Методика измерений и расчетов
Ознакомиться с данными лабораторной установки (техническое описание и паспорт). Убедиться в надежности соединения блоков установки.
В электронном блоке имеются следующие кнопки управления:
«Сеть» (на задней панели прибора) включает питание счетчиков 220 В.
«Пуск» включает таймер и отсчет измеряемых импульсов.
«Стоп» одновременная их остановка.
«Сброс» обнуляет их показания.
«Время» устанавливает необходимое время измерения.
На табло измерительного блока индикатор «Кол. частиц» показывает число зарегистрированных частиц, а индикатор «сек» показывает время измерения.
Включить кнопку «Cеть», при этом должны высветиться индикаторы (Рис. 1). Дать установке прогреться 5 мин.
Нажать кнопку «Сброс», при этом на всех разрядах индикаторов «TIME» и «IMP.» должны высветиться нули (рис. 11).
Рис. 11. Передняя панель измерительного устройства
Убрать шторку, закрывающую окно детектора. Нажать кнопку УСТАНОВКА, на индикаторе должно появиться надпись SET. Кнопками «+» и «–» установить время измерения 300 с.
Выставить минимальное расстояние между α-источником и детектором (4 мм) и нажать кнопку «Пуск». После остановки таймера снять показания с индикатора блока пересчета (число импульсов счетчика N). Обнулить индикаторы, нажав кнопку «Сброс». Повторить измерения еще 2 раза.
Увеличить расстояние между α-источником и детектором и повторить п. 5 по два раза для каждого из еще 4-х расстояний (0 мм, 5 мм, 10 мм, 20 мм, 40 мм).
Выключить установку, нажав кнопку «Сеть».
Найти среднее значение числа импульсов N для каждого из 5-ти расстояний. Рассчитать поправку на телесный угол в соответствии с табл. 1 и поделить каждое среднее число импульсов на данную поправку.
Построить по средним значениям график зависимости числа импульсов от расстояния N(x) по примеру рис. 8.
Примечание 1. В реальности всегда будет присутствовать разброс экспериментальных точек при построении графиков. Кривая проводится так, чтобы большинство точек лежало на кривой, а разброс не укладывающихся на кривую точек был одинаковым по обе стороны от проводимой кривой.
На основе построенного вами графика зависимости N(x) в п.10 построить зависимость
по примеру рис. 8 в соответствии с
примечанием 1.Найти пробег альфа-частиц Rср и оценить энергию альфа-частиц Eα по ф. (1) и по номограмме, рис. 9.
Контрольные вопросы и задания
1. Общая классификация элементарных частиц.
2. Атом. Ядро. Понятие «элемент», «нуклид». Свойства ядерных сил. Изотопы, изотоны, изобары. Зеркальные ядра.
3. Дефект массы и энергия связи. Зависимость удельной энергии связи от массового числа.
4. Модели ядра (капельная, оболочечная, др.). Свойства ядерных сил. Эффект парности. Энергетический спектр ядер. Изомеры.
5. Радиоактивность и ее виды. Активность изотопов. Закон радиоактивного распада. Радиоактивное равновесие. Единицы измерения радиоактвности.
6. Альфа-распад и его характерные особенности. Почему спектр α-частиц дискретный?
7. Как α-частицы взаимодействуют с веществом? Что называется длиной пробега α-частицы? Как оценить энергию α-частицы?
8. Закон Гейгера–Неттола.
9. Каковы механизмы потерь энергии при движении альфа-частиц в веществе?
10. Кластерная радиоактивность.
11. Что называется радиоактивным семейством? Какие семейства различают в ядерной физике?
12. Поглощенная, эквивалентная и экспозиционная дозы излучения и их единицы измерения. Воздействие ионизирующего излучения на организм.
13. Что называется альфа-спектрометрией и каково ее применение?
14. Решение задачи, заданной преподавателем.