Badanie osłabienia promieniowania gamma

Nasza ocena:

5
Pobrań: 56
Wyświetleń: 1274
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Badanie osłabienia promieniowania gamma - strona 1 Badanie osłabienia promieniowania gamma - strona 2 Badanie osłabienia promieniowania gamma - strona 3

Fragment notatki:

JOLANTA GAŁĄZKA-FRIEDMAN
Ćwiczenie 11.
BADANIE OSŁABIENIA PROMIENIOWANIA GAMMA PRZY
PRZECHODZENIU PRZEZ MATERIĘ
WSTĘP
W przyrodzie znane są trzy podstawowe przemiany promieniotwórcze: rozpad alfa, beta i
gamma (,  i ). Rozpad alfa polega na emisji z jądra macierzystego cząstki alfa, czyli
podwójnie zjonizowanego atomu helu. Przemianie tej ulegają na ogół jądra ciężkie o liczbie
masowej A większej od 200. W czasie przemiany beta z jądra emitowany jest elektron i
antyneutrino elektronowe (przemiana beta minus) lub pozyton i neutrino elektronowe
(przemiana beta plus). Emisja tych cząstek następuje w wyniku przemiany nukleonów
(protonu lub neutronu) znajdujących się w jądrach macierzystych. Przemianom alfa i beta
towarzyszy zwykle promieniowanie elektromagnetyczne zwane promieniowaniem gamma. W
czasie przemiany gamma następuje wyzbycie się przez jądro nadmiaru energii (tzw. energii
wzbudzenia). Liczba neutronów i protonów w jądrze w czasie tej przemiany pozostaje nie
zmieniona. Tempo wszystkich rozpadów promieniotwórczych opisuje ta sama zależność
zwana również prawem rozpadu promieniotwórczego:
( )=


(1)
gdzie N0 - liczba jąder promieniotwórczych w chwili czasu t = 0, N(t) - liczba jąder
promieniotwórczych, które nie uległy rozpadowi do chwili czasu t, - stała, zwana stałą
rozpadu. Stała rozpadu  wiąże się z okresem połowicznego zaniku T1/2 (czasem, po upływie
którego połowa jąder promieniotwórczych ulega rozpadowi) następującą zależnością:
/
=
W omawianym ćwiczeniu do pomiarów używa się źródeł promieniotwórczych, 60Co lub
137
Cs, których okresy połowicznego zaniku wynoszą odpowiednio 5.26 lat oraz 30 lat. Na
rys.1. przedstawiony jest schemat rozpadu cezu-137.
Rys. 1. Schemat rozpadu jądra cezu-137
Z powyższego schematu rozpadu wynika, że
interesującemu nas promieniowaniu gamma
towarzyszyć będzie promieniowanie beta.
ODDZIAŁYWANIE PROMIENIOWANIA  Z OŚRODKIEM MATERIALNYM
Wiązka promieniowania gamma przechodząc przez ośrodek materialny ulega osłabieniu.
Eksperymentalnie można stwierdzić (pod warunkiem poprawnie wykonanych pomiarów), że
osłabienie to zależy wykładniczo od grubości absorbentu:
=


(2)
gdzie I0 początkowe natężenie wiązki, I - natężenie wiązki po przejściu przez absorbent o
grubości x,  - współczynnik osłabienia promieniowania gamma, którego wartość będziemy
w tym ćwiczeniu wyznaczać.
Promieniowanie gamma przechodząc przez ośrodek materialny oddziałuje zarówno z
elektronami jak i jądrami ośrodka. Podstawowe procesy, które powodują osłabienie wiązki
kwantów  to: rozpraszanie komptonowskie, zjawisko fotoelektryczne oraz zjawisko
tworzenia się par elektron-pozyton.
Rozpraszanie komptonowskie (zjawisko Comptona) polega na oddziaływaniu kwantów  z
elektronami, które możemy traktować jako swobodne. W wyniku takiego oddziaływania
kwant  zmienia kierunek ruchu oddając część energii elektronowi. Rysunek 2 przedstawia
schematycznie przebieg zjawiska Comptona. Zauważmy, że przy typowych energiach
promieniowania gamma ... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz