C5 Analiza widma promieniowania gamma I.

P

D

P

J

Instytut Fizyki

Akademia im. Jana Długosza w Częstochowie

Numer ćwiczenia

C5

Temat ćwiczenia

Analiza widma promieniowania gamma

I. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest analiza widma amplitudowego źródła promieniowania . II. Wstęp teoretyczny

Jedną z najczęściej stosowanych metod spektrometrii promieniowania jest spektrometria scyntylacyjna. Wysokość impulsu wytworzonego w liczniku scyntylacyjnym jest przy zastosowaniu monokryształów scyntylacyjnych proporcjonalna do energii traconej przez cząstkę w scyntylatorze. W przypadku promieni cząstkami tymi są elektrony wytwarzane przez kwanty promieniowania w scyntylatorze. Badając promieniowanie γ za pomocą detektora scyntylacyjnego dokonujemy tego pośrednio rejestrując skutki jego oddziaływania z materią.

Otrzymujemy widmo elektronów odrzutu powstające podczas oddziaływania z materią. Odpowiednio do trzech procesów wytwarzania elektronów przez oddziaływanie promieniowania z materią, widmo impulsów z licznika scyntylacyjnego eksponowanego na monochromatyczne promienie zawierać może trzy maksima:

- maksimum odpowiadające elektronom wytworzonym w zjawisku fotoelektrycznym, a zatem impulsom o najwyższej wysokości

- rozmyte maksimum odpowiadające elektronom Comptona, rozpraszanym pod różnymi kątami z różnymi energiami

- jeżeli energia kwantu przekracza 1.02 MeV, pojawi się również maksimum odpowiadające tworzeniu par, a zatem elektronom o energii niższej o 1.02 MeV od energii kwantu E .

III. Zagadnienia kolokwium wstępnego Oddziaływanie promieniowania z materią Spektrometria scyntylacyjna

IV. Wykaz używanych przyrządów

Źródła promieniowania Na-22 i Co-60, licznik scyntylacyjny, przelicznik, wzmacniacz, zasilacz wysokiego napięcia, jednokanałowy analizator amplitudy

V. Kolejność wykonywania czynności

1. Sprawdzić układ połączeń aparatury według schematu i włączyć ją do sieci w obecności prowadzącego lub pracownika technicznego

Domek Pb

ZWN- 21

pos out put aliment output

WL-41

input anal out

A-21

input

P-44A

ANALIZATOR WIELOKANAŁ

OWY AMPL LICZNIK SCYNTYLACYJNY

P

D

P

J

Instytut Fizyki

Akademia im. Jana Długosza w Częstochowie 2. Zdejmowanie widma amplitudowego dla źródła Na-22 oraz Co-60:

W tym celu należy:

(a) sprawdzić układ połączeń aparatury i włączyć ją do sieci w obecności prowadzącego lub pracownika technicznego

(b) ustawić na zasilaczu napięcie 950 V (c) ustalić czas zliczeń 50 s

(d) ustawić wartość 0.2 V na prawym potencjometrze analizatora (A-21)

(e) umieścić źródło promieniowania Na-22 w osłonie licznika i zmieniając napięcie na lewym potencjometrze w zakresie od 0.1 do 9.5V (co 0,1V) dokonć pomiaru liczby zliczeń dla każdej wartości napięcia

(f) powtórzyć pomiary z punktu (e) dla źródła promieniowania Co-60 VI. Uzyskane wyniki

Wyniki pomiarów zanotować w tabeli:

Na-22 Co-60

U [V] N [imp] U [V] N [imp]

Opracowanie części doświadczalnej powinno zawierać:

- protokół z wykonania ćwiczenia

- wykresy widm obu badanych źródeł promieniowania

- energię kwantów γ izotopu Co-60 określoną na podstawie widm oraz znajomości schematu rozpadu izotopu Na-22 (patrz: materiały pomocnicze do ćwiczeń) - 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. Sz.Szczeniowski: Fizyka doświadczalna, cz.VI Fizyka jądra i cząstek elementarnych, PWN, Warszawa 1974

4. J.B.A. England: Metody doświadczalne fizyki jądrowej, PWN, Warszawa, 1980