Badanie absorpcji promieniowania beta (symulacja)

PRACOWNIA DOZYMETRII PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO

Instytut Fizyki

Akademia im. Jana Długosza w Częstochowie

Numer ćwiczenia

C7

Temat ćwiczenia

Badanie absorpcji promieniowania beta (symulacja)

I. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest badanie zależności osłabienia promieniowania od grubości absorbentu i wyznaczenie współczynnika absorpcji.

II. Wstęp teoretyczny

Absorpcję elektronów o widmie ciągłym, pochodzącym z przemiany można przedstawić wzorem:

I(x) = I

e

w którym:

I₀ – natężenie wiązki cząstek bez absorbentu

I(x) – natężenie wiązki cząstek po przejściu przez absorbent o grubości x – współczynnik pochłaniania (absorpcji)

Współczynnik absorpcji jest wyrażany w [cm^-1], jeśli grubość absorbentu jest wyrażona w [cm]. Gdy grubość absorbentu jest wyrażona w [g/cm²], wtedy współczynnik absorpcji wyraża się w [cm²/g] i oznacza przez / , gdzie oznacza gęstość substancji absorbentu.

III. Zagadnienia kolokwium wstępnego Przemiana

Oddziaływanie promieniowania z materią Pochłanianie promieniowania β

IV. Wykaz używanych przyrządów Program do symulacji „Beta-1”, komputer

V. Kolejność wykonywania czynności 1. Uruchomienie programu symulacji Beta-1 (a) ustawić wyłącznik miernika w pozycji ON

(b) kliknąć na znaku strzałki w lewym górnym rogu ekranu (RUN) (c) kliknąć START SIMULATION

2. Wyznaczanie poziomu tła promieniowania W tym celu należy:

(a) ustawić napięcie HV=400 V (b) ustalić czas zliczeń 1 min

(c) wykonać trzy jednominutowe pomiary poziomu tła Nt (kliknąć COUNT) 3. Pomiar natężenia promieniowania bez absorbentu

W tym celu należy:

(a) wprowadzić źródło promieniowania przez kliknięcie na symbolu źródła promieniotwórczego na pojemniku

(b) wykonać trzy jednominutowe pomiary liczby zliczeń dla promieniowania nieosłabionego wybierając funkcję COUNT

PRACOWNIA DOZYMETRII PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO

Instytut Fizyki

Akademia im. Jana Długosza w Częstochowie 4. Pomiar natężenia promieniowania z absorbentem

W tym celu należy:

(a) wprowadzić pierwszą płytkę absorbentu aluminiowego przez wybór wartości 1

„Plate changer” i zanotować w tabeli jej grubość (b) wykonać trzy jednominutowe pomiary liczby zliczeń

(c) powtarzać p. (a) i (b) dla kolejnych płytek aluminiowych aż do numeru 13

(d) przenieść źródło do pojemnika przez kliknięcie na symbolu źródła na pojemniku i zakończyć symulację przez kliknięcie przełącznika OFF

VI. Uzyskane wyniki

Wyniki pomiarów zanotować w tabelach:

Nt1

[imp]

Nt2

[imp]

Nt3

[imp]

Ntśr

[imp]

Grubość absorbentu [mm]

N1

[imp]

N2

[imp]

N3

[imp]

Nśr

[imp]

0

Opracowanie części doświadczalnej powinno zawierać:

- protokół z wykonania ćwiczenia

- wykres ln (Nśr – N_tśr) w funkcji grubości płytek absorbentu x

- obliczenia masowego współczynnika pochłaniania (np. metodą najmniejszych kwadratów) oraz liniowego współczynnika pochłaniania dla aluminium

- wnioski

VII. Bibliografia

1. A.Strzałkowski: Wstęp do fizyki jądra atomowego, PWN, 1978

2.J.Araminowicz, K.Małuszyńska, M.Przytuła: Laboratorium fizyki jądrowej, PWN, Warszawa, 1974

3. Człowiek i promieniowanie jonizujące, pod red. A. Hrynkiewicza, PWN Warszawa 2001

4. Sz. Szczeniowski: Fizyka doświadczalna, cz. VI Fizyka jądra i cząstek elementarnych, PWN, Warszawa 1974