340 / Лаба 340-2
.doc
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 Iф, как скорость счета при закрытом свинцовой пробкой отверстии источника -излучения.
5. Выполнить 4-5 раз измерения по пп. 3-4.
6. Рассчитать величины Ii - 1ф, 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 |
Iф = 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.