Порядок виконання роботи. При виконанні цієї роботи треба суворо дотриму­ва­тися правил безпеки, зокрема не торкатися струмонесучих частин

При виконанні цієї роботи треба суворо дотриму­ва­тися правил безпеки, зокрема не торкатися струмонесучих частин, тому що на лічильник подається напруга близько 400 В. Джерело радіоактивного випромінювання повинне знаходитися в контейнері. Час роботи з ним повинен бути зведений до мінімуму, по цій причині всю підготовчу роботу (пункти 1–3, підготовка таблиці) треба виконати заздале­гідь.

1. Підготувати установку до роботи. Закріпити лі­чиль­ник в штативі, дотримуючи полярність під’єднання електродів згідно з маркіруванням. Увімкніть тумблер “ мережа ” і дайте прогрітися приладу декілька хвилин.

2. Перевірити роботу установки. Для перевірки роботи пристрою на вхід подаються імпульси від мережі змінного струму. Натисніть клавішу “ скидка ” – показання індикато­рів “обнуляються”. Натисніть клавішу “ 50 Гц ” або “ перевірка ” та через 1 хвилину – клавішу “ стоп ”. При правильній роботі індикатори лічильника покажуть значення 3000.

3. Виміряти фон іонізуючого випромінювання N_ф. В нормальних умовах цей фон обумовлений космічним випромінюванням, розпадом ядер радіоактивних елементів, які містяться в оточуючих нас матеріалах тощо. Виміряйте не менше 3–5 разів число актів іонізації в об’ємі лічильника за 1 хвилину. Послідовність операцій: клавіша “ скидка ”, одночасно із запуском секундоміра - клавіша “ пуск ”, через 1 хвилину – клавіша “ стоп ”. Дані з індикаторів занесіть в таблицю.

4. Виміряти число N зареєстрованих частинок, які випромінюються радіоактивним препаратом. Капсулу з радіоактивним препаратом помістіть під лічильник і прове­діть вимірювання, аналогічно вказаним в пункті 3. Виміряне число частинок N¢ складається з суми числа частинок N_ф, що визначають фон іонізуючого випромінювання, а також чис­ла частинок N, які випромінюються препаратом і потрапили в об’єм лічильника. Отже, величина N визначається як різниця N = N¢ – N_ф. Вимірювання провести 3–5 разів, дані занести в таблицю.

5. Виміряти число зареєстрованих частинок, які випро­мінюються радіоактивним препаратом, поглинаються шаром металу і потрапляють в об’єм лічильника разом з фоном іонізуючого випромінювання. Не змінюючи положен­ня капсули, екрануйте її від лічильника пластиною із заліза та виміряйте 3–5 разів число актів іонізації в об`ємі лічильника N¢_Fe. Дані занесіть в таблицю. Аналогічні вимі­рю­вання зробіть також для інших металів – алюмінію N¢_Al та свинцю N¢_Pb. Товщина L вказана на металевих пластинах.

Таблиця. Результати вимірювань та обчислень m і L_1/2.

	Nф	N¢;	залізо	алюміній	свинець
п/п	1/ хв	1/ хв	N¢Fe 1/ хв	LFe мм	N¢Al 1/ хв	LAl мм	N¢Pb 1/ хв	LPb мм
				– – – – –		– – – – –		– – – – –
се­ред­нє
	N =	N Fe =	N Al =	N Pb =
	m Fe =... (мм –1)	m Al =... (мм –1)	m Pb =... (мм –1)
	L 1/2 =... (мм)	L 1/2 =... (мм)	L 1/2 =... (мм)

6. Знайти середні значення N_ф, N¢;, N¢_Fe, N¢_Al, N¢_Pb.

7. За знайденими середніми значеннями визначити чис­ла зареєстрованих частинок тільки від радіоактивного препарату (без фона), що послаблені за рахунок поглинання в металевих шарах:

N = N¢; – N_ф, N _Fe = N¢;_Fe – N_ф, N _Al = N ¢_Al - N_ф, N _Pb = N¢;_Pb – N_ф.

8. Визначити коефіцієнти послаблення m і L _1/2 та товщини шарів половинного послаблення L _1/2 для вказаних металів за формулами

m і L _1/2Fe = (1 / L _Fe) × ln(N / N _Fe), L ^Fe_1/2 = 0.693 / m _Fe,

m і L _{1/2 Al} = (1 / L _Al) × ln(N / N _Al), L ^Al_1/2 = 0.693 / m _Al ,

m і L _{1/2 Pb} = (1 / L _Pb) × ln(N / N _Pb), L ^Pb_1/2 = 0.693 / m _Pb.

Отримані дані занесіть в таблицю.

9. Порівняти отримані результати для різних металів та зробити висновки.

Оформлення роботи. У звіті повинно бути: а) стислі теоретичні відомості про природу гамма-випромінювання та механізми його поглинання, б) схема установки, в) таблиця з результатами вимірювань та обчислень, г) виснов­ки.

Завдання для самостійної роботи та самоконтролю

Як пояснити випромінювання з атомного ядра електронів та позитронів при b -розпаді, якщо в ядрі знаходяться лише протони та нейтрони?

31. Чим визначається активність радіонуклідів?

32. Що таке когерентне розсіяння?

33. Пояснити фізичну суть ефекту Комптона.

34. В чому полягає суть фотоефекту?

35. Пояснити явище утворення електронно-позитронних пар. За яких умов можуть утворитися електронно-позитронні пари з g -квантів?

36. Що таке лінійний коефіцієнт послаблення? Яка його розмір­ність?

37. Який фізичний зміст товщини шару половинного поглинання?

38. Активність радіоактивного препарату, що містить з пе­ріодом напіврозпаду Т _1/2 = 4.5 мільярдів років складає 9 нКі. Знайти кількість радіоактивних ядер.

39. Визначити постійну розпаду радіоактивного елемента, якщо за місяць число радіоактивних ядер зменшиться в е = 2.718 разів.

10.10. Лабораторна робота “Робота з дозиметром ДРГЗ-04”

Мета роботи:вивчити поняття доз та потужностей доз іонізуючого випромінювання, набути навички роботи з дозиметром.

Питання для підготовки до лабораторної роботи

Експозиційна доза і потужність експозиційної дози, їх одиниці.

40. Поглинена доза і потужність поглиненої дози, їх одиниці.

41. Еквівалентна доза і потужність еквівалентної дози, їх одиниці.

42. Дозиметри іонізуючого випромінювання, їх призначення, харак­те­ристики і принципи роботи.