Санкт-Петербургский Государственный Политехнический университет
Кафедра экспериментальной ядерной физики Ослабление бета-излучения веществом Лабораторная работа №2
Выполнили студенты гр. 3033/2
Проверил |
|
Сергунов И.С. Желтобрюхов Ю.С. Журкин Е.Е. |
САНКТ–ПЕТЕРБУРГ
2011
При прохождении бета-частиц (электронов) через вещество их энергия расходуется в основном на ионизационные и радиационные потери, в результате чего эти частицы теряют энергию на всём протяжении своего пути до остановки.
Ионизационные потери бета-частиц связаны с ионизацией и возбуждением атомов поглотителя. Эти процессы являются основными процессами передачи энергии бета-частиц веществу.
Радиационные потери бета-частиц происходят, когда они, пролетая вблизи ядра атома-поглотителя, тормозятся в его поле. При этом испускается тормозное излучение с непрерывным спектром. Фотоны этого излучения обладают энергией от нулевой до максимальной, равной первоначальной энергии бета-частицы. Эти потери существенны только для быстрых нейтронов, если их энергия превышает несколько МэВ.
Бета-частицы при взаимодействии с атомами среды отклоняются от своего первоначального направления, особенно при упругих соударениях с атомными ядрами. В связи с этим путь, проходимый бета-частицей в веществе, представляет собой ломаную линию.
Закон ослабления плотности потока бета-частиц (φ) в веществе в зависимости от толщины поглотителя (х) приближённо описывается формулой
где φ(х) – плотность потока бета-частиц за слоем поглотителя толщиной х (см); φ0 – плотность потока бета-частиц в падающем на поглотитель пучке (х=0), частиц/(см2·с); μ – линейный коэффициент ослабления, см –1, зависящий от максимальной энергии бета-частиц (Eβ) и от порядкового номера поглотителя.
Линейный коэффициент ослабления пропорционален плотности поглощающего вещества (ρ), поэтому часто используется массовый коэффициент ослабления
Схема установки:
1 – свинцовый домик, внутри которого располагаются: 2 – источник бета-частиц; 3 – фильтр; 4 – счётчик бета-излучения; 5 – пересчётный прибор ПСО2–4; 6 – блок питания ПВ-2-2
Рис. 1
1. Измерение скорости счета фона
Таблица 1
|
N |
|
nф |
||||||
Al |
46 |
41 |
35 |
36 |
39 |
39,4 |
0,394 |
||
Оргстекло |
46 |
51 |
33 |
47 |
36 |
42,6 |
0,426 |
||
Cu |
38 |
33 |
47 |
43 |
32 |
38,6 |
0,386 |
||
Пример расчёта (для оргстекла)
