Wydział
Dzień/godz.
Czwartek 17.15-20.00
Nr zespołu
Chemia
Data
22.04.2010
23
Nazwisko i Imię
Ocena z przygotowania
Ocena ze sprawozdania
Ocena
Małgorzata Czyżewska
Dominik Wiącek
Zuzanna Włoczewska
Prowadzący: Karol Szlachta
Podpis
prowadzącego
Ćwiczenie nr. 11 - Badanie osłabienia promieniowania gamma
Wykonane ćwiczenie dotyczyło badania osłabienia promieniowania gamma przy przechodzeniu przez materię. Przeprowadzono w nim doświadczenia i pomiary na próbkach różnych absorbentów o różnych grubościach. Zadaniem wykonanych czynności było sprawdzenie, czy przy badane promieniowanie faktycznie ulega osłabieniu podczas przechodzenia przez materię, oraz wyznaczenia współczynników osłabienia dla każdego z wykorzystanych w doświadczeniu absorbentów.
Przed przystąpieniem do wykonania ćwiczenia zapoznaliśmy się z naturą pewnych zjawisk, których istnienie ma znaczący wpływ na proces osłabienia wiązek promieniowania, gdy te napotkają na swojej drodze jakiś ośrodek materialny. Są to:
Zjawisko Comptona
Zachodzi ono, gdy kwanty pochodzące ze skierowanej na materiał wiązki promieniowania zderzają się z elektronami swobodnymi w materii. Wówczas kwanty przekazują elektronom część swojej energii, oraz zmieniają tor ruchu. Z faktu, że elektrony są akceptorami części energii kwantów, jasno wynika, że taka wiązka uległa w pewnym stopniu osłabieniu.
Zjawisko fotoelektryczne
Istotą tego zjawiska jest oddziaływanie kwantów promieniowania z elektronami mocno związanymi przez jądro. Niesiona przez kwanty energia przekazywana jest elektronom, wskutek czego są one odrywane od atomu i nadawana jest im pewna energia kinetyczna.
Zjawisko tworzenia się par elektron-pozyton
Jest to proces odwrotny do zjawiska anihilacji. W wyniku zderzenia kwantu z jądrem atomu powstaje para cząstek elektron i pozyton. Taki efekt oddziaływania kwantów z materią można zaobserwowac, gdy niesiona przez kwant energia jest dostatecznie duża. Wówczas zostaje ona zamieniona na nowo powstałe cząstki o pewnej energii kinetycznej.
Bazując na badaniach potwierdzonych eksperymentalnie wiemy, że osłabienie padającej wiązki zależne jest wykładniczo od grubości absorbentu
Gdzie:
I - natężenie wiązki po przejściu przez ośrodek materialny
(…)
…) wyliczyliśmy na podstawie metody różniczki zupełnej gdzie otrzymaliśmy wzór, że Δln(N)= ΔN/N
Z metody najmniejszych kwadratów wyznaczyliśmy wzory opisujące wykresy funkcji:
gdzie:
Dla Cu:
a= -0,0568
b= 7,605
Δa= 0,0012
Δb= 0,013
y=(-0,0568±0,0012)x+(7,605±0,013)
Dla Pb:
a= -0,05
b= 2,7
Δa= 0,24
Δb= 2,8
y=(-0,05±0,24)x+(2,7±2,8)
Dla Al.:
a= -0,01
b= 3,79
Δa= 0,19
Δb= 2,11
y=(-0,01±0,19)x+(3,79±2,11…
… z trzech zjawisk opisanych powyżej
Układ pomiarowy
Wyniki
Za pomocą metody różniczki zupełnej wyznaczono współczynnik osłabienia promieniowania gamma przy przechodzeniu przez trzy badane próbki metali Al, Cu i Pb na podstawie dokonanych pomiarów. Otrzymane wyniki porównano z wartościami tablicowymi zaczerpniętymi z danych zawartych na stanowisku pracy w laboratorium. Całość zestawiono w tabeli…
… uwzględniających błąd pomiaru) oraz być może niedokładnością zestawu pomiarowego użytego w ćwiczeniu.
Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono również, że najlepszym absorbentem jest Pb którego µ=(0,0545) [mm-1] drugim pod tym względem jest Cu µ=(0,0568) [mm-1] a ostatnim Al µ=(0,009) [mm-1]. Pierwiastki te mają kolejno liczby Z równe 82, 29, 13. A zatem współczynnik absorpcji zależy od Z i na podstawie…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)