Sprawozdanie z ćw.11 - Osłabienie promieniowania gamma przy przechodzeniu przez materię.odt

(214 KB) Pobierz

 

Wydział:         

 

Fizyki

Środa; 8:15-11:00

Nr zespołu: 11

16.03.2011

 

Imię  i Nazwisko:

Karolina Kominek

Tomasz Kamiński

Ocena z przygotowania:

Ocena ze sprawozdania:

Ocena końcowa:

Prowadzący:             Wiesław Tłaczała

Podpis prowadzącego:

 

BADANIE OSŁABIENIA PROMIENIOWANIA γ PRZY PRZECHODZENIU PRZEZ MATERIĘ

 

Cel ćwiczenia:

 

Celem naszego ćwiczenia było wyznaczenie współczynnika osłabienia (μ) promieniowania  γ przy przechodzeniu przez różne absorbenty: ołów (Pb), miedź (Cu) oraz aluminium (Al).

 

Wstęp teoretyczny:

 

Promieniowanie jądrowe jest to promieniowanie związane z przemianami zachodzącymi w jądrach atomowych. Jądra niektórych atomów mogą ulegać przemianom emitując cząstkę α lub β-. Pierwiastki o liczbie atomowej większej od 83 są tzw. pierwiastkami promieniotwórczymi. Oprócz emisji cząstek α  lub β- atom może emitować energię w postaci fali elektromagnetycznej - promieniowanie  γ

Rozpad  γ: Jeśli jądro jest wzbudzone do wyższego poziomu energetycznego, to może nastąpić samoczynna emisja fotonu i przejście do niższego poziomu energetycznego. Ponieważ odległości między poziomami energetycznymi w jądrach są rzędu MeV, więc fotony emitowane przez jądra często nazywamy promieniami  γ. Są one przenikliwym promieniowaniem elektromagnetycznym, którego długość fal w próżni leżą w zakresie od 0,4 do 0,005 * 10-10 m.

Przemianie  γ mogą towarzyszyć także takie zjawiska jak: rozproszenie komptonowskie, zjawisko fotoelektryczne, oraz tworzenie się par pozyton-elektron.

Rozproszenie komptonowskie polega na rozproszeniu fotonów  γ na elektronach swobodnych. Możemy je jednak uważać za swobodne, gdy energia fotonu jest dużo większa od energii wiązania elektronów na ostatniej orbicie. Kwant ten oddaje część energii elektronu.

Zjawisko fotoelektryczne, w którym energia fotonu γ zostaje zaabsorbowana przez elektron. Zjawisko to zachodzi tylko wtedy, gdy energia fotonu jest większa od energii wiązania elektronu. Poprzez taki warunek, od atomu zostaje oderwany elektron, który uzyskuje pewną energię kinetyczną.

Zjawisko tworzenia się par elektron-pozyton: zachodzi ono, gdy energia kwantu γ jest odpowiednio duża. Do tego zjawiska potrzebna jest obecność innego ciała, np. jądra atomowego, które przejmuje część pędu. Energia, jaka jest potrzebna do zajścia zjawiska wynosi 1,02 MeV. Jest to sumaryczna wartość energii pozytonu i elektronu.

Przebieg rozpadu promieniotwórczego:

Jeśli w chwili początkowej t=0, liczba jąder wynosiła No, to liczbę jąder, które się nie rozpadły do chwili t, możemy wyznaczyć z równania                         (1)

skąd mamy  (2) , czyli (3), gdzie e jest podstawą logarytmu naturalnego.
Ze wzoru (3) wynika, że liczba atomów, które nie uległy rozpadowi maleje w czasie wykładniczo.

 

 

 

 

Schemat blokowy spektrometru:

 











 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Parametry aparatury:
 

Napięcie pracy licznika scyntylacyjnego: UA=+900V

Rodzaj źródła promieniowania γ: 137Cs

Wzmocnienie:~9*10 V

 

Wyniki pomiarów i ich opracowanie:

 

Pomiar widma:

 



Numer kanału

Napięcie progowe [V]

Liczba zliczeń

1

2,0

293

2

2,5

362

3

3,0

231

4

3,5

191

5

4,0

139

6

4,2

131

7

4,4

104

8

4,6

66

9

4,8

47

10

5,0

31

11

5,2

25

12

5,4

19



13

5,6

31

14

5.8

51

15

6,0

149

16

6,2

168

17

6,4

235

18

6,6

214

19

6,8

135

20

7,0

42

21

7,2

14

Tab 1.1 Pomiar widma 137Cs.

Pomiar tła:

 

Numer kanału

Liczba zliczeń

1

57

2

61

 

Tab. 2.1. Pomiar tła. Wartość średnia tła <Nt>=59

Pomiar absorpcji:

 

Nume...

Zgłoś jeśli naruszono regulamin