Лабораторная работа "Определение длины пробега ?-частицы в воздухе". Иванов К.Н. - 3 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

∫∫
==
TV
dV
V
V
Ze
m
F
dT
TR
00
2
1
)()()(
)(
ϕϕ
(5)
где m-масса α-частицы, Ze-ее заряд,
2
1
)(
V
V =
ϕ
-функция от скорости.
Для двух частиц, имеющих равные скорости в данной среде, пробег их записывается отношением:
)/()(
2
2
2
2
1
1
2
1
Z
m
Z
m
R
R
=
.
Замечательной особенностью движения α-частиц в воздухе является прямолинейность движения и
одинаковая длина пробега для всех частиц с одинаковой энергией, что позволяет определить энергию α-частиц
по длине их пробега в воздухе. Это объясняется тем, что при столкновениях с
е
α-частицы, благодаря
большой массе, испытывают рассеяние на очень малые углы, столкновение α-частиц с ядрами очень редки.
Пробеги α-частиц с одинаковыми начальными энергиями отличаются не более, чем на 3-4%. Связь
длины пробега α-частицы в воздухе при нормальных условиях с ее начальной энергией дается соотношением,
полученным экспериментально:
2
3
319.0
α
ER = (6)
где R(см)-длина пробега α-частицы, Е(МэВ)-энергия α-частицы, 2 < Ra < 7 см.
Пробеги α-частицы в разных средах измеряются различными методами. Точные измерения длин
пробега α-частиц производятся в специальных ионизационных камерах. Приближенное определение длины
пробега α-частицы может быть выполнено с помощью сцинтилляционного счетчика.
Сцинтилляционный прибор СЧ-4 представляет собой комплект приборов, предназначенный для
регистрации любых видов ядерного и атомного излучений с помощью сцинтилляционных детекторов и
фотоумножителей. Прибор состоит из выносной головки и регистрирующего прибора. Приспособление для
измерения длины пробега α-частиц в воздухе с помощью сцинтилляционного счетчика схематически
представлено на рис.2:
Рис.2.
α-радиоактивный препарат 3 прикрепляется к стойке. Перемещением препарата 3 по стойке 4 можно
изменять расстояние между препаратом и сцинтилляционным экраном 2. Световые вспышки, возникающие в
сцинтилляционном экране, покрытом слоем сернистого цинка, регистрируются фотоумножителем.
Электрические импульсы с выхода фотоумножителя поступают на вход предусилителя, а с выхода
предусилителя на вход регистрирующего счетчика. При постепенном удалении препарата от
сцинтилляционного экрана интенсивность световой вспышки в сцинтилляторе убывает. При достижении
расстояния между препаратом и экраном, равного длине пробега α-частиц в воздухе, сцинтилляции
прекращаются.
Цель работы: измерение длины пробега в воздухе α-частиц естественного урана.
Приборы и принадлежности:
1. Сцинтилляционный счетчик типа СЧ-4 с приспособлением для перемещения источника α-частиц.
2. Сцинтилляционный экран с покрытием из сернистого цинка.
3. Препарат α-радиоактивного естественного урана, который содержит U
234
92
, U
235
92
, U
238
92
.
4. Регистрирующий прибор типа ТЗ.
5. Секундомер.
Ход работы
1.Соединить выносной блок СЧ-4 с регистрирующим прибором так, чтобы ключ разъема кабеля
совпал с прорезью фишки па приборе.
2.Включить прибор ТИСС в сеть и включить сетевой тумблер.
                                        T                       V
                                           dT        m     V
                               R(T1 ) = ∫        =     2 ∫
                                                        ⋅        dV                  (5)
                                        0
                                          ϕ ( F ) ( Ze) 0 ϕ (V )
                                                         1
       где m-масса α-частицы, Ze-ее заряд,   ϕ (V ) =      -функция от скорости.
                                                        V2
       Для двух частиц, имеющих равные скорости в данной среде, пробег их записывается отношением:

                                                 R1    m       m
                                                    = ( 12 ) /( 22 ) .
                                                 R2    Z1      Z2
       Замечательной особенностью движения α-частиц в воздухе является прямолинейность движения и
одинаковая длина пробега для всех частиц с одинаковой энергией, что позволяет определить энергию α-частиц
                                                                                         →
по длине их пробега в воздухе. Это объясняется тем, что при столкновениях с е α-частицы, благодаря
большой массе, испытывают рассеяние на очень малые углы, столкновение α-частиц с ядрами очень редки.
       Пробеги α-частиц с одинаковыми начальными энергиями отличаются не более, чем на 3-4%. Связь
длины пробега α-частицы в воздухе при нормальных условиях с ее начальной энергией дается соотношением,
полученным экспериментально:

                                                            3
                                             R = 0.319 Eα 2              (6)
        где R(см)-длина пробега α-частицы, Е(МэВ)-энергия α-частицы, 2 < Ra < 7 см.
        Пробеги α-частицы в разных средах измеряются различными методами. Точные измерения длин
пробега α-частиц производятся в специальных ионизационных камерах. Приближенное определение длины
пробега α-частицы может быть выполнено с помощью сцинтилляционного счетчика.
        Сцинтилляционный прибор СЧ-4 представляет собой комплект приборов, предназначенный для
регистрации любых видов ядерного и атомного излучений с помощью сцинтилляционных детекторов и
фотоумножителей. Прибор состоит из выносной головки и регистрирующего прибора. Приспособление для
измерения длины пробега α-частиц в воздухе с помощью сцинтилляционного счетчика схематически
представлено на рис.2:




                                                    Рис.2.
        α-радиоактивный препарат 3 прикрепляется к стойке. Перемещением препарата 3 по стойке 4 можно
изменять расстояние между препаратом и сцинтилляционным экраном 2. Световые вспышки, возникающие в
сцинтилляционном экране, покрытом слоем сернистого цинка, регистрируются фотоумножителем.
Электрические импульсы с выхода фотоумножителя поступают на вход предусилителя, а с выхода
предусилителя на вход регистрирующего счетчика. При постепенном удалении препарата от
сцинтилляционного экрана интенсивность световой вспышки в сцинтилляторе убывает. При достижении
расстояния между препаратом и экраном, равного длине пробега α-частиц в воздухе, сцинтилляции
прекращаются.

       Цель работы: измерение длины пробега в воздухе α-частиц естественного урана.

       Приборы и принадлежности:
       1. Сцинтилляционный счетчик типа СЧ-4 с приспособлением для перемещения источника α-частиц.
       2. Сцинтилляционный экран с покрытием из сернистого цинка.
                                                                                   234       235    238
       3. Препарат α-радиоактивного естественного урана, который содержит            U,
                                                                                    92         U,
                                                                                              92      U.
                                                                                                     92
       4. Регистрирующий прибор типа ТЗ.
       5. Секундомер.

        Ход работы
        1.Соединить выносной блок СЧ-4 с регистрирующим прибором так, чтобы ключ разъема кабеля
совпал с прорезью фишки па приборе.
        2.Включить прибор ТИСС в сеть и включить сетевой тумблер.