Обработка результатов измерения

1. Для каждого положения препарата х подсчитать разность N_ср –N_ф, а также величину(N_ср -N_ф)/Ω. Где Ω – параметр установки - поправка, учитывающая уменьшение телесного угла при возрастании расстояния между α -источником (таблеткой диаметром d = 30 мм) и сцинтиллятором диаметром d = 60 мм. По рассчитанным значениям N_ср–N_ф и (N_ср -N_ф)/Ω. Построить соответствующие графики ƒ (x).

2. Оценить по графику ƒ (x) = (N_ср (x) – N_ф)/Ωвеличину среднего пробега R _ср альфа-частиц в воздухе.

3. Определить из построенного графика ƒ(x) = N_ср(x) –N_ф величину экстраполированного пробега R_экстр. Используемый в данной работе радиоактивный препарат плутония покрыт защитной пленкой рутила (TiO₂). Прежде чем попасть в воздух, частица проходит слой пленки толщиной l₀. В связи с этим, при определении энергии a-частицы с помощью графика (рис.3), используется величина R’_экстр - называемая приведенным экстраполированным пробегом и равная R’_экстр = R_экстр+ 3400 ∙l₀, где l₀ = 2 ÷ 8 мкм (данные о толщине пленки l₀ находятся на рабочем месте, коэффициент 3400 -воздушный эквивалент поглотителя- равен отношению плотностей рутила и воздуха при нормальных условиях).

4. По графику R’_эстр (Е) (см. рис.4.3) определить энергию E_эксп α -частиц.

5. Погрешность определения энергии D Е обусловлена в основном ошибками в определении длины пробега (D х). В данном методе она составляет D х = 0,4 см.

,

где Е ₁ – энергия, определяемая для ; Е ₂ – энергия, определяемая для .

6. Рассчитать по формуле Гейгера- Нэттола энергию a -частицы по известному значению периода полураспада T _1/2 = 87,75 лет.

7. Вычислить число пар ионов образовавшихся при торможении a-частицы в воздухе до превращения ее в атом гелия.

где U _иониз. = 35 эВ – средняя энергия ионизации молекул воздуха.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что представляет собой α -частица? Каковы ее основные характеристики?

2. Как зависит время жизни α-радиоактивных ядер от энергии α-частиц? Каким способом частица покидает ядро?

3. Какие виды потерь энергии имеют место при прохождении заряженной α- частицы через вещество? В какой атом превращается она в конце пути?

4. Сколько пар ионов образует частица при торможении ее в воздухе?

5. Что такое средний пробег, экстраполированный пробег и приведенный экстраполированный пробег? Почему при оценке среднего пробега α- частицы следует вводить поправку на телесный угол? Как влияет толщина защитной пленки на величину пробега частицы в воздухе?

6. Каков принцип работы сцинтилляционного счетчика и фотоэлектронного умножителя?

Приложение 4

Форма отчета

Титульный лист

УрФУ

Кафедра физики

Отчёт

по лабораторной работе