To tylko jedna z 3 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Badanie osłabienia promieniowania γ przy przechodzeniu przez materię.
Wstęp teoretyczny:
Podczas rozpadu promieniotwórczego pierwiastek może emitować 4 podstawowe rodzaje promieniowania: α, β- , β+ i γ. Bardzo ciekawe jest też promieniowanie przenikliwe (neutrony i energia), które towarzyszy rozpadom jądrowym i fuzjom termojądrowym. Odpowiada ono za chorobę popromienną, ponieważ jest niezwykle przenikliwe i uszkadza tkanki. Promieniowanie α to emisja jąder helu (2 protony i 2 neutrony). Cząstki są ciężkie, naładowane dodatnio i nie niosą dużej energii. Tak rozpadają się bardzo duże jądra atomowe. Promieniowanie to ledwo przenika przez kartkę papieru. Promieniowanie β- (i β+)to emisja elektronu (pozytonu) i antyneutrina elektronowego (neutrina) z jądra pierwiastka. Ten rodzaj cząstek niesie ze sobą więcej energii i może być niebezpieczny w większych ilościach. Każdemu rozpadowi towarzyszy emisja kwantów γ, czyli fali elektromagnetycznej. Fala elektromagnetyczna nie niesie ze sobą żadnego ładunku, ale za to sporo energii. Kiedy cząstki α pochłania nawet tkanina, fala elektromagnetyczna jest znacznie bardziej przenikliwa. I to było kwintesencją naszego doświadczenia. Natężenie fali maleje wykładniczo w zależności od grubości absorbentu: I(x)=I0·e-µx, gdzie I- natężenie, x- grubość absorbentu, µ-współczynnik absorpcji. Lub jeśli będziemy badać ilość cząstek (kwantów, chociaż praktycznie badamy ilość elektronów): N(x)=N0·e-µx. Jest to treścią prawa Bouguera (lub prawa Lamberta). Współczynnik absorpcji zależy nie tylko od ośrodka, ale także od długości fali, czyli dany absorbent może być przezroczysty dla światła widzialnego, natomiast promieniowanie radiowe będzie silnie pochłaniane. Ponieważ badałyśmy jedną długość fali, zależność ta nie miała dla nas znaczenia, chociaż jest znacznie bardziej ekscytująca. Natężenie fali elektromagnetycznej słabnie przy przechodzeniu przez materię z powodu kilku zjawisk. Po pierwsze fotony oddziałują z słabo związanymi elektronami materii, przekazując im część pędu i energii i przez to zwiększając długość swojej fali (efekt Comptonowski). Jest to najczęstszy sposób rozpraszania i w doświadczeniu starałyśmy się usunąć efekty tego zjawiska, ustawiając odpowiednie napięcie progowe. Nieco bardziej wysublimowany jest efekt fotoelektryczny. On też polega na relacji foton-elektron, ale tym razem wybijane są ze swych powłok elektrony bliżej jądra. To zjawisko grało główną rolę w doświadczeniu. Ponieważ jednak ilość wybitych elektronów nie zależy od natężenia, a od częstotliwości, musiałyśmy w pierwszej części doświadczenia znaleźć minimum, pomiędzy maksimami odpowiadającymi największym ilościom wybitych elektronów (kobalt emituje fale o dwóch wartościach energii. Widać na pierwszym wykresie.) Ciekawym zjawiskiem towarzyszącym przechodzeniu promieniowanie przez materię, jest tworzenie się par pozyton-elektron. Do utworzenia takiej pary potrzeba najwięcej energii jednak biorąc pod uwagę wartość energii promieniowania dla kobaltu (1,17 MeV i 1,33 MeV) powinnyśmy zauważać efekty. Wszystkie trzy zjawiska wpływają na współczynnik absorpcji µ. Metodą którą zastosowałyśmy do wyznaczenia tego współczynnika dla trzech absorbentów jest metoda najmniejszych kwadratów, która będzie omówiona nieco później przy analizie wyników.
(…)
…, która będzie omówiona nieco później przy analizie wyników.
Schemat blokowy aparatury:
ZASILACZ DETEKTOR WYSOKIEGO LICZNIK NAPIĘCIA SCYNTYLACYJNY JEDNOKANAŁOWY SPEKTROMETR SCYNTYLACYJNY
JEDNOKANAŁOWY ANALIZATOR WZMACNIACZ
AMPLITUDY IMPULSÓW IMPULSOWY
KOMPUTER PC WIRTUALNY ANALIZATOR Z KARTĄ LICZNIKOWĄ NATĘŻENIA PROMIENIOWANIA γ
Podczas pomiarów zasilacz wysokiego napięcia ustawiony był na 860V. Napięcie to było stałe i bardzo stabilne, aby nie powodować zakłóceń podczas pomiarów. Licznik scyntylacyjny składa się ze scyntylatora i fotopowielacza. Niektóre substancje w wyniku rekombinacji i przejścia od stanów wzbudzonych do podstawowych cząstek jonizujących powoduję emisję energii świetlnej. Substancje te nazywane są scyntylatorami. Do scyntylatora podłączony jest fotopowielacz, którego zadaniem jest przetwarzanie impulsów…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)