Описание установки и методики измерений. Блок – схема установки, используемой в данной работе, показана на рис

Рис. 3.

Блок – схема установки, используемой в данной работе, показана на рис. 3.

Источник бета – частиц помещен в конусообразный контейнер. Регистрация β^- - излучения осуществляется радиометром, принцип действия которого основан на измерении средней скорости счета электрических импульсов, которые возникают в блоке детектирования в результате воздействия β^- - частиц на самогасящиеся счетчики Гейгера – Мюллера, используемые в приборе в качестве детекторов излучения. Электрические импульсы из блока детектирования, попадают по кабелю на измерительный пульт и регистрируются измерителем скорости счета.

Отсчет производится по стрелочному прибору, шкала которого отградуирована в . Измерения средней скорости счета импульсов, поступающих на измерительный пульт, могут проводиться в четырех диапазонах.

Для определения пробега β^- - частиц в металлах необходимо измерить число β^- - частиц (N₀), регистрируемых детектором при наличии источника β – излучения и их число (N), прошедших через поглотитель. В качестве поглотителя используются тонкие пластинки алюминия и меди. По графику зависимости числа электронов (N), прошедших через слой вещества от толщины (X) этого слоя, путем экстраполяции определяют максимальный пробег (R_max) (рис.4). Рассчитав затем удельный пробег R_уд=ρ·R, по формуле (8), связывающей удельный пробег и энергию электронов, определяют энергию β – распада данного изотопа.

Порядок выполнения работы

1.Ознакомьтесь с экспериментальной установкой и назначением органов управления пульта. Снимите заглушку с рабочего окна блока детектирования. Включите блок питания установки.

Рис. 4.

2.Переведите переключатель поддиапазонов в положение ВКЛ, спустя одну минуту в положение УСТ. НУЛЯ. При необходимости установите с помощью ручки УСТ. НУЛЯ стрелку измерительного прибора на нуль.

3.Переведите переключатель поддиапазонов в положение ПРОВ. ПИТ. При этом стрелка измерительного прибора пульта должна находиться справа от реперной метки на шкале прибора.

4.Установите переключатель поддиапазонов измерительного прибора в положение «×10» и определите не менее трех раз число импульсов N₀, регистрируемое прибором в отсутствии поглотителя. Результаты занести в табл.1.

Табл.1.

N п/п				Ср
N,

5.Последовательно загружая пластинки поглотителя в конусообразный контейнер, проведите измерения интенсивности β^- – излучения (N) в зависимости от толщины слоя (X) поглотителя. Суммарная толщина слоя поглотителя должна быть не менее (5 – 10)мм. Время каждого измерения 1,5-2 мин. При отклонении стрелки менее 1,0 деления шкалы необходимо переключатель поддиапазонов перевести на следующий поддиапазон «×1».

6.Результаты измерения для поглотителей из Al и Cu занести в табл.2.

Табл.2.

Материал поглотителя: Al, ρ=2,7 г/cм³

X, мм

R_max_,см

R_уд, г/cм²

E, МэВ

Материал поглотителя: Cu, ρ=8,9 г/cм³

X, мм

R_max_,см

R_уд, г/cм²

E, МэВ

7.Постройте график зависимости N(X) и, экстраполируя участок наиболее резкого спада N(X), определите максимальный пробег β^- – частиц в металле (R_max).

8.Для каждого поглотителя рассчитайте удельный пробег R=R_max·ρ[г/см²], где ρ – плотность материала поглотителя.

9.По формуле (8) рассчитайте энергию β^- – частиц, испускаемых данным источником и сопоставьте ее с теоретическим значением.

В блоке детектирования имеется высокое (0,4 кВ!) напряжение.

Необходимо соблюдать осторожность!

Контрольные вопросы

1. Естественная и искусственная радиоактивность. Что представляют собой радиоактивные семейства?

2. Радиоактивность. Виды радиоактивности. Закон радиоактивного распада.

3. Каковы разновидности и механизм b-распада?

4. Какова схема протекания b-распада?

5. Как объяснить сплошной энергетический спектр электронов, испускаемых ядрами при b-распаде?

6. Методы регистрации ионизирующих излучений: камера Вильсона, пузырьковая камера, фотоэмульсии, счетчик Гейгера.

7. Объясните причины существования радиоактивного природного фона.

Лабораторная работа 3.17