Излучения в алюминии

Электроны и позитроны, образующиеся в результате распа­да атомных ядер, принято называть бета-частицами. Бета-частицы расходуют свою энергию в основном на ионизацию и возбуждение атомов и молекул вещества, в котором распро­страняется излучение. Кроме того, бета-частицы могут те­рять энергию при замедлении их в поле ядер, что вызывает появление квантов электромагнитного излучения (так назы­ваемое тормозное рентгеновское излучение). Потери энергии на тормозное излучение пропорциональны кинетической энер­гии электрона и квадрату атомного номера поглощающего материала. В свинце, например, потери энергии на тормоз­ное излучение становятся равными потерям на ионизацию при начальной энергии электронов Е=10 МэВ. Для бета-ча­стиц, испускаемых большинством радионуклидов, потери энергии на это излучение крайне малы по сравнению с ионизационными потерями.

При взаимодействии с атомными электронами поглощающего веще­ства бета-частицы легко рассеиваются (отклоняются от первоначального направления движения). Причина этого заключается в том, что масса бета-частицы ничтожно мала по сравнению с массой ядра встречного атома. Поэтому траектории бета-частиц в веществе не прямолинейны и их длина оказываются в 1,5–4 раза больше толщины по­глощающего слоя. На практике величину истинного пробега бета-частиц не определяют. Поэтому проника­ющую способность бета-излучения характеризуют величиной максимального пробега бета-частиц Rmax (от английского range – пробег). Максимальный пробег определяется как минимальная толщина поглотителя, при которой полностью задерживаются бета-частицы с начальной энергией, равной максимальной энергии бета-спектра (Емах ).

Чтобы подчеркнуть совместную роль процессов поглоще­ния и рассеяния в уменьшении числа бета-частиц с ростом толщины поглотителя, обычно говорят об ослаблении бета-излучения веществом.

Рассмотрим простейший метод определения величины максимального пробега. Между бета-радиоактивным препа­ратом и детектором, регистрирующим излучение, помещают различное число пластинок поглотителя. В качестве погло­щающего материала обычно используется алюминий. В про­цессе работы отмечают показания прибора, регистрирующе­го бета-частицы, при различной толщине поглощающего слоя. По полученным данным строят кривую ослабления в полулогарифмическом масштабе и определяют Rmax. Макси­мальному пробегу бета-частиц отвечает такая толщина по­глотителя, начиная с которой дальнейшее увеличение погло­щающего слоя не приводит к снижению регистрируемого при­бором числа частиц (этот постоянный уровень показаний при­бора соответствует фону).

Связь максимального пробега в алюминии с максималь­ной энергией бета-спектра хорошо изучена. Зна­чения максимального пробега для различных энергий бета-частиц приведены в специальных таблицах. Кроме того, для разных интервалов энергии бета-частиц предложено большое число эмпирических формул.

Оценить величину максимального пробега бета-частиц можно также путем измерения слоя половинного ослабления бета-излучения. Слоем половинного ослабления бета-излу­чения (d1/2) называют толщину поглотителя, снижающего вдвое начальное количество частиц. Максимальный пробег, слой половинного поглощения и толщину поглотителя выражают в единицах длины (мм, см) или в единицах поверхностной плотности (мг/см2, г/см2), которые связаны между собой соотношением

d = l·r, (3.1)

 

где r – плотность поглощающего вещества, г/см3.

В пределах толщин 0,05 Rmax <d<0,35Rmax ослабление бета-частиц описывается экспоненциальной зависимостью

Nd = N0.ed,

где Nd – скорость счета при толщине поглотителя d;

N0 – скорость счета при отсутствии поглотителя;

m – массовый коэффициент ослабления (см2/г), связан­ный со слоем половинного ослабления соотношением m=0,693/d1/2.

Прологарифмировав, получим

 

lnNd = lnN0 – 0,693· d/d1/2,

откуда

d1/2 = 0,693· d/(lnN0 – lnNd). (3.2)

Таким образом, чтобы определить максимальную энергию бета-излуче­ния, необходимо измерить скорость счета от препарата сна­чала без поглотителя (N0), а затем с поглотителем (Nd). Рассчитав d1/2, по справочной табл. 3.2 определяют Еmах. Зная Еmах, можно, используя соответствующие справочники (табл.3.3), судить о том, какой радионуклид находится в измеряемой пробе.

Цель работы:Определить экспериментальным путем слой половинного ослабления бета-излучения и научиться использовать эту величину на практике.

Материалы и оборудование: радиометр КРВП-ЗБ, источник бета-излучения, пластинки из алюминия – 5 шт.








Дата добавления: 2015-05-13; просмотров: 2198;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.006 сек.