новая папка 1 / 358531

где tp,L-1 – соответствующий коэффициент Стьюдента (см. таблицу 2),

St p,L−1 ) / L – среднеквадратичная погрешность среднеарифметического.

10.Используя полученное значение периода полураспада T 1/2 оцените значения величин постоянной распада λ и среднего времени жизни ядра

τ= 1/λ радионуклида 1940 K .

11.Сравните полученные результаты со справочными значениями.

Таблица 1

Рабочая таблица результатов

№	nФi	nXi	nЭi	AXi	T1/2i
п.п.

1.

…..

L

Таблица 2

Значения коэффициента Стьюдента для различной доверительной вероятности p и числа степеней свободы (L-1)

	L-1									P
			0.80		0.90		0.95		0.98		0.99		0.995		0.998		0.999
	1	3.0770		6.3130		12.7060		31.820		63.656		127.656		318.306		636.619
	2	1.8850		2.9200		4.3020		6.964		9.924		14.089		22.327		31.599
	3	1.6377		2.35340		3.182		4.540		5.840		7.458		10.214		12.924
	4	1.5332		2.13180		2.776		3.746		4.604		5.597		7.173		8.610
	5	1.4759		2.01500		2.570		3.649		4.0321		4.773		5.893		6.863
	6	1.4390		1.943		2.4460		3.1420		3.7070		4.316		5.2070		5.958
	7	1.4149		1.8946		2.3646		2.998		3.4995		4.2293		4.785		5.4079
	8	1.3968		1.8596		2.3060		2.8965		3.3554		3.832		4.5008		5.0413
	9	1.3830		1.8331		2.2622		2.8214		3.2498		3.6897		4.2968		4.780

11

Контрольные вопросы

1.Что такое изотопы химического элемента?

2.Запишите закон радиоактивного распада в дифференциальной и интегральной формах.

3.Что такое активность радионуклидного источника ионизирующего излучения? Какие имеются единицы измерения активности?

4.По какому закону активность источника изменяется с течением вре-

мени?

5.Что такое постоянная распада, период полураспада и среднее время жизни ядра радионуклида? Единицы их измерения. Запишите выражения, связывающие эти величины.

6.Определите периоды полураспада радионуклидов 222Rn и 226Ra, если

их постоянные распада, соответственно, равны 2,1 10-6 с-1 и 1,35 10-11 с-1.

7.При измерении образца, содержащего короткоживущий радионуклид, в течение 1 мин было зарегистрировано 250 импульсов, а спустя 1 час после начала первого измерения 90 импульсов за 1 мин. Определите постоянную распада и период полураспада радионуклида, если фоном измерительной установки можно пренебречь.

8.Объясните схему распада радионуклида 1940 K . Что такое относитель-

ный выход ионизирующих частиц?

9.Объясните физический смысл понятий: эффективность регистрации ядерных частиц детектором; геометрический фактор измерительной установки; коэффициент самопоглощения излучения.

10.Изложите суть относительного метода определения активности источника ионизирующего излучения.

11.Каково значение периода полураспада радионуклида, если за 5 часов активность его препарата уменьшилась в 16 раз?

12.Можно ли определить активность образца, содержащего К-40, измеряя интенсивность только гамма-излучения?

13.Какой вид имеет энергетический спектр β+-излучения и β--излу-

чения?

14.Можно ли определить активность образца, измеряя интенсивность его нейтринного (антинейтринного) излучения?

15.Какой характер имеет энергетический спектр гамма-излучения

К-40?

16.От каких факторов зависит среднеквадратическая погрешность определения периода полураспада К-40 в данной работе?

12

Пример решения задачи

Условие. Определите значение постоянной радиоактивного распада λ и период полураспада Т1/2 радионуклида23994 Pu , если в препарате 239Pu3O8 мас-

сой m = 3,16 микрограмма за время t = 100 с происходит Q = 6,78·105 распадов ядер.

Решение:

1.Активность препарата A = Q/t = 6,78·105/100 = 6,78·103, расп/с (Бк).

2.Масса 239Pu в препарате

	m239	=	3 Aмоль(Pu − 239)	m =	3 239		3,16 10−6	= 2,68 10−6 г,
			Aмоль(Pu3O8 )		(3 239 + 8	16)

где Aмоль – соответствующие молярные массы. 3. Число ядер Pu-239 в препарате

N239 =	N	A	m239 =	6,02 10	23	2,68 10	−6	= 6,75 1015	ядер,
	Aмоль (Pu − 239)			239

где NA – число Авогадро.

4.Постоянная распада λ = A/N239 = 6,78·103/6,75·1015 = 1,005·10-12, с-1.

5.Период полураспада

T1/2 = ln2/λ = 6,91·1011 c.

13

Биобиблиографический список

1.Абрамов А. И. Основы экспериментальных методов ядерной физики : учебное пособие для студ. вузов / А.И. Абрамов, Ю.А, Казанский, Е.С. Матусевич . – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Энергоатомиздат, 1985 . – 487 с.

2.Алиев Р. А. Радиоактивность : [учебное пособие для студ. вузов, обуч. по направлению ВПО 020100 (магистр химии) и специальности ВПО 020201 – "Фундамент. и приклад. химия"] / Р.А. Алиев, С.Н. Калмыков. – Санкт-Петербург ; Москва ; Краснодар : Лань, 2013 . – 301 с.

3.Коробков В. И. Методы приготовления препаратов и обработка результатов измерений радиоактивности / В.И. Коробков, В.Б. Лукьянов. –

М. : Атомиздат, 1973 . – 216 с.

14

Учебное издание

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИОДА ПОЛУРАСПАДА РАДИОАКТИВНОГО ДОЛГОЖИВУЩЕГО

ИЗОТОПА КАЛИЯ

Лабораторный практикум по ядерной физике

Составители:

Бабенко Александр Григорьевич, Бруданин Виктор Борисович, Вахтель Виктор Матвеевич, Работкин Владимир Александрович

Редактор В.В. Юргелас Компьютерная верстка О.В. Шкуратько

Подписано в печать 09.04.2015. Формат 60×84/16. Уч.-изд. л. 1,15. Усл. печ. л. 0,9. Тираж 15 экз. Заказ 158.

Издательский дом ВГУ. 394000, г. Воронеж, пл. Ленина, 10.

Отпечатано в типографии Издательского дома ВГУ. 394000, г. Воронеж, ул. Пушкинская, 3

15