Вопросы для самоконтроля

1. Показать, используя законы сохранения энергии и импульса, невозможность поглощения °γ-кванта свободным электроном.

2. Эффективное сечение комптон-эффекта на атоме алюминия равно 2,73 барн при энергии γ-кванта 1 МэВ. Определить для γ-квантов с энергией E = 1 МэВ сечения комптон-эффекта на атомах железа и свинца. Представить результат расчета в единицах бн (барнах) и в см².

3. При энергии °γ-квантов E° = 4 МэВ эффективное сечение образования пар γ-квантом в поле ядра железа равно 0,55 бн. Оценить эффективные сечения образования пар в алюминии и свинце при той же энергии гамма-излучения.

4. При каком угле комптоновского рассеяния γ-кванта на покоящемся электроне электрон получает максимальную кинетическую энергию? Найти в этих условиях угол вылета рассеянного γ-кванта по отношению к направлению первичного γ-кванта.

5. Показать невозможность образования пары электрон-позитрон гамма-квантом в вакууме, т.е. при отсутствии взаимодействия с другим квантом.

6. Минимальное значение эффективного сечения ослабления потока γ-квантов в свинце составляет около 14 бн. Оценить толщину свинца, необходимую для ослабления первичного пучка γ-квантов в 10, 100 и 1000 раз.

7. Получив в качестве результата работы значение эффективного сечения взаимодействия γ-квантов со свинцом и с алюминием, проанализируйте, какие процессы взаимодействия вносят основной вклад в сечение для каждого поглотителя.

Лабораторная работа №5 Определение защитных свойств различных материалов от корпускулярного излучения

1. Цель работы: изучение основных закономерностей взаимодействия α- и β- излучения с веществом.

2. Приборы и принадлежности: ²²⁶Ra – источник α-излучения, ⁹⁰Sr – источник β-излучения, дозиметр-радиометр ДРБП-03, свинцовый коллиматор.

3. Описание прибора.

Экспериментальная установка предусматривает возможность измерения плотности потока α-, β-частиц от соответствующих источников излучения.

Плотность потока α-частиц измеряется с помощью блока БДБА-02 в интервале 0,10-200,0 см^-2с^-1 и энергетическом диапазоне измеряемого нуклида (²²⁶Ra).

Плотность потока β-частиц измеряется с помощью блока БДБА-02 в интервале 0,10-200,0 см^-2с^-1 и энергетическом диапазоне измеряемого нуклида (⁹⁰Sr) 0,15-3,5 МэВ.

Пульт дозиметра представлен на рисунке 1. Выносной блок детектирования БДБА-02 представлен на рисунке 2.

В работе используются измерения дозиметра по каналу 3.

Канал 3 - измерение плотности потока α- и β-излучения выносным блоком детектирования БДБА-02 в диапазоне 0,01-200,0 см^-2с^-1. При этом на индикаторе в соответствии с каналом отображаются символы «sm^-2s^-1» и «α» или «sm^-2s^-1» и «β» соответственно.

4. Последовательность измерений:

1. Кнопкой «1» включить питание дозиметра-радиометра.

2. Кнопкой 2 «канал» выбрать канал 3, что на индикаторе отражается в соответствии с каналом символ «sm^-2s^-1» и «α» или «sm^-2s^-1» и «β».

3. Нажать клавишу «Сброс» («кнопка 3»).

4. Установить блок БДБА-02 вплотную к коллиматору с источником альфа- или бета- излучения.

5. После набора данных плотности потока α- или β-излучения зазвучит звуковой сигнал. В ходе звучания сигнала нажать клавишу «Ввод» («кнопка 4») для ввода информации в память дозиметра-радиометра. Повторить операцию 5 раз (т.е. необходимое количество замеров).

6. По окончании последнего измерения нажать клавиши «F»(кнопка «5»)+« » (кнопка «2»). При этом на индикаторе на 2-3 секунды высветится число измерений, а затем среднее арифметическое показание плотности потока α- или β-излучения.

7. Клавишами «F»(кнопка «5»)+« » (кнопка «2»), а затем «Сброс» (кнопка «4») перейти в режим возобновления измерений.

8. Кнопкой «1» выключить питание дозиметра-радиометра.

Рисунок 5 - Пульт дозиметра для измерений и назначение кнопок

Рисунок 6 – Блок БДБА-02