Экспериментальные данные для определения радиоактивного фона
|
№ измерения, i |
Nфi |
t, с |
|
1 2 3 4 |
|
300 300 300 300 |
Задание 2. Определение постоянной распада
Приготовьте кусок ваты, включите пылесос с марлевым фильтром и поднесите к всасывающему отверстию вату. Вата вместе с марлей образует фильтр. Пропустите через фильтр в течение 10 мин. воздух и выключите пылесос. Достаньте ватный фильтр из всасывающей трубки пылесоса и поднесите его к окошку датчика, закрепите держателем образцов. Используйте прежнее время регистрации 300 с и снимите зависимость числа распадов от времени. В течение 1 часа получите 12 экспериментальных точек. Для получения каждого измерения выполняйте последовательно те же действия, как и при определении «фона». Полученные данные занесите в табл. 7.2.
Таблица 7.2
|
№ измерения |
ti, с (время измерения) |
N |
Ni = N – Nф |
|
|
1 2 3 … 11 12 |
300 2 300 … … 11 300 12 300 |
|
|
|
Примечание. За N0 принимается первый отсчет, взятый по счетчику.
Обработка результатов
Преобразуем формулу (7.2):
Прологарифмируем:
Построить график зависимости:
График должен быть линейным вида у=сх (рис. 7.2),
с – угловой коэффициент
(находим
из графика)
Найдем
период полураспада Т.
N
= N0e–λT,
по определению Т
=N0e–λ
T,
так как ln
1/2 = – T,
то
Находим период полураспада, предварительно рассчитав – постоянную радиоактивного распада.
Вывод. Сравнить полученное значение с табличными данными.
Рис. 7.3
Контрольные вопросы
В чем состоит явление радиоактивности?
Какова природа:
К-захвата;
-распада;
-распада?
От чего зависит постоянная радиоактивного распада?
Что называется периодом полураспада?
Что такое активность радиоактивного вещества?
Что называется 1 кюри?
Методика определения постоянной радиоактивного распада; периода полураспада.
Список литературы
Детлаф, А.А. Курс физики. Т. 3 / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. – М.: Высшая школа, 1979.
Тейлор, Дж. Введение в теорию ошибок / Дж. Тейлор. – М.: Мир, 1985.
Савельев, И.В. Курс общей физики. Т. 3 / И.В. Савельев. – М.: Наука, 1979.
Сивухин, Д.В. Общий курс физики / Д.В. Сивухин. – М.: Наука, 1977. – Т. 3.
Широков, Ю.М. Ядерная физика / Ю.М. Широков, Н.П. Юдин. – М.: Наука, 1972.
Лабораторная работа № 8
ИЗУЧЕНИЕ ПОГЛОЩЕНИЯ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ
В ВЕЩЕСТВЕ
|
Цель работы: |
определение коэффициента поглощения гамма-лу-чей в металле; ознакомление с методом регистрации гамма-излучения. |
Теоретическая часть
Возникновение γ-квантов
Гамма-излучением называется самопроизвольное испускание ядром -квантов. -излучение возникает в процессе перехода ядер из одних энергетическихсостояний в другие и представляет собойкоротковолновое электромагнитное излучение. Длина волны ≤ 10–10 м,т.е. меньше, чем расстояние между атомами в кристаллах. С квантовой точки зрения это поток фотонов, энергия и импульс которых определяются соотношениями (формула де Бройля):
(8.1)
где с – скорость света, h – постоянная Планка
Атомное ядро, так же как и атом, представляет собой квантово-механическую систему с дискретным набором энергетических уровней. Находясь в основном состоянии, ядро не проявляет радиоактивности, подобно тому, как невозбужденный атом не испускает оптические фотоны ( 5 10–7 м). В процессе радиоактивного распада, при ядерных реакциях, при взаимодействии ядра с сильным кулоновским полем вылетающей частицы и т.п., ядра могут переходить в возбужденное состояние.
Атомные ядра,
подобно атомам, имеют дискретные уровни
энергии. Переходы между нормальным и
возбужденными уровнями приводят к
возникновению коротковолнового
электромагнитного излучения (-лучи)
(
от 10–3
до 1 Å).,
(
- изменяется от 1019до
1023рад/с,
а энергия - от 10КЭВ до 5МЭВ).
Разность энергетических уровней в ядре составляет десятки и сотни тысяч электрон-вольт, тогда как в атомах эта разница составляет примерно 1 эВ.
-квант уносит подавляющую часть энергии возбуждения ядер. Спектр -квантов дискретен.
Пример: при высоких температурах в углеродно-азотном цикле идет образование -квантов:
В среднем 98,8% 0мезоны распадаются на 2 -кванта:
либо с рождением электрон-позитронной пары:
Распространение -излучения в вакууме происходит беспрепятственно, так что, измеряя интенсивность параллельного пучка на любом расстоянии от источника, мы, естественно, получили бы один и тот же результат.