Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (093) 202-63-01
Вконтакте Студентська консультація
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Визначення активності джерела  – випромінювання

Предмет: 
Тип роботи: 
Лабораторна робота
К-сть сторінок: 
6
Мова: 
Українська
Оцінка: 
Лабораторна робота
Тема: Визначення активності джерела  – випромінювання
 
Мета роботи: освоїти один із методів визначення активності джерела - випромінювання.
Прилади і матеріали: перерахунковий прилад ПСО – 2, 4 з блоком детектування; джерело  – випромінювання Sr90.
 
Теоретичні відомості
 
Процес самовільного перетворення нестійких ізотопів одних хімічних елементів в ізотопи інших елементів з випромінюванням елементарних частинок або ядер легких хімічних елементів називається радіоактивністю.
Явище радіоактивності обумовлене лише внутрішньою будовою ядра і не залежить від зовнішніх умов (тиск, температура, агрегатний стан та ін.). Всі спроби вплинути на хід радіоактивного розпаду не дали бажаних результатів.
Радіоактивний розпад не завжди закінчується утворенням стабільного ядра. У багатьох випадках спостерігаються ланцюжки радіоактивних розпадів, в яких ядра знаходяться в близьких взаємодіях одне з одним. Такі радіоактивні ланцюжки називають радіоактивними рядами.
Серед природних радіоактивних речовин є принаймні три елементи, період пів розпаду яких спів розмірний з віком Землі, приблизно рівним 4, 5*10. Ці елементи розміщені в кінці періодичної системи Менделєєва і входять до групи актиноїдів. Вони дають початок трьом радіоактивним рядам: урану, актинію і торію.
Імовірність радіоактивного розпаду  – за одиницю часу є сталою величиною для даного елемента. Звідси випливає, що число актів радіоактивного розпаду dN за інтервал часу dt пропорційне кількості радіоактивних ядер N (t) в момент часу t:
dN = – N (t) dt (1)
Одиницею активності будь-якого препарату є 1 Бк (Бекерель), тобто один акт розпаду за 1 с.
Дещо раніше користувались одиницею активності в 1 Кі (Кюрі).
1 Кі = 3, 7 * 10 Бк.
Слід відмітити, що хімічно чистий радій масою 1г якраз має активність 1 Кі.
Після відкриття явища радіоактивного розпаду було виявлено, що різні ядра розпадаються по-різному, з випромінюванням різних частинок. Розрізняють три основні види радіоактивності, які позначають грецькими буквами , , .
Розглянемо детальніше природу  – розпаду. Бета – розпадом називається група перетворень атомних ядер, при яких один з нейтронів в ядрі перетворюється в протон, або один із протонів у ядрі перетворюється в нейтрон. Одна з особливостей  – розпаду суцільний енергетичний спектр  – частинок. Розподіл  – частинок.
Енергія  – частинок змінюється від нуля до максимуму. Енергетичний спектр  – частинок вимірюється магнітним  – спектрометром.
Крім електронів (позитронів) при  – розпаді випромінюється нейтрино  (антинейтрино ). Нейтрино і антинейтрино мають спін ½ і рухаються подібно до  – кванта з швидкістю світла, не маючи при цьому ні маси ні заряду.
Енергія  – частинки Е = Е – Е. Вона залежить від енергії, яку при цьому має нейтрино, що і є головною причиною суцільного спектра  – частинок. В середньому з  – частинками звільняється енергія, яка рівна 1/3Е.
Згідно з сучасною теорією, ядро яке містить надлишок нейтронів порівняно з стабільним ядром з таким же порядковим номером Z, здатне на  – розпад. При цьому в ядрі відбувається перетворення одного з нейтронів в протон:
0n1  +1p1 + -10 + 0, (12)
де +1р1 – протон; -10 – електрон; 0 – антинейтрино.
Якщо ж ядро має надлишок протонів, порівняно з числом нейтронів, то в ядрі можливе перетворення:
+1p1  0n1 + +10 + 0, (13)
де 0n1 – нейтрон; +10 – позитрон; 0 – нейтрино.
Таке перетворення протона в нейтрон (13) можливе лише в ядрі. Вільний протон не може мати достатньої енергії для такого перетворення. Джерелом додаткової енергії можуть бути нуклони в збудженому ядрі.
Існує ще один вид -розпаду, який зв’язаний з захопленням ядром одного із електронів оболонки атома. В результаті один з протонів ядра перетворюється в нейтрон, випускаючи при цьому нейтрино
+1p1 + -1e0  0n1 + 0, (14)
Дочірнє ядро може виявитись у збудженому стані, тому воно здатне на випромінювання одного або кількох -фотонів.
Захоплення електрона ядром може відбутись з K-, L- або M- оболонки атома. Заповнення утворених вакансій більш високо розміщеними електронами приводить до рентгенівського випромінювання, за допомогою якого і було виявлене електронне захоплення у 1937 році.
 
Порядок виконання роботи
 
Перед виконанням роботи слід ознайомитись за інструкцією або за допомогою лаборанта з будовою і порядком роботи на перерахунковому приладі ПСО-2, 4.
Привести лабораторну установку в робочий стан, при цьому цифрове табло повинно висвічувати нулі.
Виміряти радіоактивний фон N. Час вимірювання фону t=100c. Дослід проробити тричі.
Одержати у лаборанта досліджуваний і еталонний радіоактивні зразки. Протягом часу t = 100c виміряти число імпульсів від кожного препарату. Кожний дослід виконати не менше трьох разів. Результати вимірювань фону і препаратів занести до таблиці.
Визначити активність досліджуваного радіоактивного препарату, користуючись формулою:
де Ает – активність еталонного препарату, яка згідно з паспортом рівна 2*10 Бк;
Nл, Nф, Nс. з. -середнє число імпульсів, яке зафіксовано перерахунковим приладом за час t = 100c.
Оцінити похибки вимірювань.
 
Контрольні запитання
 
  1. Який фізичний зміст сталої радіоактивного розпаду та який зв’язок має ця стала з періодом пів розпаду?
  2. Вивести закон радіоактивного розпаду.
  3. Які процеси відбуваються у ядрах при різних видах -розпаду?
  4. Записати і дати пояснення правил зміщення для трьох видів -розпаду.
  5. На якому принципі працює лічильник Гейгера – Мюлера?
  6. В яких одиницях вимірюється активність радіоактивних препаратів?
 
Фото Капча