Cel ćwiczenia

Wyznaczenie współczynników absorpcji elektronów w różnych materiałach, poprzez pomiar ilości β-elektronów przechodzących przez próbkę, w zależności od grubości próbki.

Obliczenie masowego współczynnika pochłaniania.

Pomiary

Pomiar promieniowania tła n_T:

nT	tT	NT
Liczba zliczeń	min	Liczba zliczeń/ min
93	5	18.6

Pomiary ilości elektronów n₀ źródła bez absorbentu:

nr pomiaru	n0	t	N
jednostka:	liczba zliczeń	min	l. zliczeń/min
1.	2247	1	2247
2.	2146	1	2146
3.	2246	1	2246
4.	2297	1	2297
5.	2259	1	2259
6.	2137	1	2137
Średnia:	13332	6	2222

Średnia liczba zliczeń N = 2222 ∆N = 27

	absorbent:	brak
			jednostka:
x	mm	0
n	liczba zliczeń	n0 = 2222
t	min	1
N	l. zliczeń/min	2222
N-NT	l. zliczeń/min	2203,4
ln(N-NT)		7.70

1. Absorbent - tektura

	absorbent:	tektura
		jednostka:	pomiar 1.	2.	3.	4.	5.	6.
x	mm	0	1	2	3	4	5
n	liczba zliczeń	n0 = 2222	1598	1161	800	588	445
t	min	1	1	1	1	1	1
N	l. zliczeń/min	2222	1598	1161	800	588	445
N-NT	l. zliczeń/min	2203,4	1579,4	1161	781,4	569,4	426,4
ln(N-NT)		7.70	7,36	7,04	6,66	6,34	6,05

korelacja = 0.99942 │a│ = µ = 0,334 ∆µ = 0,006

2. Absorbent - szkło organiczne

	absorbent:	szkło organiczne
		jednostka:	pomiar 1.	2.	3.	4.	5.	6.
x	mm	0	1	2	3	4	5
n	liczba zliczeń	n0 = 2222	1205	639	271	142	63
t	min	1	1	1	1	1	1
N	l. zliczeń/min	2222	1205	639	271	142	63
N-NT	l. zliczeń/min	2203,4	1186,4	620,4	252,4	123,4	44,4
ln(N-NT)		7.7	7,08	6,43	5,53	4,82	3,79

korelacja = 0.99644 │a│ = µ = 0,778 ∆µ = 0,033

3. Absorbent - bakelit

	absorbent:	bakelit
		jednostka:	pomiar 1.	2.	3.	4.	5.	6.
x	mm	0	1	2	3	4	5
n	liczba zliczeń	n0 = 2222	996	431	148	61	34
t	min	1	1	1	1	1	1
N	l. zliczeń/min	2222	996	431	148	61	34
N-NT	l. zliczeń/min	2203,4	977,4	412,4	129,4	42,4	15,4
ln(N-NT)		7,7	6,88	6,02	4,86	3,75	2,73

korelacja = 0.99804 │a│ = µ = 1.0114 ∆µ = 0.0317

4. Absorbent - aluminium

	absorbent:	aluminium
		jednostka:	pomiar 1.	2.	3.	4.	5.	6.
x	mm	0	0,25	0,5	0,75	1	1,25
n	liczba zliczeń	n0 = 2222	1294	913	580	397	236
t	min	1	1	1	1	1	1
N	l. zliczeń/min	2222	1294	913	580	397	236
N-NT	l. zliczeń/min	2203,4	1275,6	894,4	561,4	378,4	217,4
ln(N-NT)		7,70	7,15	6,80	6,33	5,94	5,38
	absorbent:	aluminium
		jednostka:	pomiar 7.	8.	9.	10.	11.	12.
x	mm	1,5	1,75	2	2,25	2,5	2,75
n	liczba zliczeń	138	104	63	41	34	33
t	min	1	1	1	1	1	1
N	l. zliczeń/min	138	104	63	41	34	33
N-NT	l. zliczeń/min	119,4	85,4	44,4	22,4	15,4	14,4
ln(N-NT)		4,78	4,45	3,79	3,11	2,73	2,67
	absorbent:	aluminium
		jednostka:	pomiar 13.	14.	15.
x	mm	3	4	5
n	liczba zliczeń	24	20	16
t	min	1	1	1
N	l. zliczeń/min	24	20	16
N-NT	l. zliczeń/min	5,4	zbyt zbliżone do promieniowania tła
ln(N-NT)		1,69

korelacja = 0.99706 │a│ = µ = 1.97 ∆µ = 0.05

5. Absorbent - żelazo

	absorbent:	żelazo
		jednostka:	pomiar 1.	2.	3.	4.	5.	6.
x	mm	0	1	2	3	4	5
n	liczba zliczeń	n0 = 2222	21	18	20	15	23
t	min	1	1	1	1	1	1
N	l. zliczeń/min	2222	21	18	20	15	23
N-NT	l. zliczeń/min	2203,4	zbyt zbliżone do promieniowania tła
ln(N-NT)		7,70

6. Absorbent - ołów

	absorbent:	ołów
		jednostka:	pomiar 1.	2.	3.	4.
x	mm	0	1	2	3
n	liczba zliczeń	n0 = 2222	19	19	14
t	min	1	1	1	1
N	l. zliczeń/min	2222	19	19	14
N-NT	l. zliczeń/min	2203,4	zbyt zbliżone do promieniowania tła
ln(N-NT)		7,70

Masowy współczynnik absorpcji µ * [µ(ρ)]

	ρ [g/cm^3]	µ
tektura	0,91	0.334
szkło organiczne	1,18	0.778
bakelit	1,39	1.0114
aluminium	2,70	1.969

korelacja = 0.98514 │a│ = µ* = 0,856 ∆µ* = 0,105

Wnioski:

• Przenikalność promieniowania β zależy od rodzaju (gęstości) materiału pochłaniającego promieniowanie.

• Im współczynnik absorpcji dla danego materiału jest mniejszy, tym większa liczba elektronów przenika przez próbkę.

• Wraz ze zwiększeniem ilości płytek (grubości) absorbentu absorpcja zwiesza się, przez próbkę przenika coraz mniejsza liczba elektronów.

• Promieniowanie β może być skutecznie zatrzymane osłoną z żelaza lub ołowiu. Już płytki tych materiałów grubości 1 mm są w stanie zatrzymać promieniowanie. Płytka aluminiowa o grubości ok. 3 mm absorbuje całe promieniowanie podczas gdy 5 milimetrowe próbki tektury, szkła organicznego czy bakelitu są w stanie zatrzymać zaledwie połowę promieniowania źródła.

• Na wyniki doświadczenia największy wpływ ma promieniowanie tła, którego nie można do końca wykluczyć (poza przypadkiem całkowitego odizolowania aparatury np. osłoną z ołowiu). Niedokładności w obliczeniach powodują również jednorazowe pomiary. Kilkakrotne pomiary w stałych warunkach dają bardziej wiarygodne rezultaty i mniejszy błąd przybliżenia.

6

---