см^-1

Используя таблицу зависимости и проведя интерполяцию, по полученной величине определим энергию -квантов источника:

МэВ

Вывод: В ходе данной лабораторной работы было изучено взаимодействие гамма излучения с веществом. Были построены графики функций ослабления, определен линейный коэффициент ослабления различных веществ:

см^-1

см^-1

см^-1

энергия γ-квантов источника:

МэВ, МэВ, МэВ.

Что весьма близко к справочным данным: МэВ

*Приложение