ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Приборы и оборудованиеЛабораторная работа N11 Сцинтилляционный счетчик ядерных излучений
Цель работы: изучение работы сцинтилляционного счетчика ядерных излучений. Исследование гамма радиоактивных элементов.
Содержание работы
Атомное ядро - это сложная квантовая система, которая может находиться в различных энергетических состояниях. Наименьшее энергетическое состояние называется основным. Остальные состояния - возбужденными. Спектр энергетических состояний атома дискретный, то есть энергия атомного ядра может принимать только вполне определенные значения. В возбужденном состоянии ядро неустойчиво и всегда стремится перейти в меньшее по энергии состояние, при этом происходит процесс испускания ядром γ- кванта (или конверсионного электрона), энергия которого равна разности энергий соответствующих состояний E2 и E1 (1).
(1)
Где Eγ = hν,. h - постоянная Планка, ν- частота излучения. Так как ядра имеют большое количество уровней, и испускание γ -квантов происходит вполне определенным образом согласно правилам отбора, то определение энергии перехода ядра в меньшее энергетическое состояние сводится к определению энергии γ -кванта (или конверсионного электрона) по определенной для данного элемента схеме энергетических уровней. Экспериментально энергия γ-квантов определяется по вторичному излучению, возникающему при взаимодействии γ-кванта с веществом. При прохождении В диапазоне энергий радиоактивных препаратов 0.05-3 МэВ основными являются следующие три процесса взаимодействия фотонов с веществом: комптоновское рассеяние, фотоэффект и образование электронно-дырочной пары. В эффекте Комптона вместо падающего фотона с энергией Eγ возникает рассеянный фотон с меньшей энергией Eγ’ < Eγ, а электрон, подвергшийся рассеянию, приобретает дополнительную энергию Ee= E γ - E γ’ (рис.1)
E γ' E γ Ee рис.1 При фотоэффекте энергия фотона полностью поглощается атомом, и вылетает один из электронов i-той оболочки с энергией Ee (2):
Ee= Eγ - Ii , i = K,L,M..., (2)
где Ii - потенциал ионизации i-той оболочки атома. Процесс образования электронно-дырочной пары маловероятен, так как возможен при очень высокой энергии γ -квантов ~ 10 МэВ. Вероятность каждого из рассмотренных эффектов зависит от энергии γ-квантов. Это позволяет анализировать энергетические состояния ядер в атомах и элементный состав γ -радиоактивных веществ по энергетическому спектру вторичных электронов. Таким образом, при прохождении через вещество γ-кванта, его энергия тратится на ионизацию атомов и их возбуждение. При возвращении атомов в основное состояние выделяется энергия, которая превращается в тепло, частично испускаясь в виде фотонов видимого света. При определенных условиях эти фотоны могут выходить из тела, где они образовались. Возникающие вспышки света называются сцинтилляциями. Для преобразования сцинтилляций в электрические импульсы используется фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), основными элементами которого являются фотокатод и ускоряющие электроды. Детекторы излучения, состоящие из сцинтиллятора и ФЭУ, называются сцинтилляционными счетчиками.
Приборы и оборудование
Схема установки приведена на рис. 2.
1 рис.2
Установка состоит из объекта исследования 1, измерительного устройства 2 и дискеты с программным обеспечением.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|