POLITECHNIKA ŚLĄSKA

W KATOWICACH

WYDZIAŁ IMiM

Kierunek: ZIP

Rok akademicki 2009/10

Ćwiczenie nr12:

Wyznaczanie maksymalnej energii i zasięgu promieniowania beta w ciałach stałych.

Grupa ZIP21

Sekcja 10

Bartczak Tomasz

Straszak Bartosz

Katowice 2009

1. Przebieg ćwiczenia :

• Wyznaczenie natężenia promieniowania tła poprzez pomiar liczby zliczeń licznika bez preparatu promieniotwórczego

• Umieszczenie preparatu promieniotwórczego

• Umieszczanie absorbentów i dokonywanie liczby zliczeń w ciągu jednej minuty

2. Opracowanie wyników :

Tablica z pomiarów ;

Sposób		Czas [min]	Liczba zliczeń [imp/min]
Natężenie tła		5	76
Sam preparat promieniotwórczy		1	290
Umieszczanie absorbentów (folii aluminiowych )
1	0,4 mm	1	116
2	0,79 mm	1	77
3	1,56mm	1	37
4	1,95mm	1	33
5	3,24mm	1	17
6	3,62mm	1	14

Obliczenie dla promieniowania tła liczby zliczeń It licznika G-M w jednostce czasu [imp/min]:

Liczbę zliczeń licznika można opisać jako:

I_t =
[imp/min]

It =76 [imp] / 5 [min]

It = 15,2 [imp/min]

Dokładność pomiaru określamy z warunku:

0,11 >0,05

Warunek dokładności pomiaru nie jest spełniony

Gęstość aluminium wynosi 2720 mg/cm³

Czas zliczania impulsów [min]	Ilość zastosowanych absorbentów	Grubość stosowanego absorbenta [cm]	Masa absorbenta na jednostkę jego powierzchni px [mg/cm^2]
1	1	0,04	108,8
1	2	0,079	214,88
1	3	0,156	424,32
1	4	0,195	530,4
1	5	0,324	881,28
1	6	0,362	984,64

Obliczenie liczby zliczeń Ii licznika G-M w jednostce czasu [imp/min].

Czas zliczania impulsów [min]	Liczbę zliczeń licznika w trakcie pomiaru [imp]	Liczba zliczeń licznika Ii [imp/min]	Ln (Li)
5	76	15,2	2,72
1	290	290	5,67
1	116	116	4,75
1	77	77	4,34
1	37	37	3,61
1	33	33	3,50
1	17	17	2,83
1	14	14	2,64

Wykres zależności ln liczby zliczeń w jednostce czasu Ii od masy absorbenta na jednostkę jego powierzchni px - wykres 1

Metodą najmniejszych kwadratów aproksymujemy wykres zależności lnI_i od
x:

ā =
- 0,0024 [cm² /mg]

b =
4,86[-]

S_a =

0,00029

S_b =

0,146

a= -0,00244±0,00029[cm² /mg]

b= 4,86 ±0,15 [-]

Prosta aproksymująca lnI_i od
x ma postać:

y = āx + b

lnN_i = -0,00244
x + 4,86

Porównujemy równanie prostej z równaniem:

lnN = a * px + b , gdzie

a więc

Na tej podstawie wyznaczamy liniowy współczynnik pochłaniania:

μ = -(-0,0024) [cm²/mg] ⋅ 2720 [mg/cm³ ]

μ = 6,53 [1 / cm]

Δμ = S_a ⋅ p = 0,029 ⋅ 10^-2 ⋅ 2720 = 0,79

μ = 6,53 ± 0,79[1 / cm]

Odczytanie wartości Xmax - maksymalny zasięg badanego promieniowania B w badanym materiale.

Maksymalny zasięg x_max promieniowania  w aluminium jest to odciętą punktu przecięcia się prostej aproksymującej ln I_i = a px + b z prosta określającą poziom szybkości zliczeń I_t promieniowania tła.

ln I_i = a px + b

-0,00244
x + 4,86

ln I_t =

y = -0,00244x + 4,86

y =2,72

x=

Wyliczona wartość wynosi: x_max = 877,05 [mg/cm²].

Xmax =877,05 [mg/cm²]

(to samo zaznaczono na wykresie)

Wykres zależności zasięgu maksymalnego Xmax promieniowania B od jego energii maksymalnej Emax ( z tabeli 45.1)

Odczytanie maksymalnej energii Emax promieniowania B stosowanego preparatu promieniotwórczego na podstawie wartości Xmax (wykres 2)

E_max >1000 [keV] - X_max na tyle duże, że nie da się odczytać z danych w tabeli potrzebnych do narysowania wykresu

Wnioski :

• Jak wynika z pomiaru liczby zliczeń impulsów licznika G-M można stwierdzić, że im grubszy absorbent, tym mniej zliczonych impulsów w jednostce czasu

• Liniowy współczynnik pochłaniania zależny jest od gęstości stosowanego absorbenta (aluminium ).