工作電壓的選擇:
根據坪曲線規律,選擇較為平坦時工作電壓為880v。測放射源計數率實驗資料分析:
實驗分析:
1. 探測器與放射源的幾何位置應保持合理(兩者不宜離開太遠
2.實驗中要保證不觸碰探測儀,因為本實驗是一種強度測量,所以一切有可能影響探測器探測效率的因素都必須嚴格保持不變,如工作點要保持穩定探測器和源的幾何位置也不可以改變。
3.實驗資料分析時,軟體曾出現提示框顯示:「已超出正態分佈範圍,無法分析」的字樣。
開啟實驗資料後發現實驗的第乙個資料與之後的資料相去甚遠(後面資料均維持在3300~3500範圍內,第乙個資料為20000+的值,在去除第乙個資料後分析實驗,軟體得以成功分析。可能由於電壓值發生一定變化導致第乙個資料出現一定問題,須刪除無效資料後進行資料處理。
思考題1.什麼是坪曲線?談談坪曲線的測量在研究核衰變統計規律實驗中的意義? 答:坪曲線是入射粒子的強度不變時,計數器的計數率隨工作電壓變化的曲線。測定坪曲線
是為了選擇乙個合適的工作電壓,以減少電壓漂移對實驗的影響.工作點若選在坪區,即使儀器和探頭的效能都有變化,也可使總計數率保持穩定。所以應在曲線較平的部分以及源計數率高本底計數率相對較低處選擇工作電壓。
2.什麼是放射性核衰變的統計性?它服從什麼規律?
答:放射性原子核衰變的過程是乙個相互獨立彼此無關的過程,即每乙個原子核的衰變是完
全獨立的,與其他原子核是否衰變無關;因此放射性原子核衰變的測量計數可以看成是一種伯努里試驗問題。其統計分布滿足一定的規律性,稱此規律性為核衰變的統計性,它服從正態分佈。
3.σ的物理意義是什麼?以單次測量值n 來表示測量值時,為什麼是n n ±?其物
理意義又是什麼?
答:σ的物理意義是在相同條件下作重複測量時,每次測量結果圍繞著平均計數值的乙個
漲落大小。在實際運算中由於出現概率較大的計數值與平均值n 的偏差不大,我們可以用n 來代n ;因此對於單次測量值n ,可以近似地說在n n ±
範圍內包含
真值的概率是68.3%,這樣一來用單次測量值就大體上確定了真值的範圍。
4.為什麼說用多次測量結果的平均值來表示放射性測量時,其精度要比單次測量值高? 答:多次測量結果的平均值的方差比單次測量值的方差小,它們之間的關係為:a
xx σσ=
其推導過程為:(1(1(1(
(222
2222x a x a a
x a a
xx i i
σσσσσ===
=∑∑,所以用多次測量結果的平均值來表示放射性測量時,其精度要比單次測量值高。
伽馬射線的吸收及物質吸收係數的測定
實驗實驗資料分析與處理:
實驗結果
作圖法作圖:
所以擬合結果為y = -0.106x + 9.9168,即0.106/=ρμm ,pb 密度
3/34.11cm g =ρ,則吸收係數(1.2020434.110.1061-==cm m μ,與理論
值1.213(cm -1比較,誤差%9.0=e ;
實驗分析:
1.實驗實在空氣中進行,鋁塊與探測器之間的空氣會在一定程度上吸收γ射線,對實驗產生影響。
2.為保證鉛塊直立,4片`2片測量時未保證鉛塊與探測器垂直,導致吸收厚度增加,造成實驗誤差。
3.實驗中要保證不觸碰探測儀,因為本實驗是一種強度測量,所以一切有可能影響探測器
探測效率的因素都必須嚴格保持不變,如工作點要保持穩定探測器和源的幾何位置也不可以改變。
思考題:
1.什麼叫γ吸收?為什麼說γ射線通過物質時無射程概念?談談對γ射線與物質相互作用機制的認識。
答:當γ光子穿過吸收物質時,通過與物質原子發生光電效應、康普頓效應和電子對效應
損失能量;γ射線一旦與吸收物質發生這三種相互作用,原來能量為h υ的光子就消失,或散射後能量改變、並偏離原來的入射方向,這就是γ吸收。γ射線與物質原子間的相互作用只要發生一次碰撞就是一次大的能量轉移,就從原來的入射γ束中移去,屬於「全或無相互作用」;它不同於帶電粒子穿過物質時,經過許多次小能量轉移的碰撞來損失能量的「多次小相互作用」。因此γ射線穿過物質時,強度逐漸減弱,按指數規律衰減,未與物質發生相互作用的光子穿過吸收層,其能量保持不變,沒有射程概念可言。
2.通過對幾種不同物質的吸收係數的計算,談談在輻射的遮蔽防護方面材料的選擇問題。 答:通過計算可以看到對同一種γ射線鉛的吸收係數較大,因而鉛是較好的遮蔽防護材料。
要達到同樣的遮蔽效果,鉛所需的材料厚度較小,銅次之,而鋁則需較厚;因此用鉛較節省材料。
3.物質對γ射線的吸收係數與哪些因素有關?
答:主要與吸收物質的原子序數z 和γ射線的能量大小有關。對於同一種γ射線,吸收材
料的原子序數越大,則總吸收係數μ越大,因為物質的光電、康普頓、電子對效應的線性吸收係數ph μ、c μ、p μ分別與其原子序數z 存在以下關係:5
z ph ∝μ、z c ∝μ、
2z p ∝μ。對同一種吸收物質,能量越大的γ射線所對應的吸收係數就越小,因為γ射
線與物質相互作用三種效應的截面隨入射γ射線的能量e γ的增大而減小。
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