14695

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ α-ЧАСТИЦ ПО ВЕЛИЧИНЕ ИХ ПРОБЕГА В ВОЗДУХЕ

Лабораторная работа

Физика

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №22 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ αЧАСТИЦ ПО ВЕЛИЧИНЕ ИХ ПРОБЕГА В ВОЗДУХЕ Ядра некоторых изотопов как естественных так и искусственных могут самопроизвольно превращаться в другие ядра. Такие превращения ядер называют радиоактивным распадом. При испу...

Русский

2013-06-09

53 KB

2 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №22

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ α-ЧАСТИЦ

ПО ВЕЛИЧИНЕ ИХ ПРОБЕГА В ВОЗДУХЕ

Ядра некоторых изотопов, как естественных, так и искусственных, могут самопроизвольно превращаться в другие ядра. Такие превращения ядер называют радиоактивным распадом.

При испускании α-частиц (ядер атома гелия) ядро теряет два протона и два нейтрона. Поэтому у получившегося (дочернего) ядра V1 по сравнению с исходным (материнским) ядром X  массовое число А меньше на четыре, а порядковый номер Z – на два. В соответствие со сказанным, схема α-распада имеет вид:

.

Энергия а - частиц, возникающих при ядер, лежит обычно в пределах от 4 до 8 МэВ (максимум 10,5 МэВ, минимум 1,8 МэВ). При этом имеется тенденция к уменьшению периода полураспада с увеличением энергии α-частиц.

Вообще говоря, ядра одного и того же изотопа могут испускать α-частицы с несколькими строго определёнными значениями энергии. Иначе говоря, α-частицы обладают дискретным энергетическим спектром. Если при α-распаде дочернее ядро получается сразу в основном состоянии, то α-частица при этом испускается с наибольшей возможной энергией. Если же дочернее ядро получается в одном из возможных состояний, то энергия α-частицы оказывается меньше, но дочернее ядро испускает затем γ-кванты.

При прохождении α-частиц через вещество (например, воздух) происходит ионизация молекул (атомов) вещества. При этом α-частицы, двигаясь практически прямолинейно, теряют при столкновениях с молекулами вещества свою энергию и могут потерять её всю при прохождении достаточно толстых слоев вещества.

Число, пар ионов образованных, частицей на единицу длины пути, называется удельной ионизацией. Зная удельную ионизацию и энергию, теряемую α-частицей при образовании пары ионов, легко и потери энергии частицей на единице длины пути ∆Е/∆Х – так называемые удельные ионизационные потери энергии. Согласно формуле Бора

    (2)

где е - заряд электрона, n0 – концентрация электронов в веществе, m - масса электрона;  - скорость α-частицы и ν -средняя частота обращения электронов в атомах данного вещества.

Из последней формулы видно, что при увеличении толщины X слоя вещества удельные ионизационные потери ∆Е/∆Х растут, т.к. падает скорость υ α-частицы.

Однако при малых υ формула Бора не описывает реальную зависимость потерь ∆Е/∆Х от X, т.к. характер взаимодействия α-частиц с веществом в этом случае меняется:

Начинают играть роль процессы перезарядки α-частицы, т.е. Процессы, в которых α-частица захватывает электроны атомов среды вещества и может становиться атомом или однозарядным ионом гелия. Перезарядка α-частиц объясняет резкий спад величины удельных ионизационных потерь в конце пробега α-частиц (рис. 1). 

Энергию, которую имела частица в тот момент, когда она влетала в слой данного вещества, можно найти, если α-частица полностью остановилась в этом слое. Для α-частиц длина пробега R в воздухе при нормальных условиях в зависимости от начальной энергии Е может быть найдена по формуле:

R = 0,32E3/2 ,          (2)

где R выражено в см, а Е в МЭВ.

Практическая часть

Включить прибор в режим счёта, удаляя, α-источник от сцинтиллятора. Провести измерения счёта N частиц с расстояния г = 0 через 1 мм до значения счёта, соответствующего фону. Затем выполнить те же измерения в обратном порядке.

  1.  Определить среднее значение .
  2.  Освободить данные от фона: .
  3.  Построить, график зависимости  и определить пробег R из условия .
  4.  По формуле (2) найти максимальную энергию Е α-частиц.
  5.  Оценить ошибки определения максимальной энергии Е α-частиц.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

  1.  Широков, Ю.М., Юдин, Н.Л. Ядерная физика. М., 1980.
  2.  Сивухин, Д.В. Общий курс физики. М., 1990. Т.5, часть 2.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

33438. Выручка от реализации: способы определения, назначение 24.28 KB
  Выручка отличается от прибыли так как прибыль это выручка минус расходы издержки которые компания понесла в процессе производства своих продуктов. Для благотворительных организаций выручка включает общую стоимость полученных денежных подарков. Выручка от реализации продукции работ услуг включает в себя денежные средства либо иное имущество в денежном выражении полученные или подлежащие получению в результате реализации товаров готовой продукции работ услуг по ценам тарифам в соответствии с договорами.
33439. УПРАВЛЕНИЕ ДЕБИТОРСКОЙ ЗАДОЛЖНОСТЬЮ ВИДЫ 22.48 KB
  RTR = продажи в кредит или выручка средняя дебиторская задолженность. Дебиторская задолженность делится на две группы: 1. дебиторская задолженность за товары работы и услуги срок оплаты которых не наступил.
33440. Источники финансирование предпринимательской деятельности 22.54 KB
  Источники финансирования предпринимательской деятельности делятся на три группы: 1 собственные средства основателей бизнеса; 2 заёмные средства; 3 акционерный капитал. Заёмные средства представляют собой денежные или материальные средства имеющиеся в распоряжении предпринимателя в результате получения денежного или материального кредита. Акционерный капитал денежные средства имеющиеся в распоряжении предпринимателя в результате продажи обыкновенных акций компании.
33441. Предпринимательский риск 22.23 KB
  В литературе выделяются следующие типы риска: экономический технический политический. Дадим краткую характеристику экономическому риску которому в наибольшей мере подвержено туристское предприятие. Экономический риск включает следующие риски :– производственный;– коммерческий; – кредитный; – инвестиционный; – валютный; – инфляционный и др.
33442. Производственные затраты предприятия 22.83 KB
  Первая из них по экономическим элементам применяется при формировании себестоимости на предприятии в целом и включает в себя пять основных групп расходов: материальные затраты; затраты на оплату труда; отчисления на социальные нужды; амортизация основных фондов; прочие затраты. По статьям расходов затраты группируются в зависимости от места и цели назначения их возникновения и относятся на каждый вид изделия прямым или косвенным методом. По характеру участия в создании продукции работ услуг Выделяют основные расходы...
33443. Оборотный капитал 27.16 KB
  Оборотные средства также называемые оборотным капиталом те средства которые компания использует для осуществления своей повседневной деятельности целиком потребляемые в течение производственного цикла. Классификация оборотных средств Оборотные производственные фонды оборотные средства в сфере производства и в процессе производства 1Производственные запасы: сырье основные материалы покупные полуфабрикаты топливо вспомогательные материалы МБП. 2Средства в процессе производства: незавершенное производство полуфабрикаты собственной...
33444. Основной капитал 22.48 KB
  Основные средства организации используются в течение определенных сроков которые определяются по каждому виду или объекту основных средств организации самостоятельно и называются сроками полезного использования основных средств. Основные средства играют очень большую роль в деятельности любой организации основные средства часть имущества отражаемая в первом разделе баланса организации; основные средства в организации формируют налогооблагаемую базу по налогу на имущество; при заключении крупных контрактов тендеров организации...
33445. Основные фонды 27.08 KB
  Выделяются следующие группы и подгруппы основных производственных фондов: 1Здания корпуса цехов складские помещения производственные лаборатории и т. К активной части основных фондов относят машины и оборудование транспортные средства инструменты. К пассивной части основных фондов относят все остальные группы основных фондов. Учет основных фондов в натуральном выражении необходимы для определения технического состава и баланса оборудования; для расчета производственной мощности предприятия и его производственных подразделений; для...
33446. Основные этапы прогнозирования 22.04 KB
  В процессе финансового прогнозирования для расчета финансовых показателей используются такие специфические методы как математическое моделирование эконометрическое прогнозирование экспертные оценки построение трендов и составление сценариев стохастические методы. Математическое моделирование позволяет учесть множество взаимосвязанных факторов влияющих на показатели финансового прогноза выбрать из нескольких вариантов проекта прогноза наиболее соответствующий принятой концепции производственного социальноэкономического развития и целям...