Analiza widma promieniowania gamma

PRACOWNIA DOZYMETRII PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO
Numer ćwiczenia
Temat ćwiczenia
C5
I.
Analiza widma promieniowania gamma
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest analiza widma amplitudowego źródła promieniowania .
II. Wstęp teoretyczny
Jedną z najczęściej stosowanych metod spektrometrii promieniowania
jest
spektrometria scyntylacyjna. Wysokość impulsu wytworzonego w liczniku
scyntylacyjnym jest przy zastosowaniu monokryształów scyntylacyjnych
proporcjonalna do energii traconej przez cząstkę w scyntylatorze. W przypadku
promieni cząstkami tymi są elektrony wytwarzane przez kwanty promieniowania w
scyntylatorze. Badając promieniowanie γ za pomocą detektora scyntylacyjnego
dokonujemy tego pośrednio rejestrując skutki jego oddziaływania z materią.
Otrzymujemy widmo elektronów odrzutu powstające podczas oddziaływania z
materią. Odpowiednio do trzech procesów wytwarzania elektronów przez
oddziaływanie promieniowania
z materią, widmo impulsów z licznika
scyntylacyjnego eksponowanego na monochromatyczne promienie zawierać może
trzy maksima:
- maksimum odpowiadające elektronom wytworzonym w zjawisku
fotoelektrycznym, a zatem impulsom o najwyższej wysokości
- rozmyte maksimum odpowiadające elektronom Comptona, rozpraszanym pod
różnymi kątami z różnymi energiami
- jeżeli energia kwantu przekracza 1.02 MeV, pojawi się również maksimum
odpowiadające tworzeniu par, a zatem elektronom o energii niższej o 1.02 MeV od
energii kwantu E .
III. Zagadnienia kolokwium wstępnego
Oddziaływanie promieniowania z materią
Spektrometria scyntylacyjna
IV. Wykaz używanych przyrządów
Źródła promieniowania
Na-22 i Co-60, licznik scyntylacyjny, przelicznik,
wzmacniacz, zasilacz wysokiego napięcia, jednokanałowy analizator amplitudy
V. Kolejność wykonywania czynności
LICZNIK
SCYNTYLACYJNY
P-44A
input
A-21
anal out
pos
WL-41
input
ZWN21
out put
aliment
output
1. Sprawdzić układ połączeń aparatury według schematu i włączyć ją do sieci w
obecności prowadzącego lub pracownika technicznego
ANALIZATOR
WIELOKANAŁ
OWY
AMPL
Domek Pb
Instytut Fizyki
Akademia im. Jana Długosza w Częstochowie
PRACOWNIA DOZYMETRII PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO
2. Zdejmowanie widma amplitudowego dla źródła Na-22 oraz Co-60:
W tym celu należy:
(a) sprawdzić układ połączeń aparatury i włączyć ją do sieci w obecności
prowadzącego lub pracownika technicznego
(b) ustawić na zasilaczu napięcie 950 V
(c) ustalić czas zliczeń 50 s
(d) ustawić wartość 0.2 V na prawym potencjometrze analizatora (A-21)
(e) umieścić źródło promieniowania Na-22 w osłonie licznika i zmieniając napięcie
na lewym potencjometrze w zakresie od 0.1 do 9.5V (co 0,1V) dokonć pomiaru
liczby zliczeń dla każdej wartości napięcia
(f) powtórzyć pomiary z punktu (e) dla źródła promieniowania Co-60
VI. Uzyskane wyniki
Wyniki pomiarów zanotować w tabeli:
Na-22
U [V]
Co-60
N [imp]
U [V]
N [imp]
Opracowanie części doświadczalnej powinno zawierać:
- protokół z wykonania ćwiczenia
- wykresy widm obu badanych źródeł promieniowania
- energię kwantów γ izotopu Co-60 określoną na podstawie widm oraz znajomości
schematu rozpadu izotopu Na-22 (patrz: materiały pomocnicze do ćwiczeń)
- wnioski
VII. Bibliografia
1. A.Strzałkowski: Wstęp do fizyki jądra atomowego, PWN, 1978
2 J.Araminowicz, K.Małuszyńska, M.Przytuła: Laboratorium fizyki jądrowej, PWN,
Warszawa, 1974
3. Sz.Szczeniowski: Fizyka doświadczalna, cz.VI Fizyka jądra i cząstek
elementarnych, PWN, Warszawa 1974
4. J.B.A. England: Metody doświadczalne fizyki jądrowej, PWN, Warszawa, 1980
Instytut Fizyki
Akademia im. Jana Długosza w Częstochowie