POLITECHNIKA LUBELSKA w LUBLINIE |
||
LABORATORIUM FIZYKI |
Ćwicz. nr 2.1 |
|
TEMAT: Pochłanianie promieniowania γ |
DATA: 29.10.98
|
|
WYKONAŁ: Gzik Ikar Adam |
GRUPA: ED 3.1 |
OCENA: |
Zestaw do pomiaru współczynnika osłabienia promieniowania γ
O - osłona ołowiana z kolimatorem
Z - źródło promieniowania
P - pręt do zawieszania płytek absorbentu
A - płytki absorbentu
SS - detektor scyntylacyjny
UL - układ zasilający
Wyniki pomiarów uzyskane na laboratorium
L.p. |
grubość absorbentu [cm] |
ilość zliczeń w ciągu 2min +- tło (tło - 15500) |
|
0 |
127542 |
1 |
0.9 |
80785 |
2 |
1.8 |
53676 |
3 |
2,7 |
37773 |
4 |
3,7 |
28750 |
5 |
4,6 |
22576 |
6 |
5,5 |
19582 |
7 |
5,9 |
18622 |
8 |
6,8 |
17164 |
9 |
7,8 |
16016 |
10 |
8,7 |
15784 |
11 |
9,7 |
15329 |
12 |
10,5 |
15164 |
13 |
11,5 |
14992 |
Tabela wyników uzyskanych na laboratorium
Grubość połówkowego osłabienia :
X1/2 odczytane z wykresu wynosi 1,5 cm
L.p. |
grubość absorbentu [cm] |
ln z ilośi zliczeń w ciągu 2min - tło (tło - 15500) |
0 |
0 |
11.62 |
1 |
0.9 |
11.08 |
2 |
1.8 |
10.55 |
3 |
2,7 |
10.01 |
4 |
3,7 |
9.49 |
5 |
4,6 |
8.86 |
6 |
5,5 |
8.31 |
7 |
5,9 |
8.05 |
8 |
6,8 |
7.42 |
9 |
7,8 |
6.25 |
10 |
8,7 |
5.65 |
Tabela wyników uzyskanych z obliczeń
Obliczenia metodą najmniejszych kwadratów
l.p. |
xi [cm] |
Ni |
yi=lnNi |
xi2 [cm2] |
xiyi [cm2] |
wi |
u=|a| [1/cm] |
b=lnN0 |
N0 |
||
1 |
0.9 |
80785 |
11.08 |
0,81 |
10,17 |
1 |
0,2 |
11.2 |
127542 |
||
2 |
1.8 |
53676 |
10.55 |
3,24 |
19,6 |
1 |
|
|
|
||
3 |
2,7 |
37773 |
10.01 |
7,29 |
28,5 |
1 |
|
|
|
||
4 |
3,7 |
28750 |
9.49 |
13,69 |
37,9 |
1 |
|
|
|
||
5 |
4,6 |
22576 |
8.86 |
21,16 |
46,1 |
1 |
|
|
|
||
6 |
5,5 |
19582 |
8.31 |
30,25 |
54,35 |
1 |
|
|
|
||
7 |
5,9 |
18622 |
8.05 |
34,81 |
58 |
1 |
|
|
|
||
8 |
6,8 |
17164 |
7.42 |
46,24 |
66,3 |
1 |
|
|
|
||
9 |
7,8 |
16016 |
6.25 |
60,84 |
75,66 |
1 |
|
|
|
||
10 |
8,7 |
15784 |
5.65 |
75,69 |
84,1 |
1 |
|
|
|
||
|
∑xi=48,4 |
|
∑yi=101,86 |
∑xi2=294 |
∑xiyi=480,7 |
|
Tabela obliczeń na podstawie laboratorium.
D = = 597,44 y'=a*xi+b
a = = -0,2
b = = 11.2
l.p. |
xi [cm] |
b |
u [cm-1] |
y'i |
yi |
∆yi=y'i-yi |
∆y2i |
∆u=∆a [cm-1] |
∆b |
1 |
0.9 |
11.2 |
0,2 |
11,02 |
11.08 |
-0,06 |
0,0036 |
0,296 |
1,61 |
2 |
1.8 |
|
|
10,84 |
10.55 |
0,29 |
0,084 |
|
|
3 |
2,7 |
|
|
10,66 |
10.01 |
0,65 |
0,42 |
|
|
4 |
3,7 |
|
|
10,46 |
9.49 |
0,97 |
0,94 |
|
|
5 |
4,6 |
|
|
10,28 |
8.86 |
1,42 |
2 |
|
|
6 |
5,5 |
|
|
10,1 |
8.31 |
1,79 |
3,2 |
|
|
7 |
5,9 |
|
|
10,02 |
8.05 |
1,97 |
3,88 |
|
|
8 |
6,8 |
|
|
9,84 |
7.42 |
2,42 |
5,85 |
|
|
9 |
7,8 |
|
|
9,64 |
6.25 |
3,39 |
11,49 |
|
|
10 |
8,7 |
|
|
9,46 |
5.65 |
3,81 |
14,5 |
|
|
|
∑∆y2i=42,37 |
|
∆a = = 0,296
∆b = = 1,61
równanie interesującej nas prostej zapiszemy następująco:
y = (a+-∆a)x + (b+-∆b) = ln N = ln N0 - ux
współczynnik osłabienia promieniowania γ przez stal wynosi
u = |a| +-∆a
u = (0,2 +- 0,296) 1/cm
błąd względny wyznaczenia współczynnika osłabienia będzie mieć wartość:
δu = (0,296 1/cm) / (0,2 1/cm) = 1,48 i procentowo δu = 148 %
liczba N0 zliczeń wyniesie więc N0 = 127542 +- 1 127541 < N0 < 127543
Błąd względny wyznaczania N0 będzie następujący:
δN0 = ∆N0/N0 = 1/127542 = 0,0000078 tzn. δN0 =0,00078 %
Wartość połówkowego osłabienia odczytana z wykresu = 1,5
x1/2=
Wnioski:
Na podstawie wyników i z wykresu wynika, że przy przechodzeniu promieniowanie γ przez absorbent (stal) wraz ze wzrostem grubości absorbentu zmniejsza częstość zliczeń impulsów w jednostce czasu (120 s). Współczynnikiem osłabienia nazywamy część strumienia promieniowania, która została usunięta z wiązki pierwotnej po przejściu przez warstwę absorbentu. Z wykresu wynika, że krzywa osłabienia nie jest liną prostą. Na podstawie przeprowadzonych doświadczeń na laboratorium możemy stwierdzić, że stal jest lepszym absorbentem niż aluminium. Jednak z badanych próbek najlepsze własności pochłaniania promieniowania miał ołów. Spowodowane jest to stosunkiem liczby masowej do liczby atomowej.
1
4
UL
SS
Z
P
A
O
Wykres zależności liczby zliczeń od grubości absorbentu (stali)
Krzywa osłabienia w układzie półlogarytmicznym
ln (N)
u = (0,2 +- 0,296) 1/cm
ln N0 = 11,2
N0 = 127542
y = - 0,2+- 0,296 x + 11,2 +- 1,61
x [cm]