
- •Измерение коэффициента поглощения гамма-излучения в свинце
- •Теоретические сведения Строение атомного ядра
- •Энергия связи
- •Фундаментальные взаимодействия.
- •Кулоновское отталкивание протонов
- •Радиоактивность
- •Альфа-распад.
- •Бета-распад.
- •Гамма-распад.
- •Закон радиоактивного распада
- •Взаимодействие гамма-квантов с веществом.
- •Фотоэффект.
- •Эффект Комптона.
- •Образование пар.
- •Поглощение гамма-лучей.
- •Экспериментальная установка.
- •Порядок выполнения работы.
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список к лабораторной работе № 23
Порядок выполнения работы.
1. Установить дозиметр "Белла" на подставку, включить ПИТАНИЕ, включить ПОИСК и включить режим определения МЭД.
2. Трижды снять показания прибора и занести измерительные значения МЭД I1(0), I2(0), I3(0) в первую строчку табл. 2. Число поглощающих пластин в табл. 2 обозначено через N. После этого поставить между источниками излучения и дозиметром одну пластину из материала и также провести три измерения интенсивности прошедшей через пластину излучения. Данные занести во вторую строку табл. 2.
Далее аналогично измеряется интенсивность излучения прошедшую через 2 пластины, 3 пластины и т.д. до 10 пластин одного материала.
3.
Найти среднее значение
для каждой толщины поглощающего слоя
и занести это значение в пятую колонку
таблицы.
4.
Рассчитать натуральный логарифм числа
и занести в
6 колонку
таблицы.
5.
Построить координатную плоскость (на
миллиметровке) с осями In
и
N и нанести
на нее точки из 6-ой колонки таблицы
рис.
4.
Таблица 2.
Экспериментальные данные для свинца.
N |
I1(N) |
I2(N) |
I3(N) |
|
In |
0 1 … 10 |
|
|
|
|
|
6. Как следует из теории (формулы (6), (7), (8)) величина lnT(N) линейно зависит от толщины поглощающего слоя х
lnT(N)=lnT(0)–μх, (10)
где μ – коэффициент поглощения γ-излучения.
Толщина поглощаемого слоя определяется числом поглощающих пластин
х=х0∙N, (11)
где х0 – толщина одной пластины в см.
Значение коэффициента поглощения можно найти построив по экспериментальным точкам уравнение прямой (10) методом наименьших квадратов или методом парных точек. Проведем обработку экспериментальных результатов методом парных точек. Для этого определим по значениям табл. 2 коэффициент поглощения μ13 для толщины х1=1∙х0 и х3=3∙х0. В соответствии с уравнением (10)
.
(12)
Далее
вычислим μ2,4
для значений N=2
и N=4,
μ3,5
для значений N=3
и N=5
и т.д. Для 10 пластин получим 8 значений
μ, по которым найдем среднее значение
.
По найденному значению коэффициента
поглощения и формуле (10) построить
график. Рассчитать среднеквадратичную
ошибку
по формуле
.
(13)
7.
По найденному значению
определить истинное значение коэффициента
поглощения с учетом геометрического
фактора.
8. По таблице 1 и рис. 3 для найденного значения коэффициента поглощения определяется энергия -кванта и делается вывод о преобладающем механизме взаимодействия -излучения с исследуемым веществом.
9. Провести измерения и расчеты для поглотителей из свинца и алюминия.
10.Результаты измерений представить в стандартной форме:
х=±х
Р=0,95.
Контрольные вопросы
1. Чем отличаются "нуклоны" от "нуклидов"?
2. Что такое "дефект масс" и "энергия связи ядра"?
3. Какие виды взаимодействия известны в физике?
4. Какие виды радиоактивного распада известны?
5. Запишите закон радиоактивного распада,
6. Что такое период полураспада?
7. Что такое активность вещества? Единицы активности.
8. Какую величину называют мощностью эквивалентной дозы (МЭД)?
9. Какие известны механизмы поглощения γ-квантов веществом?
10.Запишите закон Бугера-Ламберта.
11.В чем заключается метод парных точек?
12. В чем заключается эффект Комптона?
13. Что такое фотоэффект?
14. Как происходит распад γ-кванта?
15. Запишите формулу Эйнштейна для фотоэффекта.
16. Дайте определение единицы активности – Кюри.