Отчёты / 107 - Альфа-частицы / Лоза

6

Отчет

по практикуму по ядерной физике

1 часть:

«Определение энергии a-частиц исследуемого изотопа по их пробегу»

студентки 311 группы

Лоза Ольги Александровны.

Теоретическое обоснование:

Схема установки для определения пробега a-частиц изображена на рисунке:

В вакуумную камеру 1 с помощью специального шлюза помещается исследуемый радиоактивный источник 2. Альфа-частицы источника проходят некоторое расстояние и регистрируются с помощью сцинтиллирующего экрана ZnS 3. Попадая на экран, a-частица вызывает в нем световую вспышку. Для регистрации световых вспышек используется ФЭУ 4. Вспышки света в экране ZnS, вызываемые a-частицами, регистрируются умножителем, приводя к появлению электрических импульсов на его выходе. Эти импульсы в свою очередь регистрируются с помощью пересчетного устройства 5, присоединенного к выходу ФЭУ. Наполняя влздухом откачанную вакуумную камеру с помощью крана натекания 6, сняли зависимость счета a-частиц от давления в камере.

Пробег a-частиц равен ,

где l= (39 ± 0,5 )см - расстояние от источника до детектора, p₀ - давление в камере, соответствующее максимуму кривой дифференцирования при температуре 15⁰С.

Определив R по номограмме, можно найти энергию a-частиц.

Ход работы:

Таблица данных, полученных экспериментально для построения графика зависимости счета a-частиц N от давления в камере P :

Nчастиц	332±15	317±15	311±15	307±14	303±14	290±14
Р ± 1, мм рт ст	3	5	7	16	17	20

Nчастиц	185±14	160±13	154±12	152±12	140±12	120±11
Р ± 1, мм рт ст	22	29	31	35	41	51

Nчастиц	103±10	61±8	30±5
Р ± 1, мм рт ст	62	70	83

Кривые зависимости N(p)-1 и dN/dp(p)-2:

Из кривой - 2 видно, что давление в камере, соответствующее ее максимуму:

Р = ( 66 ± 2 ) мм рт ст ,

тогда можно вычислить величину пробега a-частицы:

R =( 3,4 ± 0,1) см

Зная R по номограмме определяем значение энергии a-частицы:

Е = (5,0 ± 0,1) Мэв

часть 2:

«Измерение спектров a-частиц радиоактивных изотопов при помощи a-спектрометра с полупроводниковым детектором»

Ход работы:

Схема получения энергетического спектра ²²⁶Ra:

²²⁶Ra®²²²Rn®²¹⁸Po®²¹⁴Pb®²¹⁴Bi®²¹⁴Po®²¹²Bi®²¹⁰Pb®²¹⁰Bi®²¹⁰Po®²⁰⁶Pb

E_a1 E_a2 E_a3 E_a4 E_a5

1.Получили спектр реперных линий калибровочного изотопа:

2.Построили калибровочный график зависимости энергии перехода - от номера канала, соответствующего максимуму пика на энергетическом спектре калибровочного изотопа:

3.Получили спектры a-частиц исследуемых изотопов и с помощью градуировочного графика определили энергии неизвестных a-излучателей

№1:

Е = 5,4 Мэв

№2:

Е₁ = 4,901 Мэв

Е₂ = 5,171 Мэв

Е₃ = 5,509 Мэв

№3:

Е = 5,171 Мэв

3.Таблица полученных данных:

№ источника	энергия a-линии,Мэв	номер канала анализатора, соответствующий максимуму пика
1	4,7845	17
	5,3045	31
	5,48966	35
	6,0026	51
	7,687	102
2	5,441	35
3	4,901	19
	5,171	27
	5,509	37
4	5,171	27

4.Для калибровочного изотопа определили:

- энергетическую ширину канала:

E₂,Е₁ - две известные линии на каналах N₁,N₂.

w₁ = 0,037 Мэв

w₂ = 0,046 Мэв

w₃ = 0,032 Мэв

w₄ = 0,033 Мэв

w₅ = 0,033 Мэв

- разрешение на данной энергии Е:

,

n1 - ширина на полувысоте

h₁ = 4,658%

h₂ = 6,981%

h₃ = 5,840%

h₄ = 6,603%

h₅ = 6,603%

-абсолютные погрешности измерения энергий:

E_a1 =( 4,8 ± 0,1 ) Мэв

E_a2 =( 5,3 ± 0,1 ) Мэв

E_a3 =( 5,5 ± 0,1 ) Мэв

E_a4 =( 6,0 ± 0,1 ) Мэв

E_a5 =( 7,7 ± 0,2 ) Мэв