Методичні вказівки до лабораторних робіт з радіаційної фізики (частина 2)

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

 

УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ВОДНОГО ГОСПОДАРСТВА ТА ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ

КАФЕДРА ФІЗИКИ

 

                                                                              073–95

 

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З РАДІАЦІЙНОЇ ФІЗИКИ (ЧАСТИНА 2)

 

Рекомендовано до друку методичною комісією факультету землеустрою та геоінформатики

Протокол № 2 від 10.10.2003р.

 

РІВНЕ 2004

 

Методичні вказівки до лабораторних робіт з радіаційної фізики (частина 2) для студентів спеціальності 7.070.801 “Екологія та охорона навколишнього середовища”

/Троцюк М.Й., Лебедь О.О., Кочергіна О.Д., Рівне: УДУВГП, 2004,– 39

Упорядник: Троцюк М.Й., кандидат фіз.-мат. наук, доцент; Кочергіна О.Д., асистент; Лебедь О.О., асистент.

Відповідальний за випуск: Орленко В.Ф., кандидат фіз.-мат. наук, доцент, зав. кафедри фізики.

 

 

1. Лабораторна робота № 6 “ Вивчення радіометра РКБЧ–1еМ і визначення питомої активності сипучих проб”

2. Лабораторна робота №16 “Вивчення властивостей нейтронів і оцінка енергії фонових нейтронів”

3. Лабораторна робота №18/1 “Вивчення космічних променів і визначення енергії космічних мюонів”

4. Лабораторна робота №18/2 “Визначення часу життя  -мезону”

 

 

Мета роботи: вивчити будову і принцип роботи радіометра РКБЧ–1еМ, основні його характеристики і виміряти питому активність матеріалу з заданою точністю при мінімальному часі вимірювання.

 

Теоретичні відомості

 

Радіоактивністю називають самовільний розподіл ядер, при якому утворюються нові ядра і випромінюються мікрочастинки. Розрізняють наступні види радіоактивності: альфа-розпад, бета-розпад, гама-випромінювання ядер, протонна радіоактивність і спонтанний поділ важких ядер. Кожне радіоактивне ядро має певну імовірність   розпастись за одиницю часу. Середня кількість розпадів за малий проміжок часу dt 

                                                                                                                (1)

де N – кількість радіоактивних ядер в момент часу t 

                                                                                                                          (2)

(dN–зміна кількості ядер N). З (1) і (2) знайдемо

                                                                                                                         (3)

Інтегруючи вираз (3) і використовуючи початкові умови, знаходимо

                                                                ,                                                     (4)

де N0 – початкова кількість ядер (в момент часу t=0, N – кількість ядер в момент часу t.

Вираз (4) називається законом радіоактивного розпаду. Згідно з цим законом кількість радіоактивних ядер зменшується з часом за експоненціальним законом. Величина   називається постійною радіоактивного розпаду. Постійна радіоактивного розпаду – це така фізична величина, яка обернена часу протягом якого число радіоактивних ядер зменшується в е разів (е=2,71).

Час, за який кількість радіоактивних ядер зменшується у 2 рази, називається періодом піврозпаду Т. Тоді для моменту часу t=T маємо   і з (4) отримаємо 

                                                                                                                      (5)

Співвідношення (5) зв’язує постійну радіоактивного розпаду з періодом піврозпаду. Періоди піврозпаду відомих радіоактивних елементів змінюються в дуже широких межах від  с до  років.

Оскільки існує певна імовірність розпаду кожного радіоактивного ядра за одиницю часу, то радіоактивний розпад є процесом статистичним, а кількість розпадів за певний проміжок часу є величиною випадковою. Аналіз показує, що ця випадкова величина задовільняє закону Пуасона