Рис. 3.
Блок – схема установки, используемой в данной работе, показана на рис. 3.
Источник бета – частиц помещен в конусообразный контейнер. Регистрация β- - излучения осуществляется радиометром, принцип действия которого основан на измерении средней скорости счета электрических импульсов, которые возникают в блоке детектирования в результате воздействия β- - частиц на самогасящиеся счетчики Гейгера – Мюллера, используемые в приборе в качестве детекторов излучения. Электрические импульсы из блока детектирования, попадают по кабелю на измерительный пульт и регистрируются измерителем скорости счета.
Отсчет производится по стрелочному прибору, шкала которого отградуирована в 
. Измерения средней скорости счета импульсов, поступающих на измерительный пульт, могут проводиться в четырех диапазонах.
Для определения пробега β- - частиц в металлах необходимо измерить число β- - частиц (N0), регистрируемых детектором при наличии источника β – излучения и их число (N), прошедших через поглотитель. В качестве поглотителя используются тонкие пластинки алюминия и меди. По графику зависимости числа электронов (N), прошедших через слой вещества от толщины (X) этого слоя, путем экстраполяции определяют максимальный пробег (Rmax) (рис.4). Рассчитав затем удельный пробег Rуд=ρ·R, по формуле (8), связывающей удельный пробег и энергию электронов, определяют энергию β – распада данного изотопа.
Порядок выполнения работы
1.Ознакомьтесь с экспериментальной установкой и назначением органов управления пульта. Снимите заглушку с рабочего окна блока детектирования. Включите блок питания установки.
Рис. 4.
2.Переведите переключатель поддиапазонов в положение ВКЛ, спустя одну минуту в положение УСТ. НУЛЯ. При необходимости установите с помощью ручки УСТ. НУЛЯ стрелку измерительного прибора на нуль.
3.Переведите переключатель поддиапазонов в положение ПРОВ. ПИТ. При этом стрелка измерительного прибора пульта должна находиться справа от реперной метки на шкале прибора.
4.Установите переключатель поддиапазонов измерительного прибора в положение «×10» и определите не менее трех раз число импульсов N0, регистрируемое прибором в отсутствии поглотителя. Результаты занести в табл.1.
Табл.1.
| N п/п | Ср | |||
N, 
|
5.Последовательно загружая пластинки поглотителя в конусообразный контейнер, проведите измерения интенсивности β- – излучения (N) в зависимости от толщины слоя (X) поглотителя. Суммарная толщина слоя поглотителя должна быть не менее (5 – 10)мм. Время каждого измерения 1,5-2 мин. При отклонении стрелки менее 1,0 деления шкалы необходимо переключатель поддиапазонов перевести на следующий поддиапазон «×1».
6.Результаты измерения для поглотителей из Al и Cu занести в табл.2.
Табл.2.
| Материал поглотителя: Al, ρ=2,7 г/cм3 | ||||||||||||
| X, мм | Rmax, см | Rуд, г/cм2 | E, МэВ | |||||||||
| N,
| ||||||||||||
| Материал поглотителя: Cu, ρ=8,9 г/cм3 | ||||||||||||
| X, мм | Rmax, см | Rуд, г/cм2 | E, МэВ | |||||||||
| N,
|
7.Постройте график зависимости N(X) и, экстраполируя участок наиболее резкого спада N(X), определите максимальный пробег β- – частиц в металле (Rmax).
8.Для каждого поглотителя рассчитайте удельный пробег R=Rmax·ρ[г/см2], где ρ – плотность материала поглотителя.
9.По формуле (8) рассчитайте энергию β- – частиц, испускаемых данным источником и сопоставьте ее с теоретическим значением.
В блоке детектирования имеется высокое (0,4 кВ!) напряжение.
Необходимо соблюдать осторожность!
Контрольные вопросы
1. Естественная и искусственная радиоактивность. Что представляют собой радиоактивные семейства?
2. Радиоактивность. Виды радиоактивности. Закон радиоактивного распада.
3. Каковы разновидности и механизм b-распада?
4. Какова схема протекания b-распада?
5. Как объяснить сплошной энергетический спектр электронов, испускаемых ядрами при b-распаде?
6. Методы регистрации ионизирующих излучений: камера Вильсона, пузырьковая камера, фотоэмульсии, счетчик Гейгера.
7. Объясните причины существования радиоактивного природного фона.
Лабораторная работа 3.17
