- •Теоретическое введение к лабораторному практикуму по физике атомного ядра
- •Виды радиоактивного излучения а) Альфа-распад
- •Б) Бета-распад
- •В) Гамма-излучение
- •Некоторые методы наблюдения и регистрации радиоактивных излучений и частиц
- •Лабораторная работа №3.15 Определение коэффициентов ослабления потока γ-лучей в металлах
- •Описание установки и методики измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Исследование поглощения - частиц в различных материалах
- •Теоретическое введение Описание установки и методики измерений
- •Лабораторная работа 3.17
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа 3.18
- •Литература
Исследование поглощения - частиц в различных материалах
Цель работы:Определение максимального пробега β – частиц в металлах и энергии источника β – излучения.
Принадлежности:источник β – излучения90Sr, детектор
β – излучения, счетчик импульсов, источник питания, набор металлических поглотителей.
Для радиоактивного изотопа 90Sr, который используется в данной работе в качестве источника β-- радиации, энергия распада, рассчитанная по формуле (7) составляет 0,535 МэВ.
Теоретическое введение Описание установки и методики измерений
Рис. 3.
Блок – схема установки, используемой в данной работе, показана на рис. 3.
Источник бета – частиц помещен в конусообразный контейнер. Регистрация β-- излучения осуществляется радиометром, принцип действия которого основан на измерении средней скорости счета электрических импульсов, которые возникают в блоке детектирования в результате воздействия β-- частиц на самогасящиеся счетчики Гейгера – Мюллера, используемые в приборе в качестве детекторов излучения. Электрические импульсы из блока детектирования, попадают по кабелю на измерительный пульт и регистрируются измерителем скорости счета.
Отсчет производится по стрелочному прибору, шкала которого отградуирована в.Измерения средней скорости счета импульсов, поступающих на измерительный пульт, могут проводиться в четырех диапазонах.
Для определения пробега β- - частиц в металлах необходимо измерить число β- - частиц (N0), регистрируемых детектором при наличии источника β – излучения и их число (N), прошедших через поглотитель. В качестве поглотителя используются тонкие пластинки алюминия и меди. По графику зависимости числа электронов (N), прошедших через слой вещества от толщины (X) этого слоя, путем экстраполяции определяют максимальный пробег (Rmax) (рис.4). Рассчитав затем удельный пробег Rуд=ρ·R, по формуле (8), связывающей удельный пробег и энергию электронов, определяют энергию β – распада данного изотопа.
Порядок выполнения работы
Ознакомьтесь с экспериментальной установкой и назначением органов управления пульта. Снимите заглушку с рабочего окна блока детектирования. Включите блок питания установки.
Рис. 4.
Переведите переключатель поддиапазонов в положение ВКЛ, спустя одну минуту в положение УСТ. НУЛЯ. При необходимости установите с помощью ручки УСТ. НУЛЯ стрелку измерительного прибора на нуль.
Переведите переключатель поддиапазонов в положение ПРОВ. ПИТ. При этом стрелка измерительного прибора пульта должна находиться справа от реперной метки на шкале прибора.
Установите переключатель поддиапазонов измерительного прибора в положение «×10» и определите не менее трех раз число импульсов N0, регистрируемое прибором в отсутствии поглотителя. Результаты занести в табл.1.
Табл.1.
N п/п |
1 |
2 |
3 |
Ср |
N, |
|
|
|
|
Последовательно загружая пластинки поглотителя в конусообразный контейнер, проведите измерения интенсивности β-– излучения (N) в зависимости от толщины слоя (X) поглотителя. Суммарная толщина слоя поглотителя должна быть не менее (5 – 10)мм. Время каждого измерения 1,5-2 мин. При отклонении стрелки менее 1,0 деления шкалы необходимо переключатель поддиапазонов перевести на следующий поддиапазон «×1».
Результаты измерения для поглотителей из AlиCuзанести в табл.2.
Табл.2.
Материал поглотителя: Al, ρ=2,7 г/cм3 | ||||||||||||
X, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rmax, см |
Rуд, г/cм2 |
E, МэВ |
N, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Материал поглотителя: Cu, ρ=8,9 г/cм3 | ||||||||||||
X, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rmax, см |
Rуд, г/cм2 |
E, МэВ |
N, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Постройте график зависимости N(X) и, экстраполируя участок наиболее резкого спадаN(X), определите максимальный пробег β-– частиц в металле (Rmax).
Для каждого поглотителя рассчитайте удельный пробег R=Rmax·ρ[г/см2], где ρ – плотность материала поглотителя.
По формуле (8) рассчитайте энергию β-– частиц, испускаемых данным источником и сопоставьте ее с теоретическим значением.
В блоке детектирования имеется высокое (0,4 кВ!) напряжение.
Необходимо соблюдать осторожность!