Определение граничной энергии и активности бета-препарата

ПЕРЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Физика»

Отчет по лабораторной работе № 323

«ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЧНОЙ ЭНЕРГИИ И АКТИВНОСТИ БЕТА-ПРЕПАРАТА»

Выполнил:

Студент группы АТ-811

Арсентьев М.Д.

Проверил:

Романова Р.А.

Санкт-Петербург 2013

Цель работы : определение двух важнейших характеристик источника бета-излучения – активности и граничной энергии.

1.  Описание установки

Рис. 1

1.  Низкофоновый блок

1.1  – сцинтилляционный детектор

1.2  – кассета в форме кольца

1.3  – образец поглощающего материала

1.4  – радиоактивный препарат

2.  Блок питания

3.  Пересчетное устройство

2.  Выполнение работы

2.1  Определение фона счетчика N_ф

                                                                                                  Таблица 1

№	t, c	Nф, имп	Nф, имп/с	∆ Nф, имп/с	(∆ Nф)2, (имп/с)2
1	200	708	3,54	0,387	0,15
2	200	617	3,085	-0,068	0,005
3	200	567	2,835	-0,318	0,101
		Среднее:	3,153		0,256

Измерения проделывались в начале, в середине и в конце работы.

Пример расчетов:

 имп/с

N_ф = 3,2 ±0,6  имп/с

2.2  Определение активности бета-препарата

Таблица 2

 имп/с

N₁ = 232,06 ±1,82  имп/с

Активность препарата, число испускаемых препаратом электронов в 1 секунду рассчитывается по формуле:

, Бк

А = 75*(232,06-3,2)=17164,5 Бк

 Бк

 = 17164,5 ±1,9  Бк

2.3  Определение граничной энергии бета-препарата методом поглощения

                                   Таблица 3

х, мм	t, c	N, имп	N, имп/с
0	50	11487	229,74
0,1	50	7808	156,16
0,2	50	6146	122,92
0,3	50	4813	96,26
0,4	50	3969	79,38
1,4	50	1008	20,16
2,4	50	208	4,16
2,5	50	169	3,38
2,6	50	172	3,44

На рис.2 показана кривая поглощения

Рис. 2

Максимальная энергия Е₀ , которой обладают электроны – граничная энергия бета-спектра рассчитывается по формуле:

, где

₀ – толщина слоя полного поглощения (см)

 – плотность поглощающего материала (г/см³)

юда следует:

 

3.  Контрольные вопросы

1. Какие три превращения ядер относят к бета-распаду?

О: К бета-распаду относя три основных процесса превращения:

- испускание ядром электрона (β^- -распад);

- испускание ядром протона (β⁺ -распад);

- захват ядром орбитального электрона (К- или L-захват).

2. Поток каких частиц называется бета-излучением?

О: Бета-излучением называется поток электронов.

3. Как изменяется число нераспавшихся ядер в препарате с течением времени?

О: С течением времени число нераспавшихся ядер убывает (закон радиоактивного распада) и может быть рассчитано по формуле:

, где

N₀ – число исходных ядер,

t – время,

Т – период полураспада – время, за которое распадется половина N₀.

4. Что называется периодом полураспада?

О: Период полураспада – время, за которое распадется половина N₀.

5. Что называется активностью препарата? Единицы измерения активности.

О: Активность препарата (А) – число ядер, распадающихся в препарате за 1 секунду, т.е. скорость  распада. В системе СИ единицей активности служит распад в секунду – беккерель, Бк. Также на практике измеряют активность в Кюри. 1Кюри = 3,7*10¹⁰ расп/с.

6. Какая энергия называется граничной энергией бета-спектра?

О: Граничная энергия бета-спектра - максимальная энергия Е₀ , которой обладают электроны. Распределение энергии между этими частицами может быть различным, но сумма энергий электрона и антинейтрино будет равна Е₀.