Кафедра физики. Лаборатория ядерной физики

Лабораторная работа № 323

определение активности

бета-препарата и граничной энергии

бета-спектра

Работу выполнил

студент группы НК-313

электротехнического факультета

Сосновый А.М.

Работу принял:

Санкт-Петербург

2004

1. Теория и цель работы

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

- определение активности бета-препарата;

- определение граничной энергии бета-спектра.

ТЕОРИЯ

Бета-распад представляет собой превращение радиоактивных ядер, сопровождающееся излучением электронов или позитронов.

При -распаде ядро превращается в ядро другого элемента, имеющего порядковый номер на единицу больше; при -распаде образуется ядро с порядковым номером на единицу меньше.

При-распаде одновременно с электроном из ядра вылетает антинейтрино-нейтральная частица с массой покоя, равной нулю (). В случае -распада одновременно с позитроном испускается нейтрино ().

Одним из примеров -распада может служить распад изотопа фосфора :

.

Ядра состоят из нейтронов и протонов. Бета-распад объясняется превращением нейтрона в протон с образованием электрона и антинейтрино:

.

На рис. 1 представлен энергетический спектр электронов . Максимальная энергия , которой обладают электроны, называется граничной энергией бета-спектра. От граничной энергии бета-спектра зависит проникающая способность бета-излучения.

При прохождении быстрых электронов через вещество их энергия растрачивается на возбуждение и ионизацию атомов вещества, а также на тормозное излучение. Чем больше , тем большую толщину вещества способны пронизывать электроны. Если снять кривую поглощения электронов, т.е. зависимость числа прошедших через слой вещества электронов от толщины слоя, то она имеет вид, изображенный на рис. 2. При некоторой толщине электроны полностью поглощаются веществом. Эта толщина называется толщиной слоя полного поглощения. Толщина слоя полного поглощения зависит, с одной стороны, от , а с другой – от плотности поглощающей среды.

Опытным путем была установлена следующая зависимость от и :

. (1)

Активность – это число ядер, распадающихся в препарате за 1 с. Активность характеризует препарат с точки зрения интенсивности излучения, а граничная энергия – с точки зрения проникающей способности бета-излучения.

2. счетная установка

Для сета числа электронов в работе используется стандартный прибор – радиометр типа Б-2. Он включает в себя:

1. газовый торцовый счетчик с выносным усилительным блоком;

2. пересчетный прибор и электромеханический счетчик для счета разрядов в газовом счетчике;

3. высоковольтный выпрямитель для питания газового счетчика;

4. секундомер для отсчета заданного интервала времени счета.

3. Таблица наблюдений

1. Измерение фона счетчика

Таблица 1

Номер измерения
1	200	92	0,46	0,04
2		108	0,54	-0,04
3		100	0,5	0

2. Определение активности бета-препарата

Таблица 2

Номер измерения
1	50	20631	412,62	6,15
2		20797	415,94	2,83
3		21387	427,74	-8,97

3. Определение граничной энергии бета-спектра методом поглощения

Таблица 3

Номер измерения
1	1	50	3735	74,7
2	2		212	4,24
3	2,2		149	2,98
4	2,4		65	1,3
5	2,6		25	0,5
6	2,8		25	0,5

График зависимости

4. ВЫЧИСЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТА.

АБСОЛЮТНАЯ И ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ

5. ВЫВОД

Фон счетчика:

Активность бета-препарата:

Граничная энергия бета-спектра: