Іі. Розрахункова частина

1. В цьому експерименті альфа-частинки вимушені рухатися в тонкому шарі слюди, але цей шар має велику густину та є ефективним поглиначем альфа-частинок. Це потрібно врахувати в кінцевому пробігу альфа-частинки. Формула перерахунку залежності енергії альфа-частинок від їх пробігу відома лише для повітря. Тому треба тонкий шар слюди перерахувати в еквівалентний шар повітря за наступною формулою:

, (2)

де  = 3 мг / см² – масова товщина віконця зі слюди;

ρ_пов – густина повітря (при нормальних умовах вона дорівнює 0,00129 г / см³);

А_пов та А_вік – ефективні атомні маси відповідно повітря (оскільки ефективна молекулярна маса повітря прийнята рівною 28,96, а молекули двохатомні, то А_пов = 28,96:2 = 14,48) та вікна лічильника (А_вік = 19,1).

2. При роботі з торцевим лічильником до відстані X₀ треба додати відстань R_0пов, яку би пролетіла альфа-частинка, якби на її шляху не було вікна лічильника з масовою товщиною (ρd)_слюди. Хімічна формула слюди: K Al₂ [ Al Si₃ O₁₀ ] [ O H₂ ]. Ця відстань обчислюється за формулою

3. Екстрапольований пробіг R_екстр обчислюють як суму X₀ та R_0пов:

R_екстр = X₀ + R_0пов. + 0.44 (см). (6)

Тут X₀ – довжина, яка виміряна по лімбу мікрометра.

4. Використовуючи формулу (1) отримати значення енергії альфа-частинок Е_α. Перевірити це значення за графіком на рис. 6.

Рис. 6. Залежність пробігу від енергії альфа-частинки в повітрі (15 ºС та 760 мм. рт. ст.): а – для енергії Е = 0-4 МеВ; б – для енергії Е = 4-8 МеВ

Контрольні запитання

1. Що являє собою альфа-частинка та альфа-випромінювання?

2. Що може бути джерелом альфа-випромінювання?

3. Енергія та енергетичний спектр альфа-випромінювання радіоактивних ізотопів.

4. У яких видах взаємодії з реховиною альфа-частинки тратять основну долю своєї енергії?

5. Як змінюється кількість альфа-частинок з глибиною при проходженні їх через речовину?

6. Що розуміють під середнім та екстрапольованим пробігом?

Література

1. Широков Ю.М., Юдин Н.П. Ядерная физика. – М. – 1980. –С.259-273, 446-453, 491-516.

2. Практикум по ядерной физике / Под ред. Ш.Ш.Башкирова. – Казань, 1985. – С.36-40.

3. Кабардин О.Ф. Практикум по ядерной физике. – М., 1965. –С.25-29, 48-49, 143-146.

4. Сборник лабораторных работ по ядерной физике / Под ред. Проф. К.Н.Мухина. – М.: Атомиздат, 1979. – с .71-76.

5. Вальтер А.К., Залюбовский И.И. Ядерная физика. – Харьков, 1978. – С.42-52, 65-73, 94-110.

6. Альфа -, бета - и гамма - спектроскопия. Под ред. К.Зигбана. – М.: Атомиздат, с .58-95.

Лабораторна робота №5

Вивчення бета-радіоактивності

Мета роботи: Вивчити природу та властивості бета-променів, ознайомитися з основним методом їх реєстрації та визначити максимальну енергію бета-частинок методом поглинання.

Прилади та обладнання: установка для вивчення бета-випромінювання; комплект поглинаючих пластинок з алюмінію.