3. Принцип метода измерений радиоактивных излучений и рабочая формула

Метод регистрации и определения параметров радиоактивных излучений с помощью газоразрядных счётчиков основан на том, что попадающее в счётчик излучение (в нашем случае электроны) ионизирует газ в счётчике и вызывает электрический разряд. Количество таких разрядов (импульсов) тока за 1 секунду пропорционально числу частиц вылетающих за 1 секунду из препарата, т.е. активности препарата . Определив активность препарата A (см. раздел «Порядок выполнения работы»), по формуле (7) находят период полураспада.

4. Измеряемый объект

Измеряемым объектом является природный препарат KCl, содержащий изотоп .

Непосредственная задача работы – определение периода полураспада изотопа калия.

5. Экспериментальная установка в статике и динамике

Блок-схема установки показана на рис. 1. Установка состоит из счётчика 1, усилителя 2 и пересчётного устройства 3. Счётчик 1 представляет собой проводящий цилиндр (катод) с натянутой вдоль оси тонкой металлической нитью. Внутренняя полость счётчика герметизирована и обычно заполнена инертным газом (аргоном или неоном) с небольшой примесью паров многоатомных органических веществ. Между анодом и катодом прикладывается разность потенциалов порядка 400-1200 В. Возникающие в счётчике 1 ионы или вторичные электроны вследствие лавинного разряда образуют импульс тока, который после усиления (усилитель 2) поступает на пересчётное устройство 3.

Рис. 1

ВСВ – высоковольтный источник питания счетчика.

Средняя частота следования импульсов I пропорциональна плотности изучения J, поступающего на счётчик. Такая зависимость I = kJ позволяет использовать счётчик в качестве детектора радиоактивного излучения.

Определение числа активных ядер

Обозначим через m – массу препарата, – масса одного моля КCl,

N_A – число Авогадро. Тогда число молекул КCl (а следовательно, и число атомов калия) будет равно:

. (8)

Из этого числа атомов 0,019 % составляют атомы радиоактивного изотопа , причем 89 % от числа последних испытывают распад с испусканием электронов, которые регистрирует лабораторный прибор.

Таким образом, число ядер определяется для данного препарата формулой

N = 0,89^.1,9^.10^-4 . (9)

Определение активности препарата

Расчетная формула для определения активности толстых препаратов имеет вид:

А = С(n – n_Ф), (10)

где С – постоянная для данного опыта величина, которая определяется поправочными коэффициентами на отражение от подложки, на поглощение и рассеяние -частиц в препарате; n – скорость счета при наличии препарата; n_Ф – скорость счета без препарата (фон).

Подставив полученные значения N и А в формулу (7), находим период полураспада (значение С-1000).

Схема лабораторной установки для измерения А – на рабочем столе.