X
تبلیغات
فیزیک دانشگاه ارومیه - گزارش کار آزمایشگاه هسته ای

 

گزارش کار آزمایشگاه هسته ای

 

 

 

استاد:دکتر خدابخش

 

 

     

 

 


 

آزمايش شماره ي1 : تعيين منحني مشخصه ي يك شمارنده ي گايگر

هدف آزمايش : تعيين ولتاژ آستانه – ولتاژ كار طول پلاتو وشيب منحني پلاتو

وسايل بكار برده شده در آزمايش :يك چشمه ي راديو اكتيو –يك آشكار ساز گايگر مولر-دستگاه شمارنده كه اين دستگاه ميتواند ولتاژ كافي براي بكار انداختن لوله گايگر را فراهم كند وساعت براي اندازه گيري زمان.

بحث تئوريكي :چشمه ي β طبق معادله ي زير الكترون از خود گسيل مي كند :

X →  z-1Y  + -1β                                                         z

در گسيل β هسته ي اتم نوترون را به پروتون تبديل مي كند وبراي حفظ تعادل باريك الكترون گسيل ميشود.داخل آشكارساز گازي وجود دارد كه برخورد ذرات β با مولكولهاي گاز باعث يونيزه شدن مولكولهاي گاز شده آند وكاتد كه در جداره هاي گايگرقرار دراند يون هارادريافت كرده وافت ولتاژ ايجاد مي شود ودر هربارافت ولتاژ باعث يونيزه شدن مولكولهاي بيشتري مي شود (بايد توجه كردتا ولتاژكار ازحدمعيين بالا نرود)قبل از ولتاژ70 هيچ مولكولي توانايي يونيزه شدن را ندارد ودر محدوده ي  v1  تا     v2تعداد معيين مولكول به دليل مناسب بودن ولتاژ يونيزه مي شود.

روش آزمايش:

ابتدا چشمه ي راديواكتيو رادر فاصله ي مناسبي از كنتور گايگر قرار داده وولتاژاوليه ي گايگربتدريج زيادمي كنيم تاوقتي كه ولتاژبه ميزان معيني رسيده وشمارش آغاز شود.اين ميزان معين را70ولتاژآستانه گويند. ولتاژ راهربار20 ولت افزايش داده ودرهرحالت به مدت s 30 شمارش مي كنيم.

 

 

 

 

     ولتاژ

     شمارش

1

0

0

2

100

0

3

200

0

4

300

0

5

400

0

6

450

1314

7

470

1429

8

490

1500

9

510

1495

10

530

1576

11

550

1510

12

570

1509

13

590

1540

14

610

1590

15

630

1469

16

650

1600

17

670

1569

18

690

1627

19

710

1750

20

730

1850

21

750

2077

22

770

2211

23

790

2240

24

810

2360

25

830

2740

26

850

3274

27

870

4059

28

890

6316

29

910

8025

30

930

9841

 

 

 

 

 

                                                                                                                                                              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     

 

 

 

                                                               N+ N   :  خطاي نمودار

                                                                      N- N   or

                                                                                            ولت V0=400   :  ولتاژ آستانه

                                             N1=1429       ولتv1=470

                                                 N2=1569    ولت V2=670                                                                                                 V2-V1=670-470=200                                                                        :   طول پلاتو                                                                                                                                                                     (470+670)/2=570  v                                                   =  1/ 2( V2-V1):  ولتاژمناسب

                           N=(N1+N2)/2  و   N2-N1)/N1}*{100/(V2-V1)})} : شيب منحني

100/(670-470)}=0.047                                     }* 1569-1429/(1569+1429)/2}} : شيب منحني

 

 

آزمایش شماره ی 2 :جذب پرتوهای گاما

هدف آزمایش:پیدا کردن ضریب جذب خطی μ  ورقه های آهن وسرب

وسائل بکار برده شده در آزمایش :آشکارسازتلالوئی SC  چشمه های OC٦٠ ٬SC١٣٧ و ورقه های آهن وسرب .

بحث تئوریکی :

وقتی باریکه ی فوتونی به ماده ای برخورد می کند شار فوتونی  N  کاهش می یابد زیرا فوتون ها بوسیله ی ماده جذب می شوند .فوتون ها طی سه پدیده ی فوتو الکتریک کومپتون وجفت یون سازی جذب ماده می شوند (معمولا در اثر پدیده ی کومپتون پرتوها پخش میگردند وبه شمارنده نمی رسند به این عمل جذب گویند.)میزان پرتوها به عوامل زیر بستگی دارد:

1- هرچه ماده ی جذب کننده ضخیم تر باشدمیزان جذب اشعه افزایش می یابد یعنی با افزایش ضخامت ذرات در مسافت بیشتری با اتم های ماده اندرکنش داشته واحتمال جذب افزایش می یابد

dN~-dx                                                      

2-افزایش تعداد فوتون های فرودی یعنی افزایش شدت اشعه باعث افزایش برهم کنش بین فوتونها واتم ها گشته ومیزان جذب بیشترمی شود.                      0N~N

باتوجه به توضیحات فوق می توان نوشت:              xdNµ = Nd

µضریب تناسب است که ضریب جذب خطی نامیده می شود ومقدار تغییرات نسبی شدت برای واحد طول جذب کننده می باشد.

پرتوهای گاما در هنگام عبور از مواد  در اثر پدیده کامپتون ،فوتوالکتریک وتولید جفت جذب می گردند. پرتوهای پخش شده از پدیده کامپتون را نیز چون دستگاه نمی تواند بخواند معمولا جزو جذب به حساب                         می آورند.واضح است مقدار جذب پرتوها گاما با ضخامت ورقه جذب کننده و شدت اولیه پرتو متناسب است:    ΔI=-IμΔx                                           

را ضریب جذب خطی می گوییم و آن مقدار تغییرات نسبی شدت برای واحد طول جذب کننده می باشد رابطه بالا را می توان به صورت زیر نوشت:            I=I0exp(-μx)

نیم ضخامت بنا به تعریف ضخامتی از جذب کننده است که برای آن شدت پرتو نصف مقار اولیه می گردد: ln(I./I)= μx  و از آنجا نیم ضخامت به صورت زیر به دست می آید:  ln½=0.693/μ

 

 

 

روش آزمایش :

در این آزمایس از چشمه های گسیل γ٬OC٦٠ ٬  SC١٣٧و استفاده کرده و آشکار سازCS  با ولتاژکار840 ولت را بکار می بریم. می خواهیم تاثیر جنس ماده ی جذب کننده در میزان جذب پرتوها را بررسی کنیم .با تغغیر ضخامت (افزایش ضخامت )کاهش ذرات شمارش شده توسط آشکارساز را مشاهده می کنیم ونیز باثابت نگه داشتن نوع چشمه واستفاده از ورقه های سربی وآهنی دربرابران میزان کاهش ذرات عبوری راتجزیه وتحلیل می کنیم .یک بار ورقه های سربی را برای چشمه ی  SC١٣٧ وباردیگرازورقه های آهنی در برابرهمین چشمه استفاده می کنیم .در قسمت بعدی چشمه راتغغیر می دهیم .آزمایش رابرای ورقه های سربی دربرابر OC٦٠ انجام می دهیم. درتمام این آزمایش ها ضخامت ها راتغییرداده وشمارش ها راثبت می کنیم . سپس بارسم منحنی    N nL(لگاریتم شمارش )برحسب ضخامت مقدار µ رااز فرمول زیر پیدا می کنیم :

                                                           (θ tan=µ)  

 

 

ورقه های سربی دربرابرچشمه ی SC١٣٧

 

ضخامت

شمارش N

لگاریتم شمارش  N

0

18718

9.84

1.83

15344

9.64

2.49

14350

9.57

3.52

13420

9.5

5.02

11304

9.33

6.81

10218

9.23

10.55

7451

8.92

13.92

5565

8.62

4.32

12577

9.44

8.54

8876

9.09

17.36

4447

8.4

15.75

4955

8.51

11.03

6903

8.84

19.19

3769

8.23

31.28

1859

7.53

18.24

4019

8.3

33.77

1766

7.48

37.29

1476

7.3

39.12

1473

7.29

44.14

1325

7.19

 

 

 

 

 

نتایج بدست آمده از نمودار:

 

θ tan=µ=(3.95-2.25)/(90-70)=0.085(1/cm)                                                                                                                                                   

x1/2=Ln2/ µ=0.693/0.085=8.15  (gr/cm³)

:  ضخامت ايده آل        117 (gr/cm³)


 

ورقه های سربی دربرابرچشمه ی OC٦٠

ضخامت

شمارش N

لگاریتم شمارش  N

0

3041

8.02

1.83

2718

7.91

2.49

2848

7.95

3.52

2791

7.93

5.02

2516

7.83

6.81

2576

7.85

10.55

2355

7.76

13.92

2057

7.63

4.32

2757

7.92

8.54

2440

7.8

17.36

1926

7.56

15.75

1934

7.57

11.03

2099

7.65

19.19

1731

7.46

31.28

1352

7.21

18.24

1846

7.52

33.77

1180

7.07

37.29

1258

7.14

39.12

1197

7.09

44.14

1120

7.02

                                                                                                                                                    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نتایج بدست آمده از نمودار:

θ tan=µ=(6.25-5.75)/(90-70)=0.025(cm-1)                                                                                                                                                   

x1/2=Ln2/ µ=0.693/0.025=27.72  (gr/cm³)

:  ضخامت ايده آل                 (gr/cm³)


 

ورقه های آهنی دربرابرچشمه ی SC١٣٧

 

ضخامت

شمارش N

لگاریتم شمارش  LnN

5

15583

9.65

10

15467

9.64

15

11980

9.39

20

9745

9.18

25

8234

9.02

30

7273

8.89

35

6157

8.72

40

5238

8.56

45

4441

8.4

50

3838

8.25

52

3620

8.19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نتایج بدست امده ازروی نمودار:

θ tan=µ=(7.6-6.95)/(90-70)=0.032 (1/cm)                                                                                                                                                   

x1/2=Ln2/ µ=0.693/0.032=21.66  (gr/cm³)

:  ضخامت ايده آل                 (gr/cm³)

 

 

نیم ضخامت:ضخامتی از جذب کننده که براي آن شدت پرتوها نصف مقداراولیه باشد نیم ضخامت گویند.

 

I=I0/2→Ln I0/ I= µx(1/2)  or I=I0 e^ µx(1/2) → Ln2= µx(1/2)  → x1/2=Ln2/ µ=0.693/µ

    N=1→LnN=0

ضخامت ایده آل :ضخامتی از ماده که برای آن شمارش مساوی یک است.

عواملی که ضریب جذب سربی به آن بستگی دارد: µ در حالت کلی به جنس ماده ی جذب کننده بسامد یا انرزی  עһ وچگالی اتمی ماده ی جذب کننده بستگی دارد .به طور کلی با افزایش انرژی یعنی افزایش بسامدفوتون های فرودی پرتوهای کمتر جذب می شوند وبیشتر توانائی عبور از ماده را خواهند داشت . µ به چگالی اتمی نیز بستگی دارد یعنی میزان جذب برای یک ماده مثلا سرب در حالت جامد بیشتر از میزان جذب برای همین ماده در حالت گاز است.

(سطح مقطع برخورد :σ)         σN=µ

 

 

 

 

 

 


 

آزمایش شماره 3: بیناب نمایی پرتوهای گاما

 

اهداف آزمایش: مشاهده ی بیناب پرتوهای گاما برای سه ماده ی OC٦٠ ،SC١٣٧ ، Na۲۲

وسایل بکار برده شده در آزمایش: آشکار ساز پرتو های گاما –دستگاه شمارنده چشمه های OC٦٠ ،SC١٣٧وNa۲۲

بحث تئوریکی:

پرتو گاما در هنگام عبور ازیک ماده درطی سه فرایند وبوسیله سه پدیده مختلف جذب می شود .اثرات ناشی از این علل با گسیل الکترون پوزیترون و...مشاهده می شود:

طی پدیده ی فتو الکتریک گاما تمام ا نرژی  עһ  خود را به الکترون های مداری ومقيد اتم می دهد وآنها رابا  (که Φ  انرژی بستگی الکترون است )   به بیرون پرتاب می کند. Ek(PE)=hע انرژی جنبشی

طی پدیده کومپتون قسمتی از انرژی עһ  به الکترون داده شده وآن را جدا می کند وفوتون قبلی با انرژی کمتر از حالت اولیه با انرژی ׳עһ گسیل می شود ( ²C0m/עh2/1+1)/עh=(xamk) OCE

که برای الکترون  veM 0.51 =²c 0m  است.

طی پدیده جفت یون سازی پرتو گاما در میدان هسته تولید -eو+e  می کند .این پدیده فقط درصورتی رخ میدهد که حداقل انرژی گاما برابر  veM 1.02=²c 0m2   باشد.

در پدیده ی فوتوالکتریک مقدا رانرژی עһ تک انرژی بوده وبه صورت یک خط در منحنی مشاهده می شود .منحنی کومپتون بصورت یک طیف پیوسته از صفر شروع شده در نزدیکی های  خط فوتو الکتریک  به صفر می رسد.

 

ولی بعلت پهن شدگی منحنی اصلی به شکل زیر در می آید:

 

 

                                            

 

روش آزمایش:

در این آزمایش با تغییرات ولتاژدستگاه وتنظیم آن روی مقادیر مختلف شمارش هارااندازه گیری کرده وگستره ی ولتاژی که در آن پدیده ی فتو الکتریک کومپتون وجفت یون سازی رخ می دهد را معین کرده و مشاهده  خواهیم کرد.در این آزمایش که برای سه ماده ی مختلف انجام می گیرد ولتاژآستانه    رادر تمام مدت آزمایش ثابت نگه داشته وتعدادپالس های موجود در این گستره می شماریم .ذرات با انرژی زیاد پالس های بلندی  تولید می کند که با تغییر ولتاژ ومتعاقبا بالا رفتن انرژی تعداد ذرات که دارای آن انرژی هستند معین می شود .

 

 

 

 

برای چشمه ی SC١٣٧

ولتاژ آستانهth

شمارش

15

25077

20

17283

25

17911

30

18023

35

16120

40

13467

60

12625

80

14267

100

11666

120

9839

140

8841

160

7850

180

5029

200

3556

220

7808

240

19172

260

16226

280

4490

300

785

320

362

340

282

360

214

380

192

400

135

420

108

440

105

460

79

480

106

500

69

520

42

540

17

560

3

580

4

 


 

برای چشمه ی OC٦٠

ولتاژ آستانهth

شمارش

15

808

20

836

25

1050

30

1073

35

923

40

757

60

706

80

910

100

903

120

781

140

644

160

553

180

539

200

567

220

512

240

536

260

496

280

547

300

536

320

544

340

565

360

485

380

486

400

530

420

647

440

728

460

655

480

526

500

487

520

346

540

157

560

63

580

42

600

35


 

برای چشمه ی Na۲۲

 

ولتاژ آستانهth

شمارش

15

121

20

117

25

164

30

160

35

133

40

127

60

108

80

125

100

81

120

69

140

53

160

43

180

147

200

190

220

46

240

28

260

13

280

21

300

15

320

14

340

18

360

9

380

16

400

7

420

7

440

12

460

14

480

21

500

12

520

10

540

4

560

7

580

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

  

 

 

پرتوهای گاما ضمن عبور از مواد واکنش هایی با مواد می کنند که مهمترین آنها پدیده کامپتون ،فوتوالکتریک و تولید جفت یون الکترون و پوزیترون می باشد.

الف – در پدیده فوتوالکتریک تمام انرژی پرتوهای گاما به یک الکترون داده می شود و الکترون به خارج پرتاب می شود اگرhν و انرژی بستگی الکترون و اتم را Φ در نظر بگیریم انرژی الکترون خارج شده T برابر می شود با:    Φ hν- T=

ب – در پدیده کامپتون فقط قسمتی از انرژي فوتون به الکترون آازاد داده می شود و نیز فوتونی با انرژی کمتر آزاد می شود و می توان اثبات کرد که انرژی الکترون پس زده شده به صورت زیر است:

T= hν. × (1+1/2a)ˉ¹         a= hν./mc²

ج- در پدیده تولید جفت ،یک پرتو گاما در میدان هسته می تواند یک جفت الکترون و پوزیترون به وجود آورده و بقای انرژی در این پدیده به صورت زیر می باشد:

hν= (m.c²)ˉ+(m.c²)+Tˉ+T

از رابطه بالا میتوان نتیجه گرفت که باید انرژی پرتو گاما باید از 1.02Mev بیشتر باشد.

آشکارسازی پرتوهای گاما که معمولا برای بیناب سنجی این پرتوها استفاده می شود از یک بلور سنتیلاتور و یک فتومولتی تشکیل یافته است.

الف- بلور سنتیلاتور مداری است که اگر ذرات باردار به انتهای آنها برخورد بکند این اتمها را به حالت تحریک درآورده و از این اتمها نور ساطع می شود برای آشکارسازی پرتوهای گاما سنتیلاتور یدور سدیم که به وسیلهTl فعال شده بکار می رود.

ب- فوتومولتی سنتیلاتور لوله ای است که در آن یک صفحه فوتو کاتد که نسبت به نور شفاف است و تعدادی الکترود به نام دینود که اختلاف پتانسیل بین دو دینود متوالی بطور صعودی افزایش می یابد وجود دارد در بین فتوکاتد و آخرین دینود که آند نام دارد در اثر این اختلاف سطح صعودی ،الکترونها از میان دینودها از طرف کاتد به طرف آند حرکت می کنند  هر الکترون که از فتوکاتد خارج می شود ضمن برخورد با اولین دینود عمل تکثیر انجام میدهد و این عمل در دینودهای دیگر تکرار می شود و تعداد الکترونهایی که از هر فوتون اولیه درآند جمع آوری می شود ممکن است در حدود 1M باشد پالسهای ایجاد شده درخروجی یک آشکارساز ،در مدت کوتاه معین می باشد این دسته پالسها مربوط  به یک چشمه گاماي  تک انرژی است  ميتوان به وسیله یک اسیلوسکوپ که به خروجی این آشکارساز وصل شده ،این دسته پالسها را مشاهده کرد برای مطالعه درباره این پالسها تشکیل بیناب پرتوهای گاما باید آنها را تجزیه کرد و از دستگاه گيرنده ارتفاع پالس استفاده کرد.

روش آزمایش:

1-H.V را روی صفر قرار می دهیم و دستگاههای «تقویت کننده ، گیرنده و شمارش» را روشن می کنیم .

2-چشمه رادیو اکتیو (Cs)را زیر آشکارساز قرار می دهیم.

3-ولتاژ را روی 550 برای آشکارساز قرار میدهیم.

4-ولتاژ آستانه را 10 و عرض دریچه را 0.005 قرار می دهیم .

5-ولتاژ آستانه را هر دفعه 20 واحد بالا می بریم و هر دفعه به مدت 15 ثانیه شمارش می کنیم .

6- این بار به جای چشمه Cs چشمه Na با عدد جرمی 22 را قرار می دهیم و آزمایش را دوباره تکرار می کنیم .

7- منحنی تغییرات شمارش را بر حسب ولتاژ آستانه رسم می کنیم. 

A) در منحنی تغییرت شمارش بر حسب ولتاژ آستانه برای چشمه Cs چهار پیک وجود دارد که مربوط  می شوند به موارد زیر:

1-                     اولین پیک مربوط به فوتوالکتریک است که انرژی آن برابر 0.66Mev است.

2-                     پیک دوم مربوط به کامپتون است که انرژی آن در حدود 0.47Mev است

3-                     پیک سوم مربوط به فوتونهایی است که هیچ اندر کنشی نداشته اند.

4-                     پیک آخری مربوط به فوتونهای برگشته از دیواره که از برخورد فوتونهای گاما با دیواره حاصل می شود.

B) در منحنی مربوط به Na داریم:

1-اولین پیک مربوط به فوتوالکتریک می شود که آنرژی آن درحدود1.28Mev است.

2-دومین پیک مربوط به کامپتون با انرژی 1.06Mev است.

3-سومین پیک مربوط به فوتوالکتریک با انرژی 0.57Mev است.

4-پیک چهارم مربوط به کامپتون با انرژی 0.39Mev است.

5-پیک های بعدی هم مربوط به فوتونهای بدون اندرکنش و برگشته از دیواره پشت چشمه میباشند.

 

C)در منحنی مربوط به Co داریم:

1-   اولین پیک مربوط به فوتوالکتریک است که انرژی آن برابر 1.33Mev است.

      2- دومین پیک مربوط به کامپتون با انرژی 1.11Mev است.

3     - سومین پیک مربوط به فوتوالکتریک با انرژی 1.17Mev است.

     4- پیک چهارم مربوط به کامپتون با انرژی 0.39Mev است.

     5- پیک های بعدی هم مربوط به فوتونهای بدون اندرکنش و برگشته از دیواره پشت چشمه میباشند.

 

نتیجه گیری: برای هر ماده بسته به جنس آن یک یادوυh وجود دارد وبا کمک آن انرژی مربوط به پدیده های کومپتون وفوتوالکتریک وجفت یون سازی رااز فرمول های مربوطه بدست می آوریم .سپس با توجه به اینکه انرژی متناسب با ولتاژاست از روی انرژی ها می توان پیک ها رابدست آورد:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

آزمایش شماره 4:جذب اشعه یβ وتععین انرژی ماکزیمم آنها

هدف آزمایش:اندازه گیری انرژی تجزیه یا نشر β (ماکزییم انرژی طیف β )توسط جذب

وسائل بکار بده در آزمایش :شمارنده مقیاسگر (Scaler) زمان سنج (Timer) لوله ی  M- G مجموعه ی ورقه های آلومینیومی ومنبع گسیلβ(Sr90)

بحث تئوریکی :

فرضیه ی نوترینودراصل پاسخگوی سه سوال زیر در تابشβ بود:                                                          1- هسته چگونه الکترون منتشر می کنددر حالیکه از پروتون ونوترون تشکیل شده است .

2-با توجه به اینکه هسته های اولیه ونهایی دارای ترازهای انرژی معین هستند الکترون های منتشره از تجزیه ی βچگونه دارای توزیع انرژی پیوسته هستند .

3- از آن جائیکه الکترون منتشر دارای اسپین2/ ђ است وهسته هائی که عدد جرمی فردی دارند اسپین نیمه صحیح دارندودر تجزیه ی β عدد جرمی حفظ می شود چگونه ممکن است هسته های حاصله دارای اسپین نیمه صحیح باشد علاوه برای آزمایش شان داده است که بدون در نظر گرفتن نوتر ینو در تابش الکترون قانون بقای اندازه ی حرکت برقرار نخواهد بود.

تمامی این مسائل بوسیله ی فرضیه ی پائولی حل شده. به این ترتیب که در تجزیه یβعلاوه بر الکترون ذره ی دیگری بنام نوترینو تابش میشود که بدون بارالکتریکی است وجرم آن تقریبا صفر است (جرم آن             200/ 1جرم الکترون است )واسپین ذاتی نوترینو 2 / 1 می باشد .ممان مغناطیسی نوترینو صفر است وهیچ نوع یونیزاسیون ايجاد نمي كند.ذره بر عكس فوتون هيچ گونه ميدان الكتريكي ومغناطيسي را حل نمي كند ودر نتيجه هيچ اثري بر الكترون ندارد وجود اين ذره به اين ترتيب ژاسخگوي سوالات شد

1- منبع نشر الكترون از هسته را مشخص مي كند.

2-چون الكترون وآنتي نوترينو درانرژی تجزيه شريكند در نتيجه طيف پيوسته ي انرژی الكترونها قابل درك است .3- برآيند اسپين هاي الكتروني و انتي نوترينوها مضرب صحيح  ђ خواهد شد پس اندازه ي حركت زاويه ي پايسته مي ماند .

روش ازمايش:

در اين آزمايش از چشمه ي گسيلβ،Sr90 استفاده مي كنيم ونرژي ماكزيمم تجزيه را پيدا كرده و نوع ايزوتوپ را مي توانيم از روي آن تعيين كنيم .از ضخامت هاي مختلف ورقه هاي آلومينيومي در برابر چشمه استفاده كرده و منحني ان را رسم مي كنيم .با قطع دادن منحني با محور ضخامت      برد يا ميزان نفوذ ذرات   را بدست آورده درفرمول زير قرار مي دهيم .

E(Mev)=1.84*.001 R(mgr/cm2) +.25

درجدول فوق شمارش زمينه راازشمارش ها كم كرديم شمارش زمينه شمارشي است كه بدون گذاشتن چشمه بدست آمده است.                                                                               2 1 =     شمارش زمينه

 

نتيجه گيري:با توجه به منحني

R=1580 mgr/cm2                                                                                            

پس :انرژي ماكزيمم ذرات

E=(1.84*1580*.001)+.25=3.16 Mev

 

           

در مورد نقاط خارج از خط نمودار مي توان گفت در ضخامت هاي زياد هسته ها به يكديگر نزديك بوده تعداد آنهابسيار زياد مي شود .در نتيجه مانند هسته هاي سنگين عمل مي كنند.ذرات در حين عبور از ميان اين هسته ها طي فرايند تابش ترمزي از خود اشعه X گسيل مي كنند.اين اشعه به الكترون هاي مداري ماده ي جاذب انرژي داده و انهارا از مدار جدامي كند واين الكترون ها بوسيله ي آشكار ساز ذرات β همراه ذرات β گسيل شمرده مي شوند ودر نتيجه شمارش افزايش مي يابد(با افزايش ضخامت شمارش به سمت صفر ميل مي كند).

درجدول فوق شمارش زمينه راازشمارش ها كم كرديم شمارش زمينه شمارشي است كه بدون گذاشتن چشمه بدست آمده است.                                                                               2 1 =     شمارش زمينه

 

 


 

آزمايش شماره 5:تحقيق قانون عكس مجذور فاصله

هدف ازمايش :تحقيق معكوس بودن رابطه ي شدت با مجذور فاصله

وسائل بكاربرده شده در ازمايش:آشكار ساز گايگر مولر،دستگاه شمارند ه ، چشمه ي گسيل ذراتβ( Sr90 )    

بحث تئوريكي:

اندازه گيري شدت فوتون هاي تابسي اسعه ها در فواصل مختلف از چسم نشان مي دهد كه شدت با نسبت             2r/1متناسب است كه درآنr فاصله ي چشمه تا نقطه ي مورد نظر است . چشمه ي گسيل R   در تمام جهات تابش مي كند پس مي توان در شعاع  r  از آن يك كره در نظر گرفت .مساحت اين كره2ست و چون شدت برابر انرژي در واحد است پس:

I ~ 1/4πr2 I~1/r2

مساحت سطح اشكار ساز در تمام آزمايش ثابت است وقدرت چشمه هم ثابت مي باشد.تنها پارامترمتغييرr است زاويه ي فضائي كه از محل چشمه ديده مي شود برابر است با :

2r / مساحت آشكار ساز=Ω

چون تعداد ذرات رسيده به سطح آشكار سازباΩ  نسبت مستقيم دارد پس با2r/ 1  نيز متناسب بوده ودر نتيجه با شدت نيز همين رابطه دارد.

از روي منحني رسم شده در يك بررسي تئوريكي خواهيم داشت:

Y=f(x)

                                                                                      Y ∞  ↔   x=0      ,x ∞  ↔   y=0

مي توان نتيجه گرفت:

Y  ~   x--2

 

روش آزمايش:با استفاده از آشكار ساز گايگر مولر وقرار دادن چشمه ي گسيل(β ، rЅ90 )   در فواصل مختلف از آشكار ساز تعداد ذرات شمارش شده در واحد زمان را بدست اورد ومنحني شمارش در واحد زمان را بر حسب فاصله رسم مي كنيم.

 

 

 

 

فاصله

شمارش

زمان

شمارش درواحدزمان

2

5857

10.08

581

4

2507

10.29

244

6

1615

9.84

164

8

990

10.09

98

10

734

9.91

74

12

495

10.08

49

14

366

9.93

37

16

285

10.08

28

18

212

9.96

21

20

206

9.95

21

22

176

9.89

18

24

159

10.1

16

26

122

10.09

12

28

104

10.23

10

30

94

10.19

9

32

107

10.1

11

34

84

10.04

8

36

87

10.21

8

38

80

10.11

8

40

61

9.98

6

42

58

10.14

6

44

61

10.01

12

46

55

10.26

5

48

52

9.92

5

50

47

10.16

5

52

44

9.97

4

54

53

10.07

5

56

30

9.94

3

58

35

9.96

3

60

33

10.16

3

62

23

9.94

2

64

25

10

3

66

20

10.03

2

 

نتيجه گيري:از نمودار رسم شده چنين بر مي آيد كه  N   بستگي به عكس مجذور فاصله دارد.اختلاف مشاهده شده روي نمودار نيز ميتواند به علت وجود پرتوهاي گاما ي زمينه (پرتوهاي كيهاني وآزمايشگاهي)ونيز وجود فاصله ي  اوليه در ابتداي آزمايش بين آشكار ساز ومنبع مربوطه باشد.

 

N(r) =k/r2          N(r)  ~ 1/r2

 

 

 

 

 

+ نوشته شده توسط حمید در شنبه بیست و سوم مهر 1390 و ساعت 21:32 |


Powered By
BLOGFA.COM