Zespół	Imię i nazwisko	Fizyka Techniczna i Modelowanie Komputerowe Gr. 2A, semestr 00/01
5	Krzysztof Klima
Nr ćw.	Temat ćwiczenia	Data	Ocena	Podpis
30	Pomiar współczynnika absorpcji promieniowania β.	24 XI 2000

1. Wprowadzenie

Zasięg promieniowania jądrowego zależy od jego rodzaju, od niesionej przez nie energii, gęstości materii, którą przenika oraz jej składu chemicznego. Najmniejszy zasięg ma promieniowanie α (w powietrzu jest to zaledwie kilka centymetrów). Znacznie większy zasięg ma promieniowanie β, na przykład w metalu jest to kilka milimetrów, a w powietrzu kilka metrów. Największy zasięg ma promieniowanie γ.

Niektóre pierwiastki o dużej liczbie porządkowej (atomowej) są substancjami radioaktywnymi, czyli samorzutnie emitują promieniowanie jądrowe. Możliwe są trzy rodzaje promieniowania jądrowego: α, β, γ. Promieniowanie jądrowe oddziałując z materią wywołuje pewne skutki fizyczne i chemiczne. Między innymi powoduje jonizację materii, zwiększa przewodnictwo elektryczne, pobudza niektóre substancje do świecenia (fluorescencja), prześwietla kliszę fotograficzną.

Promieniowaniem β nazywamy strumień elektronów o ładunku dodatnim (pozytony) lub ujemnym (negatony), w zależności od typu przemiany towarzyszącej rozpadowi promieniotwórczemu. Istnieją dwa rozpady β: β ^- oraz β ⁺. W rozpadzie β ^- następuje przekształcenie neutronu w proton oraz emisja elektronu
i antyneutrina elektronowego
Schematycznie możemy tez rozpad zapisać następująco:

W rozpadzie β ⁺ następuje przekształcenie protonu w neutron oraz emisja pozytonu
i neutrina elektronowego
. Schemat rozpadu jest następujący:

Rozpad promieniotwórczy jest zjawiskiem przypadkowym. Prawdopodobienstwo rozpadu wszytskich jąder tego samego poerwiastka jest stałe. Zatem liczba jąder ulegających rozpadowi w czsie dt jest proporcjonalna do liczby wszystkich jąder oraz do czasu rozpadu dt, czyli zachodzi:

gdzie: - dN oznacza liczbę jąder, które uległy rozpadowi w czasie dt, a znak “-“ zwraca uwagę na to, że zmniejsza się liczbę jąder, które nie uległy rozpadowi. Współczynnik proporcjonalności λ nazywa się stałą rozpadu promieniotwórczego i charakteryzuje pierwiastek promieniotwórczy.

Odwrotność stałej rozpadu nazwa się średnim czasem życia:

Prawo rozpadu promieniotwórczego:

Równoległa wiązka promieniowania β o natężeniu I po przejściu warstwy absorbenta o grubości dx ulega osłabieniu o: - dI, które jest proporcjonalne do natężenia promieniowania padającego oraz grubości absorbenta:

gdzie μ nazywa się współczynnikiem absorpcji

Prawo absorpcji:

2. Wykonanie ćwiczenia

Zadanie 1

nt=1476 dla 400 [s] nt=738 dla 200 [s]
Lp.	xi [mm]	ni dla 200[s]	Ni=ni-nt	Sn	lnNi
1	0,08	6384	5646	75	8,64
2	0,17	3769	3031	55	8,02
3	0,26	2762	2024	45	7,61
4	0,33	2134	1396	37	7,24
5	0,40	1643	905	30	6,81
6	0,47	1410	672	26	6,51
7	0,54	1333	595	24	6,39
8	0,60	1171	433	21	6,07
9	0,67	979	241	16	5,48
10	0,76	919	181	13	5,20
11	0,85	839	101	10	4,62
12	0,91	784	46	7	3,83

Oraz metoda regresji liniowej obliczamy wzór na prostą
.

Odchylenia standardowe S_a i S_b dane są wzorami:

Współczynnik absorpcji wynosi:

Masowy współczynnik absorpcji wynosi:

Maksymalny zasięg R_max:

Maksymalna energia E_max:

Wykres zależności N_i=n_i-n_t od grubości absorbenta x_i.

Wykres zależności lnN_i od grubości absorbenta x_i.

- 1 -

- 5 -

- 6 -

N_i

lnN_i

x_i [mm]

x_i [mm]

---