Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения
Кафедра физики
Лаборатория оптики, атомной и ядерной физики
Отчет по лабораторной работе № 331
«Поглощение -излучения различными веществами»
Выполнил студент группы АТК-102
Лебединский А.А.
Проверила преподаватель
Боднарь Р.П.
Санкт-Петербург
2002
Цель работы: Ознакомиться с основными закономерностями поглощения -излучения веществом и с некоторыми практическими задачами, которые могут быть легко разрешены с помощью -излучения.
Теоретическое обоснование: -распад представляет собой ядерное превращение, при котором один из нейтронов ядра превращается в протон с испусканием электрона. При этом на единицу меняется порядковый номер элемента, а массовое число сохраняется. Кроме того, при превращении нейтронов в протон (или наоборот) должен соблюдаться закон сохранения спина (собственного момента количества движения частиц), т.е. если до реакции спин был в единицах целый (полуцелый), то и суммарный спин продуктов реакции должен быть целый (полуцелый).
В настоящее время радиоактивные изотопы находят широкое применение для решения, как научных проблем, так и важных практических задач. Во многих случаях для контроля качества изделий, счета предметов, автоматизации производственных процессов, сигнализации и т.д. Весьма удобным является применение -радиоактивных изотопов.
При практическом применении -радиоактивных препаратов используется способность -излучения пронизывать заметные слои вещества. Наша атомная промышленность выпускает различные -радиоактивные препараты.
При прохождении пучка электронов через слой вещества только часть из них попадает в счетчик. Медленные электроны затормозятся и останутся внутри слоя. Некоторая часть отразится от слоя. Быстрые электроны в результате рассеяния получат самые различные направления после прохождения слоя, только часть из них попадет в счетчик. С ростом толщины слоя число поглощаемых электронов быстро растет и поэтому число электронов, доходящих до счетчика, очень резко падает. При некоторой толщине слоя даже самые быстрые электроны перестают попадать в счетчик. Эта толщина называется толщиной слоя полного поглощения. Кривая зависимости числа электронов, зарегистрированных счетчиком, от толщины слоя называется кривой поглощения.
При пролете электрона через счетчик ионизация газа приводит к появлению кратковременного газового разряда. В продолжение разряда через сопротивление идет ток, поэтому в цепи произойдет кратковременное падение напряжения – импульс, который через конденсатор подается на измеритель скорости счета. При этом в приборе происходит усиление и стандартизация импульсов напряжения с помощью радиосхемы.
Таблица измерительных приборов:
N п/п
|
Наименование прибора
|
Система прибора
|
Предел измерения
|
Цена деления
|
Класс точности
|
Прочие характеристики
|
1
|
Счетчик PS-2000
|
электр.
|
999999
|
1
|
0,5
|
–
|
Таблицы измерений и вычислений:
Таблица 1
Материал
|
Плотность
|
Название измеряемой величины
|
Значение измеряемой величины
|
Бронза
|
=8,4 г/см3
|
x, мм
|
0,64
|
1,28
|
1,92
|
2,56
|
2,88
|
3,2
|
N, имп/с
|
83,8
|
4,2
|
3,8
|
3,5
|
2,7
|
2,6
|
lnN
|
4,43
|
1,43
|
1,34
|
1,25
|
0,99
|
0,96
|
Жесть
|
=7,5 г/см3
|
x, мм
|
0,74
|
1,48
|
2,22
|
2,96
|
3,33
|
3,7
|
N, имп/с
|
70,8
|
4,5
|
3,3
|
2,7
|
2,8
|
2,7
|
lnN
|
4,26
|
1,5
|
1,19
|
0,99
|
1,02
|
0,99
|
Сталь
|
=7,75 г/см3
|
x, мм
|
2,2
|
4,6
|
7
|
8,2
|
9,3
|
10,4
|
N, имп/с
|
3,3
|
2,8
|
2,87
|
2,7
|
2,7
|
2,6
|
lnN
|
1,19
|
1,02
|
0,99
|
0,99
|
0,99
|
0,95
|
Алюминий
|
=2,7 г/см3
|
x, мм
|
0,74
|
1,48
|
1,85
|
2,22
|
2,95
|
4,06
|
N, имп/с
|
776,2
|
338,9
|
194,4
|
125,1
|
58,8
|
32,8
|
lnN
|
6,65
|
5,82
|
5,27
|
4,83
|
4,07
|
3,49
|
Расчет искомых величин:
По графику кривых поглощения получаем:
Бронза x0б=0,15 см
Сталь x0с=0,18 см
Жесть x0ж=0,23 см
Алюминий x0а=0,65 см
Определим коэффициенты поглощения материалов по формуле
Бронза μб=35,7 1/см
Сталь μс=31,2 1/см
Жесть μж=22,7 1/см
Алюминий μа=11,3 1/см
Таблица 2
Материал
|
Бронза
|
Сталь
|
Жесть
|
Алюминий
|
, г/см3
|
8,4
|
7,75
|
7,5
|
2,7
|
x0, см
|
0,15
|
0,18
|
0,23
|
0,65
|
μ, 1/см
|
35,71
|
31,21
|
22,71
|
11,31
|
R= x0*, г/см2
|
1,26
|
1,395
|
1,725
|
1,755
|
μр= μ/, см/г
|
4,25
|
4,02
|
3,028
|
4,18
|
, МэВ
|
2,615
|
2,863
|
3,471
|
3,526
|
Вывод: В данной работе мы исследовали β-излучение, получили коэффициенты поглощения, пробеги электронов, массовые коэффициенты поглощения для различных материалов.
Поделитесь с Вашими друзьями: |