Фізика(готові лабораторні роботи) / Довбань / lr62

Міністерство освіти і науки України

Житомирський державний технологічний університет

Кафедра фізики

Група РТ-8

Лабораторна робота №62

Тема: “Вивчення коефіцієнта поглинання γ-випромінювання”

Виконав: Яшник Д.М.

Перевірив: Алексюк В.Ю.

Житомир

2004р.

Мета роботи: вивчити поглинання -випромінювання в речовині, експериментально визначити сумарний лінійний коефіцієнт поглинання -випромінювання в металі.

Обладнання: лічильник Гейгера-Мюллера, радіометр, радіоактивний препарат, свинцевий контейнер, набір металевих пластин, секундомір.

Теоретичні відомості

Проходження -променів через речовину супроводжується розсіянням і поглинанням їх атомами речовини. Змінв інтенсивності -випромінювання визначається законом Бугера:

І=І₀е^х_, (1)

де І₀ та І – інтенсивність випромінювання до і після проходження через речовину,  - коефіцієнт поглинання, х – товщина шару речовини.

Величини І₀ та І пропорційні енергії, що переноситься за одиницю часу, а, отже, і числу самих -квантів, зареєстрованих лічильником за одиницю часу (, де N – кількість -квантів, зареєстрованих лічильником за час t). Тому швидкість рахунку також змінюється згідно закону і=і₀е^х_.

Ослаблення інтенсивності радіоактивного випромінювання в речовині зумовлено дією принаймні чотирьох механізмів поглинання.

Фотоелектричне поглинання

Проміння, взаємодіючи з атомом, повністю передає свою енергію одному з електронів. Енергія -квантів іде на відрив електрона від атома та надає електрону кінетичну енергію.

Комптонівське випромінювання

Взаємодія фотона з електроном речовини відбувається згідно законів пружного удару

З закону збереження енергії (2)

видно, що при такій взаємодії частота і енергія фотона зменшується (<₀, E<E₀).

Утворення пар частинок

Якщо енергія фотона достатньо велика, то проходячи поле ядра він може перетворюватись у пару частинка-античастинка, наприклад: .

Класичне розсіювання

Процес відбувається відносно рідко і полягає в розсіянні фотона на електроні без зміни частоти фотона. Лінійний коефіцієнт поглинання -променів таким чином можна представити у вигляді суми: =₁+₂+₃+4, де ₁,₂,₃,₄ – коефіцієнти поглинання, що відповідають вищеописаним механізмам поглинання.

Порядок виконання роботи

1. Встановити радіоактивний препарат у свинцевий контейнер. Ввімкнути високовольтний випрямляч, програмний реверсивний лічильник.

2. Подати на електроди лічильника високу напругу, використавши для її визначення результати дослідження характеристик лічильника з лабораторної роботи №61.

3. Одночасно з пуском секундоміра, кнопкою “Пуск” ввімкнути установку. Зареєструвати кількість імпульсів N за 30-50 с, зупинивши установку кнопкою “Стоп”. Очистити цифрове табло приладу за допомогою кнопки “Сброс”.

4. Виміряти товщину металевої пластинки мікрометром. Помістити її між лічильником Гейгера-Мюллера і радіоактивним препаратом і провести випромінювання згідно п.3.

5. Аналогічні вимірювання провести для 2,3,4,5 пластинок, накладаючи їх одна на одну (або використавши пластинки різної товщини) і не змінюючи при цьому положення радіоактивного препарату.

6. Визначити рівень фону. Для цього вийняти радіоактивний препарат з свинцевого контейнера, закрити контейнер і зареєструвати число імпульсів за 3 хв.

7. Обчислити швидкість рахунку для всіх випадків з вирахуванням вкладу фону. Всі результати записати в таблицю:

8. Побудувати графік

9. Використавши графік, визначити коефіцієнт поглинання , як тангенс кута нахилу прямої до осі абсцис.

Розрахунки

i_ф=0,21

№	Напруга на ліч.	t, c	x, m	N		ln i
1	1460 B	30	0	1634	54,26	3,99
2	1460 B	30	0,05·10-3	859	28,42	3,35
3	1460 B	30	0,10·10-3	680	22,46	3,11
4	1460 B	30	0,15·10-3	460	15,12	2,72
5	1460 B	30	0,20·10-3	323	10,56	2,36
6	1460 B	30	0,25·10-3	256	8,32	2,12
7	1460 B	30	0,30·10-3	211	6,82	1,92
8	1460 B	30	0,35·10-3	174	5,59	1,72
9	1460 B	30	0,40·10-3	119	3,76	1,32
10	1460 B	30	0,05·10-3	99	3,09	1,13

м^-1

Контрольні запитання

1. Чи розпадуться за добу всі ядра елемента , період піврозпаду яких 6 годин?

Ні, бо час повного розпаду прямує до безкінечності.

2. Яку енергію повинен мати γ-квант, щоб спричинити поділ ядра?

Для поділу ядра γ-квант повинен мати енергію більшу 1 МеВ.

3. Визначити товщину шару половинного ослаблення для досліджуваного матеріалу.

.

4. Визначити співвідношення між швидкістю світла і швидкістю пучка електронів у речовині, якщо випромінювання Черенкова направлене під кутом 60º до вектора швидкості електронів.

Кут випромінювання Черенкова (для повітря п=1) , , а .

Задача №659

Визначити теплові ефекти реакції ,.

;