ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ.

1. Визначити фонове значення кількості імпульсів за 100 секунд. Отримані значення занести до таблиці та знайти середнє.

№	t, с	N ф	N ф за 100 с	за 100 с
1.
2.
3.

 

2. Підрахувати кількість імпульсів за час t = 100 с; 200 с; 300 с для кожного зразку солей. Заповнити таблицю:

 

Зразки солі	t, с	N	N за 100 с	за 100 с	- за 100 с

 

3. Проаналізувати отримані результати і зробити висновок про те, які з досліджуваних солей є радіоактивними.

4. Визначити активність певної маси радіоактивної солі за вказівкою викладача.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ:

1. Радіоактивність. Природна та штучна радіоактивність.

2. Радіоактивний фон. Чинники, які впливають на радіоактивний фон.

3. Типові значення радіоактивного фону в нашій місцевості.

4. Пояснити, яким елементом обумовлена радіоактивність досліджуваної солі.

5. Активність препарату. Одиниці вимірювання активності.

Лабораторна робота № 6.

ВИЗНАЧЕННЯ ГРАНИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ β; -СПЕКТРУ РАДІОАКТИВНОГО ІЗОТОПУ МЕТОДОМ ПОГЛИНАННЯ

МЕТА РОБОТИ: визначення енергії β; -спектру радіоактивних ядер методом поглинання β; -випромінювання.

ЗАВДАННЯ: 1) ознайомитися з роботою радіометра-дозиметра МКС-01Р;

2) провести дослідження залежності кількості імпульсів, зареєстрованих приладом, від товщини шару Al;

3) визначити максимальну енергію β; -частинок при
β; -випромінюванні.

ПРИЛАДИ І МАТЕРІАЛИ: радіометр-дозиметр МКС-01Р; мікрометр;

набір пластинок Al різної товщини.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

На відміну від α; - і γ; -випромінювання, енергетичні спектри яких дискретні, спектр β; -випромінювання є суцільним. Типовий розподіл енергії для спектра β; -частинок, представлено на рис.1, де N (E) – число електронів з енергією Е _і. Спектри всіх β; -випромінювачів подібні до спектру, зображеного на рис.1, відрізняються вони лише максимальним значенням енергії, верхньою межею, яка для різних ізотопів знаходиться в межах від 18 кеВ (для ) до 16,6 МеВ (для ).

Особливістю β; -розпаду є утворення нейтрино поряд з електроном (позитроном), яке забирає частину енергії, що виділяється під час розпаду ядра. У багатьох випадках дочірнє ядро утворюється в збудженому стані і його перехід до нормального стану завершується випромінюванням γ; -фотона. Спектри
β; -частинок, як і α; -частинок, дають можливість визначити енергетичні рівні ядер. У випадку β; -випромінювання внаслідок утворення двох частинок необхідно користуватися значенням максимальної енергії β; -частинок. Граничну енергію β; -розпаду Е _max, яка рівна енергії переходу ядра, можна визначити методом поглинання β; -потоку.

Метод поглинання базується на аналізі кривої поглинання частинок у речовині. Якщо через пластинку металу товщиною d пропустити потік частинок, то внаслідок розсіяння електронів і вибування їх з потоку, інтенсивність потоку зменшується. У першому наближенні залежність інтенсивності потоку β; -частинок від товщини d поглинача є експоненціальною:

І _х = І ₀ е ^{(- μρ; d )}, (1)

де І ₀ – інтенсивність падаючого потоку;

І _х – інтенсивність потоку після проходження шару поглинача товщиною d;

μ; – масовий коефіцієнт поглинання; ρ; – густина речовини.

Величину ρd (кг/м²) називають масовою товщиною поглинаючого шару. При деякій товщині d _max спостерігається повне поглинання β; -частинок потоку. Значення d _max ρ; = R вважається ефективним пробігом частинок. Ця величина практично не залежить від роду поглинача і зручна для визначення граничної енергії Е _max β; -спектру.

Зв’язок між величинами R i E _max заданий формулами:

R = 0,54 E _max – 0,13 для 0,8 < E < 3 МеВ; (2)

R = 0,41 E _max – 1,4 для 0,15 < E < 0,8 МеВ. (3)

У виразах (2) і (3) R вимірюється в г/см², а Е – в МеВ.

Для експериментального визначення R між джерелом випромінювання і лічильною установкою розміщують алюмінієві пластинки різної товщини і при досягненні d = d _max інтенсивність β; -потоку стає рівною нулю і лічильник фіксує лише фон.

Побудувавши криву залежності = f (d), яка має вигляд представлений на рис.3, можна визначити R. Визначення R ускладнюється ще тим, що крива залежності (d) поблизу граничного значення товщини фільтра асимптотично наближується до вісі d, тобто не має чіткої межі. Тому є сенс побудувати графік у напівлогарифмічному масштабі: ln = f (d).

За графіком функції ln (d) визначаємо d _max, як показано на рис.4.

Енергію E _max можна визначити, якщо відома товщина шару поглинача, при якій інтенсивність потоку β; -частинок зменшується в 2 ⁿ разів (n = 1; 2;... n). Гранична енергія визначається за допомогою номограми (рис.5). По вісі абсцис відкладають товщину шару алюмінію, яка зменшує інтенсивність потоку в 2¹; 2²; 2³;...; 2 ⁿ разів.

На номограмі числа біля кривих відповідають значенням n, а вздовж вісі ординат – граничній енергії E _max. Для визначення E _max цим методом необхідно знайти за допомогою кривої поглинання (рис.3) величини товщини шарів, при яких інтенсивність спадає в 2, 4, 8,... n разів і за графіком на рис.5 знайти значення E _max.