- •Практикум з ядерної фізики
- •Закони радіоактивного розпаду
- •Типи радіоактивного розпаду ядер
- •Одиниці величин у дозиметрії
- •Методи реєстрації радіоактивного випромінювання
- •Іонізаційні методи
- •Фотографічний метод
- •Люмінесцентні методи
- •Вивчення роботи газорозрядного лічильника Газорозрядні лічильники
- •Зняття лічильної характеристики самогасного лічильника
- •Порядок виконання роботи
- •Вивчення роботи сцинтиляційного лічильника гамма-випрoмінювання
- •Прилади й устаткування
- •Порядок виконання роботи
- •Взаємодія випромінювання з речовиною
- •Фотоефект
- •Ефект Комптона
- •Ефект утворення пар
- •Порядок виконання роботи
- •Визначення мертвого часу газорозрядного лічильника
- •Порядок виконання роботи
- •Визначення ефективності газорозрядного лічильника під час реєстрації -квантів
- •Порядок виконання роботи
- •Визначення активності -джерела
- •Порядок виконання роботи
- •Визначення активності -джерела абсолютним методом
- •Порядок виконання роботи
- •Визначення верхньої межі -спектра
- •Особливості -спектра
- •Взаємодія -частинок з речовиною
- •Визначення верхньої межі -спектра за методом поглинання
- •Порядок виконання роботи
- •Вивчення роботи сцинтиляційного гамма-спектрометра
- •Порядок виконання роботи
- •Визначення потужності дози іонізуючого випромінювання
- •Порядок виконання роботи
- •Визначення енергiї -чаcтинки за її пробiгОм
- •Iонiзацiйне гальмування
- •Методи визначення енергiї альфа-чаcтинок
- •Порядок виконання роботи
- •Вивчення роботи дозиметричних та радіометричних приладів
- •Прилади й устаткування
- •Порядок виконання роботи
- •Вивчення кутового розподілу інтенсивності космічного випромінювання
- •Прилади й устаткування
- •Порядок виконання роботи
- •Список літератури
- •Схеми розпаду ядер радіоактивних ізотопів, що використовуються у практикумі з ядерної фізики
- •Практикум з ядерної фізики
Порядок виконання роботи
Встановити величини, що визначають геометрію експерименту r, h, а також тапов.
Підготувати установку до вимірювань. Увімкнути установку за допомогою вимикача «СЕТЬ», дати прогрітися 5 хв.
Натиснути кнопку «УСТАНОВКА». На індикаторі повинен з'явитися напис «SET». Виставити бажаний час вимірювання кнопками «+» та «–». Повторним натисненням кнопки «УСТАНОВКА» вимкнути режим встановлення часу вимірювань.
Для початку вимірювань натиснути кнопку «ПУСК» і дочекатися закінчення рахунку імпульсів. Для повторного вимірювання з метою «обнулення» результатів попередньо натиснути кнопку «СБРОС».
Провести вимірювання рівня фонового випромінювання.
Встановити препарат на певну відстань, та провести серію вимірювань кількості частинок, що потрапляють в лічильник.
Враховуючи мертвий час лічильника за формулою (4.1.), визначити швидкість лічби фону nф та джерела nd.
Визначити активність джерела за формулою: A = (nd – nф)/k.
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 8
Визначення верхньої межі -спектра
У цій роботі визначають верхню межу спектра -частинок, що випромінюються під час радіоактивного розпаду, через дослідження залежності інтенсивності пучка цих частинок від товщини поглинача.
Особливості -спектра
Перед
виконанням роботи студенти повторюють
теоретичний матеріал, що стосується
-розпаду
та взаємодії -частинок
з речовиною. На відміну від a-частинок,
енергетичний спектр яких дискретний
(див. вступну частину), спектр енергій
b-частинок
(електронів чи позитронів) є неперервним
і займає діапазон енергій від 0 до
Emax
(рис. 8.1). Це пояснюється тим, що в
процесі b-розпаду
з ядра вилітають дві частинки (
або
),
між якими й розподіляється енергія. У
кожному одиничному акті розпаду цей
розподіл випадковий. При великій
кількості розпадів однакових ядер
відбувається статистичне усереднення
розподілу енергій. Тому спектр -електронів
має вигляд, зображений на рис. 8.1.
Рис. 8.1. Схематичний вигляд типового енергетичного спектру електронів
b-розпаду (b-спектр)
Величину верхньої межі -спектра Emax можна знайти з закону збереження енергії під час акту розпаду за умови, що енергія нейтрино (антинейтрино) прямує до нуля:
,
(8.1)
де Mi
і Mf
–
маси материнського та дочірнього ядер,
відповідно, m
–
маса -частинки.
Зокрема, -розпад
неможливий, якщо
.
Форма -спектра
описується виразом
,
(8.2)
де N0
–
повне число -частинок
під час розпаду, dN
–
кількість частинок, що мають енергії в
інтервалі від E
до E+dE,
D
–
коефіцієнт, що залежить від структури
ядра,
–
функція, яка враховує кулонівські
ефекти. b-спектри,
що описуються виразом (8.2), називаються
дозволеними.
Вони найчастіше трапляються і характерні
для ядер, у яких під час розпаду не
змінюється конфігурація нуклонів. Якщо
ж b-спектр
не описується (8.2), його називають
забороненим.
Відхилення спектра від дозволеного
свідчить про вплив структури ядра на
b-розпад.
Якщо забороненим (набагато менше
імовірним) є -розпад
в основний стан дочірнього ядра, з
високою ймовірністю може відбутися
дозволений перехід в один зі збуджених
станів цього ядра. Часто -розпад
одночасно проходить на основний та
кілька збуджених рівнів ядра продукту.
Тоді -спектр
є сумою парціальних спектрів з верхніми
межами Emax,i.
