- •Белорусский национальный технический университет
- •Лабораторная работа №411
- •1)Природа β –излучения.
- •2) Законы смещения при β–распаде (для всех видов распада).
- •3) Ионизационные и радиационные потери β –излучения.
- •4) Пробег частицы в веществе. Максимальный пробег β –частиц.
- •5) Способы защиты от внешнего–излучения
- •6) Принцип действия β-радиометра .
- •7) Особенности приготовления проб для измерения β –излучения.
- •9) Активность, объемная и удельная активность. Единицы измерения.
Белорусский национальный технический университет
Кафедра «Основы бизнеса»
Лаборатория «Ядерная физика и радиационная безопасность»
ОТЧЁТ
по лабораторной работе №411
по дисциплине «Защита населения»
«β -радиометрия объектов окружающей среды:
определение содержания стронция-90, калия-40.»
Выполнил: студент гр. 105022
Горбачёв А.Г.
Принял: преподаватель
Симонова М.П.
Минск 2012
Лабораторная работа №411
Цель работы:
1. Изучить
· - взаимодействие β -частиц с веществом;
· - способы защиты от β - излучения;
· - принцип действия β -радиометра;
· - методику приготовления проб для проведения измерений β –излучения
радионуклидов;
2. Измерить активность проб по Sr-90+Y-90 и K-40.
3. Рассчитать удельные и объемные активности проб.
Схема эксперименталной установки:
Формулы для определения результатов вычисления:
m/V
Результаты измерений:
m/V =40/30=1,3 г/см3
ESr+Y=ΔA/A*100%=11,19/0
EK= ΔA/A*100%=21,41/911,2*100%=2,34%
Am(Sr+Y)=A/m=0/40=0
Am(K)=A/m=911,2/40=22,78
Av(Sr+Y)=A/V=0/30=0
Av(K)=A/V=911,2/30=30,4
Контрольные вопросы:
1)Природа β –излучения.
β-излучение это поток β-частиц. β-частицами называют два вида
элементарных частиц: электроны 0e-1 и позитроны e 0+1 . Они имеют одинаковые характеристики: массу, величину заряда, спин и т.д., отличаясь лишь знаком электрического заряда. Источниками β-частиц являются радиоактивные ядра, которые испытывают β-распад.
2) Законы смещения при β–распаде (для всех видов распада).
Взаимопревращения протонов и нейтронов.
β-распад – самопроизвольное превращение ядра одного химического элемента в ядро другого химического элемента с тем же массовым числом А и с зарядовым числом, отличающимся от исходного на DZ = ±1. Периоды полураспада β -активных ядер лежат в широком интервале времен от 10 -2 с до 2ּ 1015 лет. Известны три вида бета-распада:
· электронный или b - - распад, при котором из ядра вылетает электрон e 0-1 и антинейтрино n% ( антинейтрино – элементарная незаряженная частица с массой покоя меньше, чем e 4 × 10-4m ) и образуется ядро с тем же массовым числом, но с увеличенным на единицу зарядовым числом (DZ = +1). Электрон и антинейтрино возникают в ядре в процессе радиоактивного превращения одного из нейтронов n 1
0 в протон p 1
(1)
Закон смещения для электронного распада имеет вид:
(2)
Примером этого вида распада является радиоактивное превращение :
(3)
период полураспада Sr-90 равен 29,1 года, дочернее ядро Y-90 также является радиоактивным и тоже испытывает b - - распад:
(4)
период полураспада Y-90 равен 64 часа. Электронный распад испытывают все естественные радионуклиды и большинство искусственных радионуклидов.
· позитронный или b + - распад, при котором из ядра вылетают позитрон и нейтрино n , а новое ядро имеет зарядовое число на единицу меньше (DZ = -1). Позитрон и нейтрино возникают в результате превращения одного из протонов в нейтрон. Распад свободного протона невозможен энергетически, так как его масса меньше массы нейтрона. Внутри ядра такой процесс может идти за счет энергии ядра:
(5)
Вероятность этого процесса составляет доли процента. Позитронный распад испытывают некоторые искусственные радионуклиды. Закон смещения для позитронного распада:
(6)
· электронный захват или К-захват, при котором ядро захватывает электроны из электронной оболочки и испускает нейтрино. При этом внутри ядра один протон превращается в нейтрон:
(7)
Электронный захват испытывает радиоактивный изотоп калия К-40:
(8)
Период полураспада К-40 равен 1,26ּ 109 лет. Наиболее вероятным является захват электрона из К-оболочки, которая расположена ближе всего к ядру. В этом случае электронный захват называют К-захватом. При распаде некоторых β-активных ядер наблюдаются одновременно несколько конкурирующих процессов. Например, при распаде радионуклида К-40, доля которого в природном калии составляет 0,0118 %, наблюдается конкуренция b - - распада и К-захвата. Так как при электронном и позитронном распаде из ядра вылетают две частицы, а распределение между ними общей энергии, выделяющейся при распаде, происходит статистически, то кинетическая энергия β -частицы может изменяться от нуля до некоторого предельного значения b max E , характерного для рассматриваемого радионуклида. Значения максимальной энергии изменяются от 18 кэВ до 16,6МэВ