МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Физический факультет

Кафедра общей физики

Ушкова Мария Юрьевна

ОТЧЕТ

о лабораторной работе

«Измерение случайной величины на примере определения интенсивности излучения α-частиц»

Измерительный практикум, 1 курс, группа 0331

Преподаватель измерительного практикума

______________ А. С. Золкин

«___»_________ 2010 г.

Преподаватель компьютерного практикума

______________ Н. А. Витюгова

«___»_________ 2010 г.

Новосибирск, 2010 г.

Оглавление

Введение 3

1 Описание эксперимента 3

1.1 Методика измерений 3

1.2 Описание экспериментальной установки 3

1.3 Результаты измерений 4

2 Анализ результатов измерений 5

2.1 Обработка результатов 5

2.2 Оценка погрешностей 6

3 Обсуждение полученных результатов 6

4 Выводы и заключение 6

Список литературы 7

Аннотация. Радиоактивный распад по своей природе является вероятностным, случайным процессом. Образовавшаяся в результате «вероятностного» слияния нуклонов в ядре α-частица совершает «вероятностный» туннельный переход под потенциальным барьером ядерных сил и вылетает из ядра. Распад каждого ядра не зависит от присутствия других ядер. В результате количество α-частиц, испускаемых радиоактивным источником за 1 секунду, есть величина случайная.

Введение

В настоящей работе демонстрируются статистические закономерности на примере измерений случайной дискретной величины – количества α-частиц, испускаемых при радиоактивном распаде ядер изотопа плутония ²³⁹Рu.

1. Описание эксперимента

В работе проводилось измерение интенсивности α-источника при помощи экспериментальной установки, блок-схема которой изображена на рис.1

Рис. 1. Блок-схема экспериментальной установки

Для получения α-частиц используется изотопный источник, в котором они образуются в результате радиоактивного распада изотопа плутония ²³⁹Рu с периодом полураспада 24360 лет и энергией, равной 5–5,1 МэВ. Активность используемых в данной работе источников порядка 10³–10⁴ распадов в секунду. Поскольку α-частицы имеют малую проникающую способность (лист плотной бумаги практически полностью их поглощает), то источник безопасен в работе.

В качестве первичного преобразователя в установке применен сцинтилляционный детектор, регистрирующий α-частицы, однако само пересчетное устройство фиксирует не количество α-частиц, которые попали в сцинтиллятор, а количество электрических импульсов, пришедших с ФЭУ. После регистрации α-частиц все данные заносятся в компьютер.

Таким образом нам известно количество испущенных источником частиц и интервал времени, за который он их испустил, т.е. мы можем говорить об его интенсивности.

1. Методика измерений

Основной идеей эксперимента было изучение отклонения случайной дискретной величины от среднего экспериментально полученного значения. Подсчет количества импульсов с ФЭУ и статистическая обработка данных в работе автоматизированы и проводятся на компьютере. В режиме непосредственного счета, программа считывает число импульсов, накопленных пересчетным устройством за заданный промежуток времени. Результат каждого измерения добавляется в таблицу на экране монитора. После каждого измерения вычисляются и выводятся на экран текущие значения.