W5, Politechnika Łódzka, I semestr, Fizyka, Laboratorium, W5a

1.    Cel ćwiczenia:

W doświadczeniu wyznaczymy współczynniki pochłaniania elektronów w różnych materiałach, poprzez zbadanie ilości elektronów przechodzących przez próbkę, w zależności od jej grubości. Następnie obliczymy masowy współczynnik pochłaniania.

2.    Wstęp teoretyczny:

Elektrony, ze względu na swoją mała masę i fakt posiadania ładunku elektrycznego, łatwo oddziałują z materią. Przechodząc przez próbkę substancji są pochłaniane i rozpraszane na kilka sposobów:

ü      sprężyste zderzenia z elektronami związanymi z atomem,

ü      niesprężyste zderzenia z elektronem walencyjnym,

ü      sprężyste zderzenie z jądrem atomowy,

ü      hamowanie w polu elektrycznym atomu.

Źródłem strumienie elektronów mogą być procesy naturalne, jak na przykład:

ü      rozpad jądrowy β,

ü      promieniowanie kosmiczne.

Cząstki mają taką samą masę jak elektron, ale ładunek dodatni. W związku z tym rozpad β można podzielić na:

ü      rozpad β-,

ü      rozpad β+,

ü      wychwyty elektronu.

3.    Układ pomiarowy:

Zasadniczym składnikiem aparatury pomiarowej jest źródło promieniotwórczego. Do zliczania ilości elektronów służy licznik Geigera-Mullera połączony ekranowanym kablem z rurką pomiarową. Pomiędzy źródłem promieniowania a rurką pomiarową licznika umieszcza się płytki badanej substancji. Do ich mocowania służy specjalna śruba. Licznik Geigera-Mullera wyposażony jest w nastawę czasową umożliwiającą zliczanie impulsów w zadanym czasie. Licznik można także włączyć na dowolny okres, posługując się przyciskiem START/STOP. Zerowanie licznika można przeprowadzić wciskając przycisk RESET. 

4.    Pomiary:

Pomiar poziomu promieniowania tła nT

nT [liczba zliczeń]

tT [min]

NT [liczba zliczeń / min]

14

1

14

23

1

23

20

1

20

16

1

16

16

1

16

13

1

13

Tabela 1.

Pomiar promieniowania źródła bez absorbentu n0

n0 [liczba zliczeń]

tT [ min]

N0 [liczba zliczeń / min]

6015

1

6015

6096

1

6096

5944

1

5944

6152

1

6152

5965

1

5965

6075

1

6075

Tabela 2.

Średni poziom promieniowania tła NT = 17 [liczba zliczeń / min]

Średni poziom promieniowania źródła N0 = 6041 [liczba zliczeń / min]

Średni poziom promieniowania źródła z uwzględnieniem promieniowania otoczenia
N = N0 – NT = 6041 – 17 = 6024 [liczba zliczeń / min]

Pomiary pochłaniania promieniowania dla różnych grubości badanego w danym momencie absorbentu.

Aluminium

Grubość płytki [mm]

Aluminium

Nr pomiaru

Liczba zliczeń

Średnia n

0,2

1

3340

3302

2

3313

3

3252

0,8

1

1603

1577

2

1613

3

1515

1

1

721

709

2

698

3

707

1,6

1

300

298

2

289

3