отчет 1 ядерка
.docxМинистерство образования и науки РФ ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» Физико-технологический институт Кафедра экспериментальной физики
Отчет
по лабораторной работе № 1
«ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГАММА - ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ»
Преподаватель: Рябухин О.В.
Студенты: Галлямова Л.А.
Семакин П.А.
Группа: Фт-490303
Екатеринбург 2012 г.
Лабораторная работа № 1 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГАММА - ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ
Цель и задачи работы. Изучение особенностей взаимодействия гамма-излучения с веществом. Определение коэффициентов взаимодействия -излучения с веществом и энергии монохроматического пучка -квантов.
Лабораторная установка.
Для определения энергии гамма - излучения используется радиометр, состоящий из сцинтилляционного детектора с кристаллом NaJ(Tl), высоковольтного источника со стабилизированным напряжением и пересчётного прибора.
Рис.1. Схема лабораторной установки для снятия кривой поглощения
Ход работы:
-
Подготовили аппаратуру к работе.
-
Измерили фон:
Измерение проводили 3 раза, каждое по 100 с. Зарегистрированное количество импульсов: 254, 248 и 242.
За фон примем среднее значение: 2,48 имп/сек.
-
Сняли показания интенсивности счета -излучения в зависимости от увеличения толщины поглотителя (количество и материал поглотителей указывается преподавателем). Результаты занесли в таблицу 1 (первые 5 столбцов).
Таблица 1.
|
Поглотитель |
Толщина x,см |
(x), имп/с |
(x)- фона, имп/с |
ln((x)- фона) |
, см-1 |
m, см2/г |
, барн |
Е, МэВ |
|
без поглотителя |
0 |
39,96803 |
37,48803 |
3,624022 |
- |
- |
- |
- |
|
органическое стекло |
0,5 |
38,18251 |
35,70251 |
3,575221 |
0,09504 |
0,079866 |
|
|
|
1 |
36,67033 |
34,19033 |
3,531943 |
|||||
|
1,5 |
34,87967 |
32,39967 |
3,478148 |
|||||
|
2 |
34,56619 |
32,08619 |
3,468426 |
|||||
|
2,5 |
31,2989 |
28,8189 |
3,361032 |
|||||
|
3 |
30,82614 |
28,34614 |
3,344491 |
|||||
|
3,5 |
29,35995 |
26,87995 |
3,291381 |
|||||
|
медь |
0,55 |
29,23977 |
26,75977 |
3,286899 |
0,574908 |
0,064379 |
6,795774079 |
0,8 |
|
1,1 |
23,71354 |
21,23354 |
3,055582 |
|||||
|
1,65 |
16,82369 |
14,34369 |
2,66331 |
|||||
|
2,2 |
13,36362 |
10,88362 |
2,387259 |
|||||
|
2,75 |
10,23123 |
7,751226 |
2,047851 |
|||||
|
3,3 |
7,987858 |
5,507858 |
1,706176 |
|||||
|
3,85 |
6,578515 |
4,098515 |
1,410625 |
|||||
|
железо
|
0,45 |
32,39391 |
29,91391 |
3,398324 |
0,499939 |
0,063605 |
5,895652368 |
0,8 |
|
0,9 |
26,42008 |
23,94008 |
3,175554 |
|||||
|
1,35 |
21,74386 |
19,26386 |
2,958231 |
|||||
|
1,8 |
17,84758 |
15,36758 |
2,73226 |
|||||
|
2,25 |
14,97454 |
12,49454 |
2,525292 |
|||||
|
2,7 |
12,03804 |
9,55804 |
2,257383 |
|||||
|
3,15 |
10,6067 |
8,126703 |
2,095155 |
|||||
|
3,6 |
8,573388 |
6,093388 |
1,807204 |
|||||
|
4,05 |
7,429421 |
4,949421 |
1,599271 |
|||||
|
свинец |
0,3 |
32,02049 |
29,54049 |
3,385762 |
0,887737 |
0,078284 |
26,94415714 |
0,8 |
|
0,6 |
25,45825 |
22,97825 |
3,134548 |
|||||
|
0,9 |
20,02002 |
17,54002 |
2,864485 |
|||||
|
1,2 |
16,83502 |
14,35502 |
2,664099 |
|||||
|
1,5 |
12,21001 |
9,730012 |
2,275215 |
|||||
|
1,8 |
10,06441 |
7,584412 |
2,026095 |
-
Построили кривые зависимостей ln() от толщины поглотителя:
График 1. Изменение интенсивности пучка γ-излучения в зависимости от толщины поглотителя
Т.к. получившиеся зависимости ln(-ф) от толщины слоя поглотителя почти линейны, то излучение является моноэнергетичным.
-
Произвели расчёт коэффициентов линейного ослабления для использованных в работе материалов по графику 1:
Согласно методике, описанной в МУ =lnφ(x)/x.
Вычислили массовые коэффициенты ослабления m и сечения по формулам:
m=/ρ, где ρ-плотность вещества
=/n, где n- концентрация атомов вещества n=NA*ρ/A
Полученные значения занесли в таблицу 1(6, 7, 8 столбцы)
-
Используя справочные данные и экспериментально найденные коэффициенты ослабления , определили энергию -квантов источника. Результаты занесли в таблицу 1 (9 столбец).
-
Построим зависимость линейного и массового m коэффициентов ослабления от Z материала поглотителя:
Вывод:
В данной лабораторной работе экспериментально получили кривые ослабления интенсивности пучка γ-излучения, изменяя толщину поглотителя. В качестве поглотителей использовали: органическое стекло, медь, железо и свинец.
Построили кривые зависимостей ln() от толщины слоя поглотителя. Т.к. для всех четырех поглотителей получившиеся зависимости почти линейны, то излучение является моноэнергетичным.
По графиками определили линейный и массовый m коэффициенты взаимодействия гамма-излучения с веществом и рассчитали эффективное сечение взаимодействия для всех поглотителей.
По таблицам в зависимости от линейных коэффициентов ослабления для этих материалов определили значение энергии монохроматического фотонного излучения, приблизительно равное Е=0,8МэВ.
Построили зависимости линейного и массового m коэффициентов ослабления от Z. По графикам видно, что линейный коэффициент ослабления пропорционален увеличению зарядового числа Z, а для массового коэффициента ослабления получены близкие значения. Это свидетельствует о том, что значительную роль в ослаблении интенсивности данного пучка -излучения играет комптоновское рассеяние.