B-ИЗЛУЧЕНИЯ

Оборудование – прибор “Арион” со свинцовым домиком, источник излучения (соль KCI), различные материалы в виде пластин.

Цель работы – экспериментальное изучение поглощения β-излучения в различными материалами.

Взаимодействие β-излучения с веществом

При прохождении через вещество пучок быстрых электронов (позитронов) уменьшает свою интенсивность, что позволяет говорить о поглощении β-частиц. Явления, сопровождающие этот процесс, отличаются большой сложностью. Основное влияние на механизм поглощения оказывают нижеследующие процессы.

Упругое рассеяние электронов ядрами. При прохождении электронов через атом его отклонение вызывается кулоновским взаимодействием с ядром. В силу большого отличия масс взаимодействующих частиц энергией ядра пренебрегают, и рассеяние считают упругим. Интегральное эффективное сечение рассеяния электронов ядрами .

Упругое рассеяние электронов, проходящих через вещество, может быть грубо разделено на четыре класса: однократное рассеяние, кратное рассеяние, многократное рассеяние и диффузия. Если толщина d слоя мала, то происходит только однократное рассеяние. Для большой толщины слоя получается кратное рассеяние, т.е. угол рассеяния обязан нескольким последовательным однократным актам рассеяния. При многократном рассеянии среднее число актов рассеяния достигает 30 и не меняется при дальнейшем увеличении толщины (полная диффузия).

Рассеяние электронов на электронах. Расчет выражения для эффективного сечения рассеяния электронов на электроне приводит к выводу, что интегральное эффективное сечение . Таким образом, для электронов отношение эффективных сечений . Оба эффекта имеют одинаковое значение в случае водорода ( ), тогда как для средних ядер рассеяние преимущественно ядерное. Например для золота ( ) только около 1 % рассеяния обусловлено атомными электронами.

Ионизационные потери энергии. Взаимодействие b-частиц с электронами атома приводит к передаче ему некоторой доли энергии, следствием чего является либо вылет электронов за пределы атома (ионизация атома), либо переход электронов в более высокое энергетическое состояние. Это два равновероятных процесса объединяются под общим названием ионизационных потерь энергии.

Потери на излучение. При движении быстрых электронов через поглощающую среду существенную роль играют потери на излучение, возникающие при взаимодействии электронов с кулоновским полем ядер. Примером тормозного излучения является рентгеновское излучение, возникающее при торможении электронов на антикатоде рентгеновской трубки. Потеря энергии заряженной частицы на тормозное излучение называется радиационными потерями.

При больших энергиях электронов первичного пучка преобладают потери энергии на излучение, а при малых энергиях будут преобладать ионизационные потери.

Прохождение через поглотитель β-излучения,