wyznaczenie zasięgu efektywnego, energii maksymalnej oraz prędkości czastek β o zasięgu maksymalnym,

Podobne dokumenty
Ćwiczenie nr 2. Pomiar energii promieniowania gamma metodą absorpcji

Ćwiczenie nr 5. Pomiar górnej granicy widma energetycznego Promieniowania beta metodą absorpcji.

Doświadczenie nr 6 Pomiar energii promieniowania gamma metodą absorpcji elektronów komptonowskich.

C5: BADANIE POCHŁANIANIA PROMIENIOWANIA α i β W POWIETRZU oraz w ABSORBERACH

ĆWICZENIE 3. BADANIE POCHŁANIANIA PROMIENIOWANIA α i β w ABSORBERACH

C5: BADANIE POCHŁANIANIA PROMIENIOWANIA α i β W POWIETRZU oraz w ABSORBERACH

Badanie absorpcji promieniowania γ

OZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA POCHŁANIANIA PROMIENIOWANIA GAMMA PRZY UŻYCIU LICZNIKA SCYNTYLACYJNEGO

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 96: Dozymetria promieniowania gamma

Pomiar maksymalnej energii promieniowania β

Promieniowanie jonizujące Wyznaczanie liniowego i masowego współczynnika pochłaniania promieniowania dla różnych materiałów.

Doświadczenie nr 7. Określenie średniego czasu życia mionu.

SPRAWDZENIE PRAWA STEFANA - BOLTZMANA

BADANIE CHARAKTERYSTYK FOTOELEMENTU

Ćwiczenie nr 2 : Badanie licznika proporcjonalnego fotonów X

Skręcenie wektora polaryzacji w ośrodku optycznie czynnym

Osłabienie promieniowania gamma

LABORATORIUM PROMIENIOWANIE W MEDYCYNIE

Temat 1: Bluetooth. stoper lub 3 telefon z możliwością zliczania czasu z dokładnością do 0.1 sek

Absorpcja promieni rentgenowskich 2 godz.

Wyznaczanie współczynnika rozpraszania zwrotnego. promieniowania β.

Wyznaczenie absorpcji promieniowania radioaktywnego.

F = e(v B) (2) F = evb (3)

Ćwiczenie nr 96: Dozymetria promieniowania γ

Oddziaływanie cząstek z materią

Ćwiczenie nr 5 : Badanie licznika proporcjonalnego neutronów termicznych

LABORATORIUM OPTOELEKTRONIKI

Radon w powietrzu. Marcin Polkowski 10 marca Wstęp teoretyczny 1. 2 Przyrządy pomiarowe 2. 3 Prędkość pompowania 2

Pomiar górnej granicy widma energetycznego promieniowania β metodą absorpcji

Ćwiczenie 9. Pomiar bezwględnej aktywności źródeł promieniotwórczych.

ĆWICZENIE 3 REZONANS AKUSTYCZNY

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 51: Współczynnik załamania światła dla ciał stałych

Wyznaczanie współczynnika załamania światła

Wyznaczanie energii promieniowania γ pochodzącego ze. źródła Co metodą absorpcji

Rozkład Gaussa i test χ2

Ć W I C Z E N I E N R J-1

Ćwiczenie 57 Badanie absorpcji promieniowania α

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS

Laboratorium fizyki CMF PŁ

POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY OZNACZANIE AKTYWNOŚCI, OKRESU PÓŁTRWANIA I MAKSYMALNEJ ENERGII PROMIENIOWANIA

Odkrycie jądra atomowego - doświadczenie Rutherforda 1909 r.

gamma - Pochłanianie promieniowania γ przez materiały

A6: Wzmacniacze operacyjne w układach nieliniowych (diody)

Wyznaczanie współczynnika sztywności sprężyny. Ćwiczenie nr 3

LABORATORIUM: ROZDZIELANIE UKŁADÓW HETEROGENICZNYCH ĆWICZENIE 1 - PRZESIEWANIE

Wyniki pomiarów okresu drgań dla wahadła o długości l = 1,215 m i l = 0,5 cm.

ANALIZA SPEKTRALNA I POMIARY SPEKTROFOTOMETRYCZNE. Instrukcja wykonawcza

CECHOWANIE TERMOELEMENTU Fe-Mo I WYZNACZANIE PUNKTU INWERSJI

Spektroskopia molekularna. Ćwiczenie nr 1. Widma absorpcyjne błękitu tymolowego

BADANIE SZEREGOWEGO OBWODU REZONANSOWEGO RLC

Narodowe Centrum Badań Jądrowych Dział Edukacji i Szkoleń ul. Andrzeja Sołtana 7, Otwock-Świerk

Sprawdzanie prawa Ohma i wyznaczanie wykładnika w prawie Stefana-Boltzmanna

Szkoła z przyszłością. Zastosowanie pojęć analizy statystycznej do opracowania pomiarów promieniowania jonizującego

Tutaj powinny znaleźć się wyniki pomiarów (tabelki) potwierdzone przez prowadzacego zajęcia laboratoryjne i podpis dyżurujacego pracownika obsługi

WFiIS. Wstęp teoretyczny:

Wyznaczanie przenikalności magnetycznej i krzywej histerezy

LABORATORIUM PROMIENIOWANIE w MEDYCYNIE

Pomiar współczynnika pochłaniania światła

Ćwiczenie 375. Badanie zależności mocy promieniowania cieplnego od temperatury. U [V] I [ma] R [ ] R/R 0 T [K] P [W] ln(t) ln(p)

Metody numeryczne. Sformułowanie zagadnienia interpolacji

PLAN REALIZACJI MATERIAŁU NAUCZANIA FIZYKI W GIMNAZJUM WRAZ Z OKREŚLENIEM WYMAGAŃ EDUKACYJNYCH

SYMULACJA GAMMA KAMERY MATERIAŁ DLA STUDENTÓW. Szacowanie pochłoniętej energii promieniowania jonizującego

Ć W I C Z E N I E N R C-7

FIZYKA POZIOM PODSTAWOWY

Wyznaczanie bezwzględnej aktywności źródła 60 Co. Tomasz Winiarski

Pomiar zasięgu promieniowania α w powietrzu

Wyznaczanie promieniowania radonu

WYZNACZANIE ZAWARTOŚCI POTASU

Pobieranie prób i rozkład z próby

OPORY PRZEPŁYWU PRZEWODÓW WENTYLACYJNYCH

Laboratorium z Krystalografii. 2 godz.

LABORATORIUM Z FIZYKI

Ćwiczenie 3++ Spektrometria promieniowania gamma z licznikiem półprzewodnikowym Ge(Li) kalibracja energetyczna i wydajnościowa

LABORATORIUM PODSTAW TELEKOMUNIKACJI

Tranzystor bipolarny LABORATORIUM 5 i 6

Podstawy niepewności pomiarowych Ćwiczenia

ROZKŁAD NORMALNY. 2. Opis układu pomiarowego

Ćwiczenie 1 Metody pomiarowe i opracowywanie danych doświadczalnych.

WYZNACZANIE PRACY WYJŚCIA ELEKTRONÓW Z LAMPY KATODOWEJ

BADANIE EFEKTU HALLA. Instrukcja wykonawcza

Badanie zjawiska rezonansu elektrycznego w obwodzie RLC

PRACOWNIA JĄDROWA ĆWICZENIE 4. Badanie rozkładu gęstości strumienia kwantów γ oraz mocy dawki w funkcji odległości od źródła punktowego

Narodowe Centrum Badań Jądrowych Dział Edukacji i Szkoleń ul. Andrzeja Sołtana 7, Otwock-Świerk. Imię i nazwisko:... Imię i nazwisko:...

pobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego - - zadania z fizyki, wzory fizyczne, fizyka matura

IR II. 12. Oznaczanie chloroformu w tetrachloroetylenie metodą spektrofotometrii w podczerwieni

Szkoła z przyszłością. Detektor Geigera-Müllera narzędzie do pomiaru podstawowych cech promieniowania jonizującego

Ćwiczenie 363. Polaryzacja światła sprawdzanie prawa Malusa. Początkowa wartość kąta 0..

Wyznaczanie zależności współczynnika załamania światła od długości fali światła

II PRACOWNIA FIZYCZNA część Pracownia Jądrowa. Ćwiczenie nr 6

Anna Nagórna Wrocław, r. nauczycielka chemii i fizyki

Zadania z rysowania i dopasowania funkcji

Pomiar wielkości nieelektrycznych: temperatury, przemieszczenia i prędkości.

Ćwiczenie nr 4. Wyznaczanie energii cząstek alfa metodą emulsji jądrowych.

EFEKT FOTOELEKTRYCZNY ZEWNĘTRZNY

E12. Wyznaczanie parametrów użytkowych fotoogniwa

Doświadczalne wyznaczanie współczynnika sztywności (sprężystości) sprężyny

ĆWICZENIE 15 WYZNACZANIE (K IC )

Ćwiczenie nr 43: HALOTRON

Badanie żarówki. Sprawdzenie słuszności prawa Ohma, zdejmowanie charakterystyki prądowo-napięciowej.

Transkrypt:

1 Część teoretyczna 1.1 Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zbadanie absorpcji promieniowania β w ciałach stałych poprzez: wyznaczenie krzywej absorpcji, wyznaczenie zasięgu efektywnego, energii maksymalnej oraz prędkości czastek β o zasięgu maksymalnym, wyznaczenie grubości warstwy połówkowego osłabienia wiazki czastek β, wyznaczenie nieznanej grubości absorbenta. 1. Metoda pomiaru atężnie promieniowania przechodzacego przez absorbent wyraża się wzorem I = I 0 e µx (1) gdzie I 0 natężenie promieniowania przed absorbentem, I natężenie promieniowania po przejściu przez absorbent o gęstości powierzchniowej x, µ współczynik absorbcji absorbenta. Pomiar absorpcji polega na zliczaniu liczby czastek przechodzacych przez absorbent w czasie 10 sekund. Grubościa połówkowa d 1/ nazywamy grubość płytki absorbenta dla której natężenie promieniowania spada do połowy wartości poczatkowej. Zgodnie ze wzorem (1): 1 I 0 = I 0 e µd 1/ () Zatem znajac grubość połówkowa jesteśmy w stanie wyzaczyć współczynnik absorpcji ze wzoru µ = ln d 1/ (3) Wykładnicze prawo absorpcji promieniowania (1) jest dobrze spełnione dla grubości absorbenta mniejszych niż dwie długości połówkowe. Dla płytek o większej grubości natężenie promieniowania zaczyna szybko maleć do poziomu tła. Odcięta punktu, dla którego krzywa absorpcji daży do poziomu tła wyznacza maksymalny zasięg R max, czyli największa grubość absorbenta przez która moga przenikać czastki. Jeżeli zasięg zostanie wyrażony w jednostkach gęstości powierzchniowej, to nie będzie on zależał od rodzaju absorbenta, a jedynie od energii kinetycznej E K czastek. Jeżeli dodatkowo energia czastek będzie rzędu kilku MeV wówczas R max będzie zależał prawie liniowo od E K oraz przybliżona wartość R max będzie wynosiła: R max = 0,571E K 0.161 (4) Maksymalna prędkość czastek β możemy policzyć przekształcajac wzór: ( ) E K = m 0 c 1 1 (V max /c) 1 (5) otrzymujac: V max = c E K (mc + E K ) (mc + E K ) (6) 1

Wyniki pomiarów Tabela 1: Uśrednione pomiary liczby czastek β przechodzacych przez celulozę d [mm x [g/cm 0,00 96 0,00 1,10 1443 0,07,30 884 0,14 3,43 616 0,1 4,49 458 0,7 5,53 35 0,33 6,73 88 0,40 8,01 36 0,48 9,9 199 0,60 11,65 175 0,70 15,50 16 0,93 18,91 1 1,13 Tabela : Uśrednione pomiary liczby czastek β przechodzacych przez aluminium d [mm x [g/cm 0,00 96 0,00 0,96 473 0,6 1,91 31 0,5,85 135 0,77 3,9 115 1,06 4,88 108 1,3 6,85 101 1,85 7,85 98,1 Tabela 3: Uśrednione pomiary liczby czastek β przechodzacych przez mosiadz d [mm x [g/cm 0,00 96 0,00 0,98 119 0,86 1,98 14 1,74,95 168,60 4,00 19 3,5 5,46 186 4,80 6,0 166 5,30 6,95 138 6,1 7,93 137 6,98 8,95 140 7,88 9,91 139 8,7

3 Obliczenia 3.1 Efektywny zasięg czastek β oraz grubość warstwy połówkowego osłabienia Wyznaczamy gęstość powierzchniowa płytek celulozowych i zapisujemy je w tabeli (1), za gęstość celulozy przyjmujemy 0,6 g/cm 3. 9 8 1 0,0 0, 0,4 0,6 0,8 1,0 1, Rysunek 1: Wykres zależności liczby zliczeń od gęstości powierzchniowej celulozy x astępnie odczytujemy z wykresu (1) R max oraz bład R max jako odchylenie standardowe punktów, dla których krzywa absorpcji zachowuje charakter liniowy: R max = 0,71 g/m R max = 0,14 g/m d 1/ = 1,06 mm Wyznaczamy gęstość powierzchniowa płytek aluminiowych i zapisujemy je w tabeli (), za gęstość aluminium przyjmujemy,698 g/cm 3. astępnie odczytujemy z wykresu () R max oraz bład jako odchylenie standardowe punktów, dla których krzywa absorpcji zachowuje charakter liniowy: R max = 0,78 g/m R max = 0,17 g/m d 1/ = 0,40 mm Wyznaczamy gęstość powierzchniowa płytek mosiężnych i zapisujemy je w tabeli (3), za gęstość mosiadzu przyjmujemy 8,8 g/cm 3. 3

9 8 1 0,0 0,5 1,0 1,5,0 Rysunek : Wykres zależności liczby zliczeń od gęstości powierzchniowej aluminium x 9 8 1 0 4 6 8 1 0 Rysunek 3: Wykres zależności liczby zliczeń od gęstości powierzchniowej mosiadzu x 4

astępnie odczytujemy z wykresu (3) R max oraz bład jako odchylenie standardowe punktów, dla których krzywa absorpcji zachowuje charakter liniowy: R max = 0,81 g/m R max = 0, 01 g/m d 1/ = 0,13 mm 3. Wyznaczanie gęstości powierzchniowych płytek o nieznanej grubości Celuloza średnia ilość zliczeń wynosi 456, z wykresu (1) odczytujemy, że odpowiada to płytce o gęstości powierzchniowej x = 0, 7 g/m Aluminium średnia ilość zliczeń wynosi 8, z wykresu () odczytujemy, że odpowiada to płytce o gęstości powierzchniowej x = 0, 51 g/m Mosiadz średnia ilość zliczeń wynosi 167, nie jesteśmy w stanie jednoznacznie określić gęstości powierzchniwej tej płytki, ponieważ ta wartość odpowiada zarówno x =, 59 g/m jak i x = 5, 9 g/m 3.3 Wyznaczanie energii maksymalnej E K i prędkości V max Uśredniamy otrzymane wartości R max dla poszczególnych absorbentów i przyjmujemy Podstawiajac do wzoru (4) otrzymujemy, że Korzystajac ze wzoru (6) otrzymujemy R max = 0,77 ± 0, 07 mm E K = 1,63 ± 0, 13 MeV V max = 9979458 m s 4 Wnioski Wyniki otrzymane w doświadczeniu obarczone sa dużym błędem, co wynika ze sposobu ich otrzymania odczytania z wykresy. Dodatkowo znaczny wpływ na dokładność pomiaru ma wielkość kroku z jakim zwiększamy grubość płytek. ajbardziej widoczne jest to na wykresie (3) przedstawiajacym absorpcję promieniowania przez mosiadz. ajcieńcza płytka miała grubość 0,98 mm, co stanowi siedmiokrotność otrzymanej grubości połówkowej, zatem aby móc dokładnie wykonać to doświadczenie należało by użyć płytek o grubości 0,1 mm, a więc 10 razy cieńszych. Dodatkowo na wykresie (3) możemy zauważyć anomalię, nie jesteśmy jednak w stanie wyjaśnić tego dziwnego zachowania. a podstawie maksymalnej energii kinetycznej mniemamy, że badany przez nas izotop to 3 P lub 8 Ac. 5