САНКТ – ПЕТЕРБУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

КАФЕДРА ФИЗИКИ

ЛАБОРАТОРИЯ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №340-2

ПРОХОЖДЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ ЧЕРЕЗ ВЕШЕСТВО

ВЫПОЛНИЛ : Микишенко Е.А.

ГРУППА : АТ-001

ПРОВЕРИЛ :

Санкт – Петербург

2001г.

Цель работы: исследование поглощения видимого света и - излучения. Проверка закона Бугера - Ламберта - Бера для поглощения -излучения различными материалами.

Порядок работы: Большинство естественных и искусственных изотопов, применяемых в технике, испускают - кванты, энергия которых лежит в интервале 0,01-10 Мэр. При взаимодействии - излучения с веществом - кванты выбывают из падающего пучка в результате одного из актов взаимодействия. Для квантов с энергией 0,01-10 МэВ. главную роль играют три вида взаимодействия:

1 Фотоэффект, -квант проникает в оболочку атома и выбивает электроны. Этот эффект преобладает при энергии -квантов ниже 0,5 МэВ.

2. Эффект Комптона. -квант сталкивается с электроном во внешней оболочке и передает ему часть своей энергии, вследствие этого изменяется направление движения -квантов и уменьшается их энергия и частота,

3. Образование пар, -квант пролетает непосредственно вблизи ядра. Если его энергия превышает 1,02 МэВ, то он может превратиться в электрон-позитронную пару. Часть энергии, потерянной квантами в результате элементарного акта взаимодействия, испускается затем в виде флуоресцентного излучения, тормозного излучения, позитронов и электронов, аннигиляционного излучения, -излучение имеет большую проникающую способность, т. е. Поглощается более толстым слоем вещества, чем видимый свет. Способность вещества поглощать -кванты может быть охарактеризована коэффициентом поглощения (закон Бугера- Ламберта- Бера). Чтобы определить его экспериментально, необходимо изучить, как уменьшается поток -квантов с увеличением толщины поглощающего слоя вещества. В данном задании используются : счетная установка с детектором -излучения; поглотитель - наборы дисков из алюминия, железа, свинца известной толщины; источник -излучения активностью 0,5 мкКи в свинцовом защитном блоке.

1. Включить установку в соответствии с инструкцией,' которая находится в лаборатории (или с помощью преподавателя).

2. Определить толщину дисков материала - поглотителя. Данные занести в таблицу 1. Выбор материала по указанию преподавателя.

3. Измерить интенсивность -излучения без дисков-поглотителей -I₀, с одним диском – I₁ с двумя дисками I₂, и т.д. Полученные значения I, записать в таблицу 1. В столбец "х" в таблице занести последовательные суммарные толщины поглотителей (в см) соответственно для одного, двух, трех и т.д. образцов.

4. Определить фон I_ф, как скорость счета при закрытом свинцовой пробкой отверстии источника -излучения.

5. Выполнить 4-5 раз измерения по пп. 3-4.

6. Рассчитать величины I_i - 1_ф, отношения записать их в таблицу 1.

7. Выполнить пп.3-6 для других материалов-поглотителей.

8. Построить для различных материалов графики

зависимостей от толщины поглотителя х.

9. По графикам определить как тангенс угла наклона

прямой , к аппроксимирующей экспериментальные точки.

10. По таблице определить энергию - квантов полученным значениям - (таблица на рабочем месте).

11. Записать значения в стандартном виде с указанием

погрешности.

12. Сделать выводы об эффективности выбора в качестве поглотителя материалов с различной плотностью. Плотность различных материалов-поглотителей, используемых в данной работе, указана на рабочем месте.

Таблицы результатов:

Таблица №1 Материал: латунь Плотность:8,55 г/см³

X см	Ii	Iiср	Iiср-Iф
0	1820	1820	1783	0	0,47
0,2	1810	1810	1773	0,05
0,4	1020	1020	938	0,6
0,5	1000	1000	963	0,6
0,6	900	900	863	0,7
0,8	750	750	713	0,9
1	700	700	663	0,9
1,2	620	620	583	1,1
1,4	500	500	463	1,3
1,6	460	460	423	1,4
1,8	380	380	343	1,6
2	300	300	263	1,9

I_ф = 37

Таблица №2 Материал: алюминий Плотность: 2,8 г/см³

X см	Ii	Iiср	Iiср-Iф
0,4	1400	1400	1363	0,2	0,40
0,8	1300	1300	1263	0,3
1	1100	1100	1063	0,5
1,4	1000	1000	963	0,6
1,8	850	850	813	0,7
2	800	800	763	0,8
2,4	750	750	713	0,9
2,8	700	700	663	0,9
3	670	670	633	0,9
3,4	600	600	563	1,1
3,8	550	550	513	1,2

Таблица №3 Материал: железо Плотность: 7,87 г/см³

X см	Ii	Iiср	Iiср-Iф
0,3	800	800	763	0,8	0,46
1,4	700	700	663	0,9
2,1	300	300	263	1,9
2,8	200	200	163	2,3
3,1	170	170	133	2,5
3,8	130	130	93	2,9
4,1	100	100	63	3,3
4,8	80	80	43	3,7

Графики

Вывод: В качестве поглотителя лучше выбирать материал с большей плотностью т.к. проделав лабораторную работу, мы определили, что материал с большей плотностью поглощает больше - квантов.