Экспериментальная установка и приборы
Экспериментальная
установка включает в себя источник тепловых нейтронов, который используется для
активации образцов, и измерительный комплекс, с помощью которого производится
регистрация продуктов радиоактивного распада. Общий вид установки показан на рис.
1. Источник тепловых нейтронов представляет собой парафиновый блок, в центре
которого находится Pu-α-Be источник быстрых нейтронов (рис. 2). Замедление
нейтронов происходит, в основном, в результате упругих столкновений с ядрами
водорода, входящими в состав воды. В парафиновом блоке имеется несколько
каналов, в которые установлены пеналы, в которые, в свою очередь, помещаются
пластинки исследуемых препаратов для облучения нейтронами. Блок-схема
регистрирующей системы представлена на рис. 3. После активации исследуемый
образец помещается на подставку 1, которая
задвигается в свинцовый защитный
! " блок. При радиоактивном распаде
!#
! препараты испускают β-частицы и γ-кванты, которые регистрируютРис. 1. Лабораторная установка. ся детектором. Детектор состоит из пластического сцинтиллятора 2, фотоэлектрического умножителя (ФЭУ) 3 и усилителя-формирователя импульсов 4. Для снижения фона детектор располагается в свинцовой защите (показана штриховкой). С выхода усилителя сформированный по амплитуде и длительности сигнал подается на пересчетное устройство 5. Питание ФЭУ и усилителя-формирователя осуществляется от высоковольтного источника 6.
Пересчетное устройство осуществляет счет импульсов за некоторый промежуток времени. В настоящей работе используются времена экспозиции 3 и 10 секунд.
Рис. 2. Схема источника медленных нейтронов для активации образцов. 1 — источник быстрых нейтронов, 2 — замедлитель (вода), 3 — кадмиевая защита; 4 — корпус бочки, 5 — пенал с облучаемым образцом, 6 — свинцовая защита; 7 — защита (парафин).
Рис. 3. Блок-схема измерительного комплекса. 1 — подставка; 2 — сцинтиллятор; 3 — ФЭУ; 4 — усилитель; 5 — пересчетный прибор; 6 — высоковольтный источник питания. Свинцовая защита показана штриховкой.
Часть 1. Определение периода полураспада.
В качестве исследуемых образцов применяются родий Rh, индий In и серебро Ag с природным содержанием изотопов. Для облучения нейтронами образец следует быстро и аккуратно опустить в пенал, утопленный в щель на крышке бочки. Некоторые образцы находятся в свинцовых рамках и открыты только с одной стороны. При измерении периода полураспада T1/2 время облучения образцов нейтронами различно для разных изотопов: для In время облучения составляет от 1–2 до 5–6 минут, для Rh и Ag — от 3–4 до 10–20 минут. Измерение скорости счета производится так, как указано в таблице 1. Количество серий измерений для каждого образца необходимо согласовать с преподавателем перед началом работы.
При обработке результатов необходимо обратить внимание на правильность определения фона. В препарате In присутствует долгоживущий изотоп (T1/2 =54 мин.), излучение которого дает дополнительный фон. Поэтому за фон в этом случае можно принять несколько последних точек или аппроксимировать этот участок прямой с соответствующим наклоном. В случае Rh и Ag р/а вещество за время измерений полностью распадается и за фон принимается фон установки.
Таблица 1. Времена измерений для различных образцов.
In:
В течение 3 секунд — счет, в течение последующих 3 секунд — запись числа сосчитанных импульсов и т.д. Проводится 3 (три) серии измерений∗.
Rh и Ag:
В течение 10 секунд — счет, в течение последующих 10 секунд — запись числа сосчитанных импульсов и т.д. Проводится 2 (две) серии измерений∗.
∗ Количество серий измерений для каждого образца необходимо согласовать с преподавателем.
Порядок выполнения работы
Приступая к выполнению работы, студент должен иметь утвержденный преподавателем план, включающий значение времени облучения образцов, времени измерения их активностей, интервалов времени, через которые снимаются показания с пересчетного прибора, количество серий измерений и т. д.
1. Получите у преподавателя или лаборанта образцы;
2. Ознакомьтесь с работой приборов на рабочем столе;
3. Измерьте фон установки Nф (с закрытой дверцей). Время измерений — 100 секунд. Примите это значение за фон до опыта;
4. Поместите образец в пенал, утопленный в щели бочки и облучайтеего в течение известного времени;
5. По окончании облучения перенесите препарат к регистрирующейустановке
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
