Схема установки, используемой в данной работе, показана на рис. 2. Источник радиоактивного излучения (1), находящийся в контейнере (2), излучает параллельный пучок γ-квантов. Узкий пучок γ-квантов проходит через набор поглотителей (3) и регистрируется сцинтилляционным счётчиком, входящим в блок детектирования (5). Сигналы от счётчика усиливаются фотоэлектронным умножителем (ФЭУ) и регистрируются пересчётным прибором (7). Высоковольтный блок (4) обеспечивает питание сцинтилляционного счётчика. Блок детектирования помещён в свинцовый корпус базового блока (6).
Для определения линейных коэффициентов поглощения необходимо первоначально определить радиоактивный фон Nф, обусловленный космическим излучением и шумом ФЭУ. После этого измеряется число γ-квантов N0, регистрируемых детектором при наличии источника излучения и их число N, прошедших через поглотитель. Для получения истинных значений этих чисел необходимо от измеренных величин вычесть значение фона. С учётом этого формула (4) будет иметь в
N-Nф=(N0–Nф)e-μl (5)
Логарифмируя это выражение, получим
ln(N–Nф)=ln(N0–Nф)-μl (6)
График этой зависимости представлен на рис.3 и легко может быть проверен экспериментально. Взяв на этом графике две любые точки, в соответствии с уравнением (6), получим выражение для определения коэффициента поглощения
μ= 
(7)
Средняя энергия γ-квантов, испускаемых источником, определяется по графику зависимости коэффициентов поглощения μ от энергии γ-квантов для исследуемого материала (рис.1).
Порядок выполнения работы
- Включить блок питания и установить:
- тумблер «контроль» в левое положение, соответствующее измерению внешнего напряжения;
- тумблер «управление» в положение «внутрь»;
- выходное напряжение 1,5 кВ;
- Подготовить счетный прибор к работе. С этой целью
- установить чувствительность прибора переключателем «ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ» в положение 0,5 В;
- переключателем 
установить рабочую полярность сигнала в положение 
.
- переключателем «N-T» установить режим «N», обеспечивающий счет импульсов;
- переключателем «УСТ. ЭКСП.» установить экспозицию 100 с.
Для проведения измерений нажать кнопку «ПУСК».
- Закрыть контейнер свинцовой пробкой (1) и измерить фоновое число импульсов Nф.
- Заменить свинцовую пробку номер (1) на пробку (2), в которой находится источник гамма-квантов. Измерить число гамма-квантов N0, регистрируемым прибором за данное время экспозиции в отсутствие поглотителя. Результаты измерений занесите в табл.1.
Табл.1
| Номер опыта | Nф | N0 | N0 – Nф |
| Средние значения | Nф,ср = | N0 ср. = | (N0 – Nф)ср= |
- По указанию преподавателя выбрать из имеющегося набора (Al, Cu, Fe, Pb) два поглотителя для исследований. Измерить число гамма-квантов N при различных толщинах образцов для каждого поглотителя. Результаты измерений занесите в табл.2.
Табл.2
| Поглотитель | N п/п | l, см | N | N – Nф | μср, см-1 |
| 1. … | |||||
| 2. … | |||||
- Для каждого поглотителя построить график зависимости ln(N–Nф)=f(l). Используя данный график рассчитать по формуле (7) линейные коэффициенты поглощения μ.
- По графику (рис.1) оценить среднюю энергию испускаемых гамма-квантов.
Контрольные вопросы
1. Естественная и искусственная радиоактивность. Закон радиоактивного распада.
2. Каково происхождение и свойства g-излучение?
3. Причины ослабления гамма-лучей веществом. Сущность закона ослабления γ-излучения веществом.
4. Объяснение причин существования радиоактивного природного фона.
5. Действия радиоактивных излучений на живые организмы и технические объекты.
6. Способы защиты от вредных воздействий радиоактивных излучений.
7. Активность и удельная активность радиоактивного препарата, единицы их измерений.
Лабораторная работа 3.16
