1_Lab
.docxКИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА
Фізичний факультет Кафедра ядерної фізики
Родін Віктор Сергійович
ЗВІТ Лабораторна робота №1
«ВИВЧЕННЯ ПОГЛИНАННЯ γ-ВИПРОМІНЮВАННЯ ЗА ДОПОМОГОЮ
СЦИНТИЛЯЦІЙНОГО ЛІЧИЛЬНИКА»
Викладач практикуму Голінка-Безшийко Л.О.
2014 р.
Київ 2014
Анотація.
В цій роботі ми визначаємо масові коефіцієнти поглинання для алюмінію, міді та свинцю, використовуючи сцинтиляційний детектор та джерело γ-квантів. Об’єктом дослідження є 137Cs.
Мета роботи.
Ознайомитися з особливостями поглинання γ –квантів речовиною.
Методика виконання.
Щоб знайти коефіцієнт поглинання нам потрібне джерело γ-квантів та поглинач. У нас це 137Cs та пластинки алюмінію, міді та свинцю. Знаючи інтенсивність випромінювання та енергію γ –квантів джерела, ми можемо знайти коефіцієнти поглинання порівнявши 1-ше з інтенсивністю після деякої товщини поглинача.
-
Отримати джерело: 137Cs
-
Підготувати необхідне обладнання. Перевірити справність техніки, увімкнути прилади. Вибрати оптимальний час 1-го виміру.
-
Поміряти фон протягом 100 с. Зробити це і в кінці всіх вимірювань.
-
Розташувати джерело 137Cs в коліматорі перед детектором. Виміряти інтенсивність, час виміру 100 секунд, по 1 виміру перед кожним поглиначем.
5. Розташувати між джерелом і детектором пластинки поглинача, вимірявши перед цим їх товщини за допомогою мікрометра. Збільшуючи товщину поглинача переконатись у зміні інтенсивності . Зняти залежність інтенсивності І(d) пучка γ- випромінювання від товщини поглинача
6. поправку на фон, побудувати залежність f(d) = ln(I/I0) від d. З графіка за кутом нахилу лінійної функції f(d) визначити величину μ. При визначенні оптимального положення прямої f(d)=А+Вd коефіцієнти А і В знайти з використанням методу найменших квадратів.
7. Виконати пункти 5-6 для пластин з міді і свинцю.
8. Для виміряних матеріалів обчислити масові коефіцієнти поглинання μ/ρ (см2/г)
9 Порівняти отримані значення с теорією.
Опис експерименту:
Схема установки зображена на рис. 1.
Рис 1. Блок-схема установки.
Препарат, що слугує джерелом γ-квантів (1), розташований всередині масивного свинцевого блоку (2), який також використовують як свинцевий коліматор для виділення вузького пучка. Для виключення попадання у детектор розсіяних γ-квантів бажано діафрагмувати пучок як до, так і після поглинача (3), розміщуючи при цьому препарат і діафрагми на одній прямій. γ-Кванти, проходячи крізь поглинач, реєструються сцинтиляційним лічильником, який складається із
Сцинтиляційного кристалу (4) і фотоелектронного помножувача (ФЕП, 5). Напруга на ФЕП подається з блоку високої напруги (6). Імпульси з ФЕП через формувач (7) поступають на лічильний пристрій (8).
Проведення вимірів.
-
Вимірюємо фон 100 с.
-
Встановлюємо джерело 137Cs.
-
Вимірюємо інтенсивність випромінення (без поглинання) 100 с.
-
Вимірюємо товщини пластин запропонованих поглиначів.
-
Встановлюємо 2 пластини алюмінію і вимірюємо кількість імпульсів γ-квантів за 100с.. Поступово збільшуючи товщину поглинача з кроком в 2 пластинки поки їх кількість не досягне 10 шт.
-
Аналогічні виміри для міді.
-
Аналогічні виміри для свинцю але крок 1 пластина і максимальна кількість 4 шт.
-
Дані про товщини; інтенсивність вносимо до таблиць.
Результати вимірів.
Табл. 1 Алюміній
Кількість імпульсів, N1, |
Середнє значення, N1 |
Товщина,d1 мм |
Похибка, N1с |
Час виміру, T, c |
2598 |
2512 |
2,664 |
50.11 |
100 |
2481 |
||||
2459 |
||||
2390 |
2379 |
5,328 |
48.77 |
|
2376 |
||||
2370 |
||||
2300 |
2286 |
7,992 |
47.81 |
|
2245 |
||||
2312 |
||||
2202 |
2179 |
10,656 |
46.68 |
|
2131 |
||||
2204 |
||||
2062 |
2063 |
13,32 |
45.42 |
|
2071 |
||||
2058 |
Фон до вимірів, F1:
|
124
|
123 |
Джерело, Io:
|
N10 = 2617 |
N20 = 2567 |
N30 = 2630 |
Кількість імпульсів, N2, |
Середнє значення, N2 |
Товщина,d2 мм |
Похибка, N2с |
Час виміру, T, c |
2388 |
2422 |
1,364 |
49.21 |
100 |
2429 |
||||
2449 |
||||
2135 |
2207 |
2,728 |
46.97 |
|
2246 |
||||
2241 |
||||
2049 |
2150 |
4,092 |
46.36 |
|
2080 |
||||
2121 |
||||
1886 |
1954 |
5,456 |
44.2 |
|
1940 |
||||
2035 |
||||
1767 |
1820 |
6,82 |
42.66 |
|
1872 |
||||
1821 |
Табл. 3 Свинець
Кількість імпульсів, N3 |
Середнє значення, N3 |
Товщина,d3 мм |
Похибка N3с |
Час виміру, T, c |
2041 |
1998 |
2,05 |
44.69 |
100 |
1958 |
||||
1995 |
||||
1743 |
1678 |
4,1 |
40.96 |
|
1646 |
||||
1645 |
||||
1379 |
1387 |
6,15 |
37.24 |
|
1413 |
||||
1368 |
||||
1130 |
1175 |
8,2 |
34.27 |
|
1182 |
||||
1215 |
Фон після вимірів, F2:
|
148
|
124 |
Обрахування результатів вимірів Рис. 2 Алюміній
Рис. 3 Мідь
Рис. 4 Свинець
Обрахунок похибок
1.Похибки для імпульсів ми шукали за формулою . Результати подані в таблицях вище.
2 Похибки для значення Ln(Ni0/Ni) шукали за формулою:
Результати можна побачити на графіках а також у файлі Оріджін 1_Lab.
Обговорення результатів
За допомогою графіків ми отримали значення коефіцієнта Slope зі знаком “+”