Методичні вказівки до лабораторних робіт з радіаційної фізики (частина 1)

4. Заміряти товщину однієї пластинки і результат di записати в таблицю. Поставити цю пластинку в касету. Заміряти число імпульсів Nnτ за час вимірювання.

5. Добавляючи весь час по одній пластинці, визначити число імпульсів Nnτ за п.4. Якщо пластини приблизно однакової товщини, то можна обмежитись вимірюванням товщини 5 пластинок.

6. Вийняти пластинки і поставити іншу, такої товщини, щоб вона практично поглинала все бета-випромінювання. Число імпульсів за даний час tф Nфτ при наявності бета-випромінювання і повністю поглинаючої пластинки будемо вважати фоновим. Вимірювання фону з джерелом бета-випромінювання дозволяє виключити шкідливий вплив гама- і гальмівного випромінювання. Час експозиції при вимірюванні фону треба взяти по можливості великим, щоб зменшити статистичні флуктуації.

7. Записати значення товщини стінок лічильника R0 в масових одиницях  і мертвий час лічильника τ, в с.

 

Таблиця вимірювань і обчислень

 

tф =                ; Nфτ =                    ; R0 =                    ; τ =                   ; dc =

 

Кількість пластин 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Товщина di

Nnτ

Hn

 

Обробка результатів вимірювання

 

1. Обчислити середнє значення товщини пластини dc. Знайти з вибраною надійністю похибку величини dc.

2. Обчислити за формулою (29) для кожного n швидкість лічби Нn з врахуванням мертвого часу лічильника. Обчислити за цією ж формулою швидкість лічби фону Нф.

3. Обчислити для кожного набору пластин n швидкість лічби без фону        Нn= Нnф – Нф, а також натуральний логарифм цієї величини  .

4. Побудувати графіки залежності Нn і y від n. Зробити висновок про характер цієї залежності.

5. На залежності   від n вибрати значення n0, починаючи з якого експериментальні точки добре лягають на пряму (рис.10). Знайти координати точки перетину цієї прямої з віссю   і  .

6. Якщо крива ослаблення бета випромінювання має вигляд (23), то залежність   від n повинна бути лінійною

                           ,                (30)

де                                                     .                                                                      (31)

7. За методом лінійної регресії знайти коефіцієнт регресії величини у на величину n (30) К2. Цим же методом може бути визначена випадкова помилка величини К2. Величину К2 можна знайти і безпосередньо з графіка рис.10. Для цього випадку  . Оцінку випадкової похибки таким способом знайти не можна.

8. Знаходимо за формулою (31) масовий коефіцієнт ослаблення. За формулою (27) знаходимо максимальну енергію бета-спектру Еm.

9. Якщо величина К2 визначається за масовим коефіцієнтом ослаблення методом лінійної регресії, знайти похибку величини Еm з певною надійністю.

10. За формулами (25) і (26) визначити ефективний переріз взаємодії бета частинок з атомами речовини.

11. Оцінити максимальну енергію бета-спектру також за максимальним пробігом в алюмінії. За формулою   знаходимо максимальний пробіг електронів даного бета-спектру (впливом повітряного проміжка нехтуємо).

12. За формулою Фламерсфельда (28) знаходимо максимальну енергію бета-спектру за максимальним пробігом в алюмінії, коли крива ослаблення виражена в напівлогарифмічному масштабі (у = f(n)).

13. Аналогічно залежності п.5 можна апроксимувати прямою залежність   і визначити координати точки перетину з віссю n(nm) i Hn(Hn0). Тепер  . Визначити за формулою Фламерсфельда (28) максимальну енергію бета-спектру, коли крива ослаблення ( ) виражена в лінійному масштабі.

14. Зробити висновок, яке з трьох значень максимальної енергії бета-спектру (знайдених за масовим коефіцієнтом ослаблення, за максимальним пробігом в напівлогарифмічному і  лінійному масштабах) визначене найбільш точно.

 

Контрольні запитання

 

1. Назвати види бета-розпаду, охарактеризувати правило зміщення дочірнього ядра в порівнянні до материнського.

2. Які внутрішньонуклонні перетворення відбуваються при кожному виді бета-розпаду? Роль закону збереження моменту імпульсу в цих перетвореннях.

3. Що таке бета-частинка? Як розподілені бета-частинки за енергіями? Нарисувати криву розподілу і записати рівняння.

4. Як виникають іонізаційні втрати при русі бета-частинок в речовині?

5. Записати і проаналізувати формулу Бете для питомих іонізаційних втрат.

6. Чому питомі іонізаційні втрати і пробіги бета-частинок зручно знаходити на шляху, вираженому в масових одиницях?

7. Що таке радіаційні втрати енергії? Записати і пояснити формулу для питомих радіаційних втрат.

8. Як змінюється енергія частинок в процесі