2. Приборы и принадлежности

Для исследования степени поглощения падающего потока гамма-квантов в данной лабораторной работе используется гамма-радиометр РУГ-91 «Адани» Функциональная схема прибора для измерений представлена на рис. 4.6.

Принцип действия гамма-радиометра основан на анализе амплитудного распределения световых импульсов, возникающих в сцинтилляционном детекторе при попадании в него гамма-квантов.

Рис. 4.6. Функциональная схема гамма-радиометра РУГ-91:

1 – источник ионизирующего излучения; 2 – поглотитель (исследуемая проба); 3 – защитный свинцовый экран; 4 – защитная крышка; 5 – сцинтиллятор – CsI(Tl); 6 – световод; 7 – фотоэлектронный умножитель (ФЭУ)

Исследуемый образец (проба) 2 устанавливается на детектор (сцинтиллятор) 5 внутрь свинцового защитного экрана 3. Сверху на пробу устанавливается источник излучения. Защитный экран закрывается свинцовой защитной крышкой 4.

Световые вспышки, возникающие в сцинтилляторе 5, через световод 6 попадают на фотокатод ФЭУ 7 и преобразуются в электрические импульсы, которые после усиления поступают в устройство селекции.

Устройство селекции производит сортировку импульсов по их амплитудам (пропорционально энергии регистрируемых гамма-квантов). Это позволяет определить парциальные вклады изотопов цезия и калия в суммарную активность пробы.

Устройство обработки управляет работой устройства селекции и вычисляет количественные характеристики ионизирующего излучения. Устройство индикации и управления задает режим работы гамма-радиометра и индицирует на табло результат измерения.

3. Порядок выполнения работы и обработка результатов

3.1. Подсоедините сетевой шнур к питающей сети 220 В. Нажмите кнопку «Сеть». Выход гамма-радиометра на режим сопровождается звуковым сигналом и загоранием табло.

3.2. Нажмите кнопку «Фон». Проконтролируйте включение режима по загоранию светодиода. Нажмите кнопку «K-40» или «Cs-137» (по указанию преподавателя) и кнопку времени измерения «2 мин». В процессе измерения на табло индицируется обратный отсчет времени. Окончание измерения сопровождается звуковым сигналом и на табло высвечивается значение фона. Измеренное значение автоматически заносится в память гамма-радиометра и хранится в ней до следующего измерения фона.

3.3. Измерьте падающий поток N_c0. Для этого установите источник излучения (по указанию преподавателя) внутрь свинцового экрана и закройте защитную крышку. Нажмите кнопки «Проба» и «2 мин». Все показания занесите в таблицу.

Таблица

Измеренные и вычисленные величины

Материал поглотителя	Свинец  = 11,34103 кг/м3				Медь  = 8,9103 кг/м3
Количество поглощающих пластин	1	2	3	4	1	2	3	4
Падающий поток Nc0
Толщина поглощающей пластины x, м
Поток на выходе i-й пластины Nci
Массовая толщина поглотителя d, кг/м2
Массовый коэффициент ослабления m, м2/кг
Линейный коэффициент ослабления , м–1
Энергия гамма-квантов Е, МэВ

3.4. Извлеките источник из прибора. Установите поглотитель из свинцовой пластины внутрь свинцового экрана (толщина поглотителя х указана на пластине), сверху на поглотитель установите источник излучения. Нажмите кнопки «Проба» и «2 мин», по окончании измерения запишите величину потока на выходе N_ci.

3.5. Повторите измерения с двумя, тремя и четырьмя пластинами. В таблицу запишите суммарную толщину поглощающих пластин и величину потока на выходе N_ci, соответствующую количеству поглощающих пластин.

3.6. Аналогично произведите измерения с медными пластинами.

3.7. Рассчитайте .

3.8. Определите массовую толщину поглотителя d  = х.

3.9. Рассчитайте массовый коэффициент ослабления и его среднее значение для свинца и меди.

3.10. Определите линейный коэффициент ослабления  = _m для свинца и меди. Используя графики на рис. 4.5, установите энергию гамма-квантов.

3.11. Постройте графики зависимости от массовой толщины поглощающего слоя d для исследуемых материалов и определите массовые коэффициенты ослабления _m свинца и меди по тангенсу угла наклона полученных прямых.