[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Wyznaczanie energii maksymalnej promieni β metodą absorpcyjną
Politechnika Śląska Gliwice 12.04.1999r.
Wydział Elektryczny
Kierunek EiT
Ćwiczenie laboratoryjne z fizyki
Wyznaczanie energii maksymalnej promieni β metodą absorpcyjną.
Grupa T2 sekcja I
Tomasz Hauser
Paweł Łoskot
1. Wprowadzenie.
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie energii maksymalnej promieniowania b. Promieniotwórczość polega na rozpadzie jąder atomowych niektórych pierwiastków z jednoczesnym wypromieniowaniem cząstek a, b oraz neutrin i promieniowania g. W naszym przypadku mamy do czynienia z rozpadem b- . Polega on na przemianie jednego neutronu w jądrze atomu w proton, której towarzyszy emisja elektronu i antyneutrina. Emisja zachodzi w wyniku reakcji : , gdzie X - pierwiastek ulegający rozpadowi; Y - nowopowstały pierwiastek. Widmo energetyczne elektronów emitowanych w czasie rozpadu jest widmem ciągłym, o ściśle określonej energii maksymalnej. Kształt widma odzwierciedla fakt różnego możliwego podziału energii rozpadu pomiędzy elektron i antyneutrino. Maksymalna energia widma odpowiada sytuacji, gdy elektron unosi całą dostępną energię.
W celu obliczenia energii maksymalnej oznaczymy , gdzie N - ilość zliczeń; t - czas potrzebny do otrzymania N ilości zliczeń. Następnie rysujemy wykres gdzie d - grubość folii znajdującej się na preparacie. Następnym krokiem jest wykreślenie w skali półlogarytmicznej zależności . Aproksymujemy otrzymane punkty do prostej. Na tym samym wykresie rysujemy rzędną ln|NT’| gdzie NT’ - ilość zliczeń bez preparatu (tło) w jednostce czasu. Następnie przedłużamy prostą powstałą z aproksymacji od przecięcia się z rzędną ln|NT’| i odczytujemy grubość D. Jest to maksymalny zasięg elektronów. Następnie, korzystając ze wzoru gdzie : r - gęstość absorbenta (dla aluminium przyjmujemy r = 2,72 g/cm2 ), obliczamy zasięg masowy promieniowania. Korzystając z tablicy zależności energii maksymalnej od zasięgu masowego R rysujemy wykres tej zależności, a następnie określamy energię maksymalną promieniowania b danego preparatu. Obliczamy błąd pomiarowy i zaznaczamy na wykresie.
Tablica tablicy zależności energii maksymalnej od zasięgu masowego
EbMAX [keV]
100
150
200
250
300
400
500
800
1000
R
13,5
26,5
42
59
78
120
165
310
420
2. Przebieg ćwiczenia.
lWłączamy przelicznik.llMierzymy tło licznika (w czasie 10 min.)llUmieszczamy w domku preparat promieniotwórczy.llNastawiamy tryb pomiaru czasu zliczania zadanej liczby impulsów.llPomiary wykonujemy najpierw bez absorbenta, a następnie z płytkami aluminiowymi.llRysujemy wykres zależności N’ = f (d)llWykreślamy zależność ln [N’] = f(d); określamy zasięg liniowy promieni b w aluminium.llObliczamy zasięg masowy promieni b.l
9. Określamy energię maksymalną promieni b stosownego preparatu
lPrzeprowadzamy graficzną analizę błędów. llTabela pomiarowa.l
Tło [10min] = 160
Grubość
Impulsy
Czas
N’
ΔN’
ln|N’|
d[mm]
N
t[s]
[1/min]
[1/min]
0,000
10000
15,22
39422
199
10,5821
0,015
10000
16,51
36342
191
10,5007
0,035
10000
17,93
33464
183
10,4182
0,050
10000
19,53
30722
175
10,3327
0,065
10000
20,64
29070
171
10,2775
0,075
10000
22,24
26978
164
10,2028
0,085
10000
23,82
25189
159
10,1342
0,095
10000
24,98
24019
155
10,0866
0,105
10000
26,92
22288
149
10,0118
0,115
10000
... [ Pobierz całość w formacie PDF ]