Joomla Software solutions Template

Payday loan

УПРАЖНЕНИЕ 15. ОПРЕДЕЛЯНЕ МАКСИМАЛНАТА ЕНЕРГИЯ НА БЕТА-СПЕКТЪРА ПО СЛОЯ НА ПОЛУОТСЛАБВАНЕ

Цел на упражнението е изучаване взаимодействието на  -лъчи с веществото в т. нар. геометрия на преминаване и прилагането на един прост и елегантен метод за определяне на основния параметър в -спектъра – неговата максимална енергия.

Теоретични бележки

Максималната енергия на -спектъра е характерна за всеки -радиоактивен нуклид, тъй като тя представлява разликата в атомните маси на матерното и дъщерното ядро. Тя може да бъде опитно определена, като се намери дебелината на слоя на полуотслабване (вж. изрази (ІІІ.26) и (ІІІ.27) от Допълнение 2).

Експерименталното определяне на слоя на полуотслабване се извършва по следния начин. Измерва се интензитетът на сноп -лъчи в зависимост от дебелината на няколко алуминиеви поглътителя. Построява се зависимостта на отслабване на интензитета от дебелината на поглътителите в полулогаритмичен мащаб и от графиката се определя ъгловият коефициент на получената права. Този ъглов коефициент е равен на коефициента на отслабване . Слоят на полуотслабване се определя от израза

d_1/2 = ln2/ .

За определяне на максималната енергия се използват емпиричните изрази

d_1/2 = 55E_M^1,66 за енергетичния интервал  0,15  Е  0,7 MeV,

(ІІ.40)               d_1/2 = 53E_M^1,47 за 0,7  Е  2,5 MeV

или графиката на фиг. ІІ.17.

Радиоактивният източник може да съдържа два или повече -радиоактивни нуклида, матерното ядро да претърпява два последователни -разпадания или даже да има няколко групи -лъчи. В тези случаи максималните енергии на отделните групи -частици и техните относителни интензитети могат да бъдат намерени чрез анализ на кривата на отслабване. Процедурата за анализ на две последователни -разпадания със съществено различаващи се максимални енергии на -спектрите е следната. Построява се кривата на отслабване в полулогаритмичен мащаб  крива АВС на фиг. ІІ.18. Отсечката ВС е част от права, която представя отслабването на интензитета на най-твърдата компонента. Екстраполираме ВС до нейното пресичане с ординатната ос и определяме ъгловия коефициент на правата DBC, а оттам  слоя на полуотслабване и максималната енергия на най-твърдата компонента в -спектъра. След това определяме относителния интензитет на тази компонента  при нулева дебелина на поглътителя (точка D) чрез антилогаритмуване. От логаритъма на пълния интензитет при същата дебелина (точка А) определяме пълния интензитет . Нанасяме логаритъма от разликата върху ординатната ос  точка Е. Разделяме участъка DB на 56 равни части. Намираме последователно интензитетите на твърдата компонента и пълния интензитет за съответната дебелина на поглътителя по техните логаритми и нанасяме логъритъм от разликата   , получена за стойност на абсцисата d_i. Съединяваме получените точки с плавна линия. Ако се получи права, разлагането на кривата е завършено. Ако не, процедурата се повтаря до пълното разлагане на кривата. От получените прави определяме слоевете на полуотслабване и максималните енергии за отделните компоненти, а от точките на пресичането им с ординатната ос  техните относителни интензитети.

Опитна постановка

Използва се опитната постановка, показана на фиг. ІІ.19. -лъчите се регистрират с помощта на камбановиден брояч с тънко входно прозорче. Между брояча и радиоактивния източник се поставят последователно алуминиеви пластинки с различни дебелини и се измерва скоростта на броене. За да се намалят ефектите, свързани с разсейването на -лъчите от поглътителя, пред прозорчето на брояча се поставя месингова диафрагма, отделяща достатъчно тесен сноп -лъчи.

Изпълнение на упражнението

1. Между източника и брояча се поставя достатъчно дебел поглътител и се измерва фонът за 10 минути (този фон може да се дължи на съпровождащо -лъчение).

2. Измерва се скоростта на броене без поглътители с точност 1%.

3. Между източника и брояча се поставят последователно алуминиеви пластинки с нарастваща дебелина и се измерва съответната скорост на броене със същата статистическа точност. Правят се корекции за фон.

4. Построява се кривата на отслабване в полулогаритмичен мащаб и се извършва разлагане на различни прави, ако получената графика не представя линейна зависимост.

5. Определят се коефициентите на отслабване за отделните компоненти на -лъчението.

6. Пресмятат се съотвените слоеве на полуотслабване. С помощта на  фиг. ІІ.17 се определят максималните енергии.