Описание установки

Для определения длины свободного пробега - частиц в воздухе используется установка типа “Тисс”, состоящая из контейнера с альфа – радиоактивным препаратом пересчетного устройства с электромеханическим счетчиком импульсов. Альфа – радиоактивный препарат прикреплен к торцу винта С, вращением которого можно изменять расстояние между радиоактивным препаратом и сцинтилляционным счетчиком.

Сцинтилляционный счетчик состоит из люминесцирующего экрана В и фотоумножителя (рис. 1). В точке попадания - частицы на экране возникает световая вспышка, которая регистрируется фотоумножителем (ФЭУ). Последний представляет собой электровакуумный прибор, действие которого основано на явлении внешнего фотоэффекта.

ФЭУ состоит из фотокатода (1), диафрагмы, динодов (эмиттеров) (2-10) и анода (11). Вся система размещается в стеклянном баллоне с высоким вакуумом.

При работе ФЭУ к его электродам приложено высокое напряжение, причем потенциалы электродов возрастают от катода к аноду.

Световая вспышка, возникающая при попадании - частицы на экран (В), освещает фотокатод (1) и вырывает из него электроны.

Вырванные фотоэлектроны собираются электрическим полем и через диафрагму направляются на первый эмиттер. При этом электрическое поле ускоряет электроны настолько, что, ударяясь об эмиттер, они способны вырывать с его поверхности некоторое количество вторичных электронов. Проходя последовательно несколько эмиттеров, поток электронов умножается, образуя лавину электронов. На выходе фотоумножителя возникает импульс тока, который подается на выход усилителя и приводит в действие электромеханический счетчик импульсов.

Порядок выполнения работы

1. Включить радиометр (рис. 2) в сеть и дать прогреться в течение 10 мин.

2. Тумблер 2 перевести в положение “Работа”.

3. Установить радиоактивный препарат на минимальном расстоянии от экрана (сцинтиллятора).

4. Установить стрелки счетчика на нуль.

5. Включить одновременно тумблер 1 “пуск” и секундомер.

6. Через 1 мин выключить и записать число импульсов.

7. Увеличить расстояние между препаратом и экраном на 1,25 мм вращением винта (С) на 1 оборот и повторить измерения (пункты 4,5,6).

8. Продолжая увеличивать расстояние через 1,25 мм, повторять измерения до тех пор, пока счетчик не прекратит регистрацию - частиц.

9. Полученные результаты эксперимента занести в таблицу.

10. Построить график зависимости числа импульсов N от расстояния между радиоактивным препаратом и счетчиком (рис. 3), т.е. .

11. Из графика определить длину (R) волны свободного пробега - частицы, продолжив прямолинейный участок графика до пересечения с осью .

12. По формуле (5) рассчитайте энергию - частицы.

Таблица

№ опыта		N

Контрольные вопросы

1. Что такое радиоактивность? Естественная? Искусственная?

2. Назовите основные виды радиоактивных превращений.

3. Запишите и поясните закон радиоактивного распада .

4. Что называется периодом полураспада, средним временем жизни радиоактивного изотопа?

5. Запишите и поясните по какой схеме протекает - распад.

6. Что представляет собой - частица?

7. Что называется длиной свободного пробега - частицы?

8. Запишите, как связаны длина свободного пробега и энергия - частицы.

9. Какие Вам известны методы определения энергии и длины пробега - частиц?

10. Какой счетчик был использован для обнаружения - частиц в работе? Устройство и работа этого счетчика.