Определение плотности различных материалов с помощью бета-излучения

Цель работы: Определение плотности различных материалов с помощью бета-излучения.

Краткая теория:

Бета-распад

Бета-излучение представляет собою поток электронов -1е0 или позитронов, испускаемых 

При распаде ядер бета-радиактивных изотопов.

Бета-распадом называют процессы,в которых нестабильное ядро изменяет свой заряд без изменения массового числа. Различаются три разновидности бета-распада:

1.Электронный, или β- распад.

Одним из примеров β- распада может служить превращение изотопа калия 19К40 в

Кальций 20Са40 :

19К40͢͢   20Са40 + -1е0 + 0ṽ0.

Испускаемый ядром электрон -1е0 называется β- частицей. Цифра слева от символа означает зарядовое число ядра или частицы. За еденицу зарядового числа принят элементарный заряд 1,6·10-19 Кл. Цыфра справа – массовое число , т.е. число нуклонов

(протонов +1p1 и нейтронов 0n1) , из которых состоит ядро или частица.

Известно, что ядра атомов не содержат электронов. Однако нейтрон может самопроизволь но превращаться в протон, при этом ядро испускает электрон -1е0 (β- частица) и антинейтрино 0Ṽ0 – нейтральную частицу с массой покоя, равной нулю:

0n1 ͢    1p1 + -1e0 + 0ṽ0                    

2.Позитронный, или β+  распад.

Протон в ядре атома может превратиться в нейтрон, при этом из ядра испускается позитрон +1е0 (β+ частица) и нейтрино 0ṽ0 :

1р1 ͢    0n1  +  (+1е0)  +  0ṽ0

Такое превращение характерно для искусственного распада в результате бомбардировки атомных ядер стабильных изотопов альфа-частицами, нейтронами, протонами и другими частицами.

3.К бета-распаду относят также К- или L- захват орбитального электрона. При этом протон в ядре превращается в нейтрон, а из ядра испускается нейтрино.

При К- и L – захвате число нуклонов в ядре не изменяется, следовательно, массовое число тоже остается неизменным, меняется только зарядрвое число ядра.

Позитрон +1е0 является античастицей для электрона -1е0. Эти частицы имеют одинаковвую массу покоя, а также одинаковый по модулю, но разный по знаку заряд.

Антинейтрино 0ṽ0 является античастицей для нейтрино 0v0. Оье частицы имеют одинаковую массу покоя, равную нулю, но отличаются направлением .

Характерной особенностью бета-распада является тот факт, что испускаемые ядрами электроны имеют всевозможные значения кинетической энергии от нуля до max величины Е0 , называемой граничной энергией бета-спектра.