1_Lab

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

Фізичний факультет Кафедра ядерної фізики

Родін Віктор Сергійович

ЗВІТ Лабораторна робота №1

«ВИВЧЕННЯ ПОГЛИНАННЯ γ-ВИПРОМІНЮВАННЯ ЗА ДОПОМОГОЮ

СЦИНТИЛЯЦІЙНОГО ЛІЧИЛЬНИКА»

Викладач практикуму Голінка-Безшийко Л.О.

2014 р.

Київ 2014

Анотація.

В цій роботі ми визначаємо масові коефіцієнти поглинання для алюмінію, міді та свинцю, використовуючи сцинтиляційний детектор та джерело γ-квантів. Об’єктом дослідження є ¹³⁷Cs.

Мета роботи.

Ознайомитися з особливостями поглинання γ –квантів речовиною.

Методика виконання.

Щоб знайти коефіцієнт поглинання нам потрібне джерело γ-квантів та поглинач. У нас це ¹³⁷Cs та пластинки алюмінію, міді та свинцю. Знаючи інтенсивність випромінювання та енергію γ –квантів джерела, ми можемо знайти коефіцієнти поглинання порівнявши 1-ше з інтенсивністю після деякої товщини поглинача.

1. Отримати джерело: ¹³⁷Cs

2. Підготувати необхідне обладнання. Перевірити справність техніки, увімкнути прилади. Вибрати оптимальний час 1-го виміру.

3. Поміряти фон протягом 100 с. Зробити це і в кінці всіх вимірювань.

4. Розташувати джерело ¹³⁷Cs в коліматорі перед детектором. Виміряти інтенсивність, час виміру 100 секунд, по 1 виміру перед кожним поглиначем.

5. Розташувати між джерелом і детектором пластинки поглинача, вимірявши перед цим їх товщини за допомогою мікрометра. Збільшуючи товщину поглинача переконатись у зміні інтенсивності . Зняти залежність інтенсивності І(d) пучка γ- випромінювання від товщини поглинача

6. поправку на фон, побудувати залежність f(d) = ln(I/I₀) від d. З графіка за кутом нахилу лінійної функції f(d) визначити величину μ. При визначенні оптимального положення прямої f(d)=А+Вd коефіцієнти А і В знайти з використанням методу найменших квадратів.

7. Виконати пункти 5-6 для пластин з міді і свинцю.

8. Для виміряних матеріалів обчислити масові коефіцієнти поглинання μ/ρ (см²/г)

9 Порівняти отримані значення с теорією.

Опис експерименту:

Схема установки зображена на рис. 1.

Рис 1. Блок-схема установки.

Препарат, що слугує джерелом γ-квантів (1), розташований всередині масивного свинцевого блоку (2), який також використовують як свинцевий коліматор для виділення вузького пучка. Для виключення попадання у детектор розсіяних γ-квантів бажано діафрагмувати пучок як до, так і після поглинача (3), розміщуючи при цьому препарат і діафрагми на одній прямій. γ-Кванти, проходячи крізь поглинач, реєструються сцинтиляційним лічильником, який складається із

Сцинтиляційного кристалу (4) і фотоелектронного помножувача (ФЕП, 5). Напруга на ФЕП подається з блоку високої напруги (6). Імпульси з ФЕП через формувач (7) поступають на лічильний пристрій (8).

Проведення вимірів.

1. Вимірюємо фон 100 с.

2. Встановлюємо джерело ¹³⁷Cs.

3. Вимірюємо інтенсивність випромінення (без поглинання) 100 с.

4. Вимірюємо товщини пластин запропонованих поглиначів.

5. Встановлюємо 2 пластини алюмінію і вимірюємо кількість імпульсів γ-квантів за 100с.. Поступово збільшуючи товщину поглинача з кроком в 2 пластинки поки їх кількість не досягне 10 шт.

6. Аналогічні виміри для міді.

7. Аналогічні виміри для свинцю але крок 1 пластина і максимальна кількість 4 шт.

8. Дані про товщини; інтенсивність вносимо до таблиць.

Результати вимірів.

Табл. 1 Алюміній

Кількість імпульсів, N1,	Середнє значення, N1	Товщина,d1 мм	Похибка, N1с	Час виміру, T, c
2598	2512	2,664	50.11	100
2481
2459
2390	2379	5,328	48.77
2376
2370
2300	2286	7,992	47.81
2245
2312
2202	2179	10,656	46.68
2131
2204
2062	2063	13,32	45.42
2071
2058

Фон до вимірів, F1:

124

123

Джерело, Io:

N10 = 2617

N20 = 2567

N30 = 2630

Кількість імпульсів, N2,	Середнє значення, N2	Товщина,d2 мм	Похибка, N2с	Час виміру, T, c
2388	2422	1,364	49.21	100
2429
2449
2135	2207	2,728	46.97
2246
2241
2049	2150	4,092	46.36
2080
2121
1886	1954	5,456	44.2
1940
2035
1767	1820	6,82	42.66
1872
1821

Табл. 2 Мідь

Табл. 3 Свинець

Кількість імпульсів, N3	Середнє значення, N3	Товщина,d3 мм	Похибка N3с	Час виміру, T, c
2041	1998	2,05	44.69	100
1958
1995
1743	1678	4,1	40.96
1646
1645
1379	1387	6,15	37.24
1413
1368
1130	1175	8,2	34.27
1182
1215

Фон після вимірів, F2:

148

124

Обрахування результатів вимірів Рис. 2 Алюміній

Рис. 3 Мідь

Рис. 4 Свинець

Обрахунок похибок

1.Похибки для імпульсів ми шукали за формулою . Результати подані в таблицях вище.

2 Похибки для значення Ln(N_i0/N_i) шукали за формулою:

Результати можна побачити на графіках а також у файлі Оріджін 1_Lab.

Обговорення результатів

За допомогою графіків ми отримали значення коефіцієнта Slope зі знаком “+”