AGATA  ŻABICKA                                                                                                  dnia 05.03.02r.

                                                                                                                                            WTŻ                 gr.10

P59. Badanie pochłaniania promieniowania przez osłony radiacyjne.

              Celem ćwiczenia jest zbadanie pochłaniania (absorpcji) promieniowania α, β, γ (ja zajmę się zbadaniem pochłaniania promieniowania β) przez różnego rodzaju materiały oraz pomiar współczynnika pochłaniania promieniowania β.

Cząstki α (jądra atomów helu) przechodząc przez materię silnie ją jonizują przez co tracą energię kinetyczną, dlatego są mało przenikliwe.

Promieniowanie β+ -emisja pozytonów (e+), towarzyszy rozpadom jądrowym. Częściej jednak mamy do czynienia z rozpadem β--wówczas emitowane są elektrony (e-). Cząstki beta (β) słabiej jonizują materię dlatego też są bardziej przenikliwe niż cząsteczki α .

Kwanty γ natomiast prawie w ogóle nie jonizują gazu-przez co są bardzo przenikliwe.

              Do wykonania ćwiczenia potrzebne jest następujące wyposażenie:

Ø     Źródło promieniowania

Ø     Interfejs Science Workshop 700

Ø     Statyw z wyposażeniem

Ø     Absorbenty (substancje pochłaniające)-do badania absorpcji wykorzystam kawałki papieru i płytki aluminiowe.

Ø     Detektor promieniowania jądrowego (Licznik Geigera-Müllera).

Licznik Geigera-Müllera to gazowy detektor promieniowania, który należy do grupy detektorów jonizacyjnych. Służy on do rejestracji liczby cząstek bez rozróżnienia ich energii. Chcący rejestrować cząstki β stosuje się liczniki G-M, które zaopatrzone są w cienkie okienka, przez które cząstki mogą łatwo przenikać do wnętrza detektora, gdzie poprzez jonizację zawartego tam gazu są zarejestrowane i policzone przez układ liczący.

                            WYKONANIE ĆWICZENIA

I. Przygotowuję stanowisko pracy:

1). Włączam Science Workshop Interfejs 700.

2). Podłączam detektor do cyfrowego wejścia 1 interfejsu.

3). Włączam komputer i uruchamiam program Science Workshop. Następnie otwieram w katalogu Library\Physics dokument P59_SHIE.SWS.

4). Przygotowuję licznik Geigera-Müllera: zdejmuję plastykową osłonkę z czoła licznika; następnie ustawiam detektor na statywie w pozycji pionowej; podłączam detektor do sieci 220 V; kabel wyjściowy łączę z kablem „stereo”, który następnie podłączam do interfejsu.

II.              Dokonuję pomiarów (łączny czas każdego pomiaru wynosi 60s- składa się on z czterech piętnastosekundowych przedziałów).

1)    Wykonuję pomiar tła radiacyjnego- w tym celu źródła promieniotwórcze odsunęłam od detektora, a następnie dokonałam za pomocą programu komputerowego  obliczenia liczby zliczeń dla każdego piętnastosekundowego przedziału.

Wartość średnia (Mean) promieniowania tła              -              5,333

Odchylenie standardowe (Std.Dev.)                            -              2,082

ŚREDNIA LICZBA ZLICZEŃ                                          T=5±2

2)    Obliczam aktywność źródła promieniowania (ustawiam źródło promieniowania β przed czołem licznika).

          Wartość średnia aktywności źródła (Mean)–                            503,500

              Odchylenie standardowe (Std.Dev.)                      –                              29,172

              Średnia liczba zliczeń  N                                                        N=504±29

3)    Źródło promieniowania przykrywam kolejnymi warstwami absorbenta:

KAWAŁKI  PAPIERU

v    1 pomiar – jedna warstwa papieru:

Wartość średnia liczby zliczeń (Mean)–                            463,500

Odchylenie standardowe (Std.Dev.)    –                            16,583

Średnia liczba zliczeń  N                                                        N=464±17

v    2 pomiar – dwie warstwy papieru:

Mean–                                          429,500

Std.Dev.–                                          37,784

Średnia liczba zliczeń  N=430±38

v    3 pomiar – trzy warstwy papieru:

Mean –                                           418,750

Std.Dev.–                                           23,656

Średnia liczba zliczeń  N=420±24

v    4 pomiar – cztery warstwy papieru:

Mean –                                           404,750

Std.Dev.–                                          16,978

Średnia liczba zliczeń  N=405±17

v    5 pomiar – pięć warstw papieru:

Mean –                                          383,500

Std.Dev.–                                          10,149

Średnia liczba zliczeń  N=384±10

              PŁYTKI  ALUMINIOWE

v    1 pomiar – jedna płytka:

Mean –                                           398,500

Std.Dev.–                                          19,570

Średnia liczba zliczeń  N=400±20

v    2 pomiar – dwie płytki:

Mean –                                           325,750

Std.Dev.–                                           16,070

Średnia liczba zliczeń  N=326±16

v    3 pomiar – trzy płytki:

Mean –                                           276,250

Std.Dev.–                                          15,130

Średnia liczba zliczeń  N=276±15

v    4 pomiar – cztery płytki:

Mean –                                           235,750

Std.Dev.–                                          18,927

Średnia liczba zliczeń  N=236±19

v    5 pomiar – pięć płytek:

Mean –                                          202,250

Std.Dev.–                                          12,764

Średnia liczba zliczeń  N=202±13

III.           WYZNACZANIE LINIOWEGO WSPÓŁCZYNNIKA POCHŁANIANIA

Współczynnik ten wyznaczam korzystając z programu Science Workshop, a następnie rysuję wykres (wykres zależności ln(N-T) od grubości x warstwy pochłaniającej).

Współczynnik ten wyznaczam dla płytki aluminiowej.

1.     Zapisuję grubość warstwy płytek aluminiowych przy każdym pomiarze:

Liczba płytek                                          grubość x(m)

0                                                                                                                     0,00000

1                                                                                                                     0,00007

2                                                                                                                     0,00014

3                                                                                                                     0,00021

4                                                                                                                     0,00028

5                                                                                                                     0,00035

2.     Zapisuję wartości  lnN

0                                                                                                                     5,00

1                                                                                                                     5,99

2                                                                                                                     5,78

3                                                                                                                     5,62

4                                                                                                                     5,45

5                                                                                                                     5,30

Po wykonaniu wykresu program wyświetla funkcję  y=a1+a2x , gdzie wartość bezwzględna a2 równa jest współczynnikowi pochłaniania k.

                            a1=5,970000

                            a2=-2442,856201

                            a2=k=+2442,86

         k=+2442,86

WNIOSKI:

Pochłanianie promieniowania β zależy od grubości absorbenta. Im większa grubość substancji pochłaniającej tym zdolność pochłaniania spada. Na zdolność pochłaniania ma również wpływ gęstość absorbenta, a mianowicie im większa gęstość absorbenta tym mniejsza przenikliwość.

3