Экспериментальная установка

Экспериментальная установка представляет собой призму (50*50*100) см³, выполненную из графитовых блоков. По оси приз­мы выполнен канал, в который вставлен набор квадратных пробок, сечением (5*5) см². Источник нейтронов Рu+Ве находится в центре призмы. Помещая детектор последовательно между пробками и измеряя его активность на счетной уста­новке, можно определить распределение плотности замедления нейтронов с энергией, равной резонансу детектора вдоль оси призмы. В работе используется родиевый детектор. Резонанс у родия наблюдается при Е = 1,33 эв, период полураспада T_1/2 = 44 с. Для исключения влияния тепловых нейтронов на активацию детектора при облучении, его помещают в кадмиевый чехол.

СХЕМА ОПЫТА

(последовательность измерений)

1. До начала измерений считается фон в течении 10 мин.

2. Помещая детектор на расстоянии 56 см от источника, облучают его в течение 5 мин.

3. После облучения детектор переносится на счетную установку за 30 секунд.

4. Измерение активности ведется 3 минуты.

5. Детектор высвечивается 2 минуты.

6. После высвечивания детектора помещается на расстоянии 52 см от источника.

Опыт повторяется по схеме, описанной выше в пунктах 2 – 5.

Последовательные положения детектора во время опыта: 56, 52, 48, 44, 40, 37, 34, 31, 28, 25, 22, 19, 13, 7, 4 см, считая от источника.

7. Точки 56, 52, 48, 44, 40 измеряются дважды.

8. По окончании всех измерений считается фон в течение 10 мин. Время облучения, перерыв и время счета должны быть строго соблюдены для всех точек, иначе активности в разных точках будут несоизмеримы вследствие неидентичных условий определе­ния активности, так как период распада родия очень мал. Если при замере нарушен какой-либо из этих интервалов времени, то измерение в этой точке нужно повторить снова, дав предварительно детектору высветиться 5 минут.

Результаты измерений и расчет

I. На основании полученных замеров активности детектора, которая пропорциональна плотности нейтронов, строится график зависимости активности А(r) детектора от координаты r, а также графики Ar²(r) и Ar⁴(r) как функций r. При построении графиков Ar²(r) и Ar⁴(r) берутся значения А(r), соответствующие усредненным зна­чениям графикаА(r). Следует ввести поправку на средний фон во время эксперимента. Полученные кривые интегрируются в пределах от 0 доr₀ = 56 см посредством подсчета площади, ограниченной кривыми Ar²(r) и Ar⁴(r).

Чтобы расширить пределы интеграла до бесконечности, используют тот факт, что на больших расстояниях от источника распределение замедленных нейтронов будет даваться распределе­нием первых соударений вида

(9)

По последним четырем точкам графика функции lnAr²=f(r) проводится прямая, по которой определяются неизвестные величины k и λ.Затем части интегралов от r₀ до ∞ рассчитываются по аналитическим формулам

(10)

(11)

По полученным данным полных интегралов рассчитывается τ (формулы (5) и (1)).

2. Строится кривая ln(j) от r² и определяется тангенс угла наклона этой кривой. τ(Е_рез) в этом случае опре­деляется по формуле (6). Сравнить значения τ(Е_рез) получен­ные обоими методами. По формулам (7) и (8), зная τ_рез, подсчитывается τ_тепп.

Статистическая погрешность измерения τ_тепп вычисляется стандартными методами расчет статистических ошибок.

КАЖДЫЙ СТУДЕНТ, ПРОДЕЛАВШИЙ РАБОТУ, ОБЯЗАН ПРЕДСТАВИТЬ ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ С РАБОЧЕЙ ТАБЛИЦЕЙ И ГРАФИКАМИ.