Описание установки и методики измерений

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 N_ф, 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-N_ф=(N₀–N_ф)e^-μl (5)

Логарифмируя это выражение, получим

ln(N–N_ф)=ln(N₀–N_ф)-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

1. Включить блок питания и установить:

- тумблер «контроль» в левое положение, соответствующее измерению внешнего напряжения;

- тумблер «управление» в положение «внутрь»;

- выходное напряжение 1,5 кВ;

1. 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».

1. Закрыть контейнер свинцовой пробкой (1) и измерить фоновое число импульсов N_ф.
2. 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=

1. 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. …

1. Для каждого поглотителя построить график зависимости ln(N–N_ф)=f(l). Используя данный график рассчитать по формуле (7) линейные коэффициенты поглощения μ.
2. 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