Головна

Випромінювання в алюмінії

Електрони і позитрони, що утворюються в результаті розпаду атомних ядер, прийнято називати бета-частинками. Бета-частинки витрачають свою енергію в основному на іонізацію і збудження атомів і молекул речовини, в якому поширюється випромінювання. Крім того, бета-частинки можуть втрачати енергію при уповільненні їх в поле ядер, що викликає появу квантів електромагнітного випромінювання (так зване гальмівне рентгенівське випромінювання). Втрати енергії на гальмівне випромінювання пропорційні кінетичної енергії електрона і квадрату атомного номера поглинаючого матеріалу. У свинці, наприклад, втрати енергії на гальмівне випромінювання стають рівними втрат на іонізацію при початковій енергії електронів Е = 10 МеВ. Для бета-частинок, що випускаються більшістю радіонуклідів, втрати енергії на це випромінювання вкрай малі в порівнянні з іонізаційними втратами.

При взаємодії з атомними електронами поглинає речовини бета-частинки легко розсіюються (відхиляються від первісного напрямку руху). Причина цього полягає в тому, що маса бета-частинки мізерно мала в порівнянні з масою ядра зустрічного атома. Тому траєкторії бета-частинок в речовині прямолінійні і їх довжина виявляються в 1,5-4 рази більше товщини поглинаючого шару. На практиці величину істинного пробігу бета-частинок не визначають. Тому проникаючу здатність бета-випромінювання характеризують величиною максимального пробігу бета-частинок Rmax (Від англійського range - пробіг). Максимальний пробіг визначається як мінімальна товщина поглинача, при якій повністю затримуються бета-частинки з початковою енергією, яка дорівнює максимальній енергії бета-спектру (Емах ).

Щоб підкреслити спільну роль процесів поглинання і розсіяння в зменшенні числа бета-частинок з ростом товщини поглинача, зазвичай говорять про ослаблення бета-випромінювання речовиною.

Розглянемо найпростіший метод визначення величини максимального пробігу. Між бета-радіоактивним препаратом і детектором, реєструючим випромінювання, поміщають різне число пластинок поглинача. Як поглинає матеріалу зазвичай використовується алюміній. В процесі роботи відзначають показання приладу, що реєструє бета-частинки, при різній товщині поглинаючого шару. За отриманими даними будують криву ослаблення в напівлогарифмічному масштабі і визначають Rmax. Максимальному пробігу бета-частинок відповідає така товщина поглинача, починаючи з якої подальше збільшення поглинає шару не приводить до зниження реєстрованого приладом числа частинок (цей постійний рівень показань приладу відповідає фону).

Зв'язок максимального пробігу в алюмінії з максимальною енергією бета-спектра добре вивчена. Значення максимального пробігу для різних енергій бета-частинок наведені в спеціальних таблицях. Крім того, для різних інтервалів енергії бета-частинок запропоновано велику кількість емпіричних формул.

Оцінити величину максимального пробігу бета-частинок можна також шляхом вимірювання шару половинного ослаблення бета-випромінювання. Шаром половинного ослаблення бета-випромінювання (d1/2) називають товщину поглинача, що знижує вдвічі початкова кількість частинок. Максимальний пробіг, шар половинного поглинання і товщину поглинача висловлюють в одиницях довжини (мм, см) або в одиницях поверхневої густини (мг / см2, Г / см2), Які пов'язані між собою співвідношенням

d = l·r, (3.1)

де r - Щільність поглинає речовини, г / см3.

В межах товщини 0,05 Rmax <d<0,35Rmax ослаблення бета-частинок описується експоненціальною залежністю

Nd = N0.e-?d,

де Nd - Швидкість рахунку при товщині поглинача d;

N0 - Швидкість рахунку при відсутності поглинача;

m - Масовий коефіцієнт ослаблення (див2/ Г), пов'язаний із шаром половинного ослаблення співвідношенням m = 0,693 / d1/2.

Прологаріфміровав, отримаємо

lnNd = lnN0 - 0,693 · d / d1/2,

звідки

d1/2 = 0,693 · d / (lnN0 - lnNd). (3.2)

Таким чином, щоб визначити максимальну енергію бета-випромінювання, необхідно виміряти швидкість рахунку від препарату спочатку без поглинача (N0), А потім з поглиначем (Nd). розрахувавши d1/2, По довідкової табл. 3.2 визначають Еmах. знаючи Еmах, Можна, використовуючи відповідні довідники (табл.3.3), судити про те, який радіонуклід знаходиться в вимірюваної пробі.

Мета роботи:Визначити експериментальним шляхом шар половинного ослаблення бета-випромінювання і навчитися використовувати цю величину на практиці.

Матеріали та обладнання: радіометр КРВП-ЗБ, джерело бета-випромінювання, пластинки з алюмінію - 5 шт.



Виконання роботи | Виконання роботи

ВИКОНАННЯ РОБОТИ | дозиметричних величин | Дозиметром ДБГ-06Т | Виконання роботи | Дозиметром-радіометром МКС-АТ6130 | Пристрій і принцип роботи. | Підготовка до використання. | Завдання 2.4. Вимірювання дозиметричних величин побутовим | Виконання роботи | напіврозпаду радіонуклідів |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати