ОСЛАБЛЕНИЕ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ ВЕЩЕСТВОМ ПРОВЕРКА ЗАКОНА ОБРАТНЫХ КВАДРАТОВ РАССТОЯНИЙ. Обрат. квадраты. Лабораторная работа 2 ослабление гаммаизлучения веществом проверка закона обратных квадратов расстояний

• Название: Лабораторная работа 2 ослабление гаммаизлучения веществом проверка закона обратных квадратов расстояний
• Анкор: ОСЛАБЛЕНИЕ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ ВЕЩЕСТВОМ ПРОВЕРКА ЗАКОНА ОБРАТНЫХ КВАДРАТОВ РАССТОЯНИЙ
• Дата: 22.11.2022
• Размер: 0.6 Mb.
• Имя файла: Обрат. квадраты.docx
• Тип: Лабораторная работа; #806226

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИЙ И НЕФТЕГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Кафедра разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекаемых углеводородов

Направление 21.03.01 Разработка месторождений углеводородов

Профиль – Нефтегазовое дело

Лабораторная работа №2

ОСЛАБЛЕНИЕ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ ВЕЩЕСТВОМ

ПРОВЕРКА ЗАКОНА ОБРАТНЫХ КВАДРАТОВ РАССТОЯНИЙ

Выполнили: студент 3-го курса

Группы 03-008

Ашрафзянов Ислам Миннихаевич

Проверил:

Пятаев Андрей Васильевич

Дата выполнения работы: 17.11.2022

Дата сдачи работы:

Казань – 2022

Цель работы: знакомство с природой и свойствами гамма-излучения, процессами, протекающими при взаимодействии гамма-излучения с веществом, закономерностями ослабления гамма-излучения в веществе и законом обратных квадратов расстояний. Практическая часть работы основана на регистрации гамма-излучения препарата цезия Cs¹³⁷ счетчиком Гейгера-Мюллера.

Оборудование:



Рисунок – Основные узлы экспериментальной установки

1) Контейнер с препаратом Cs¹³⁷;

2) счетчик Гейгера-Мюллера;

3) пересчетное устройство;

4) линейка;

5) кювета для пластин;

6) пластины из свинца толщиной 1мм.

Ход работы:

1. 
   Перед началом работы убедился в наличии всех необходимых узлов установки и соединений между ними.
   
2. 
   Убедился, что кабель от счетчика 2 надежно подключен к разъему А на пересчетном устройстве 3. Включил установку в сеть.
   

Упражнение 1. Проверка закона обратных квадратов.

1. 
   Установил счетчик 2 на минимальном расстоянии r от контейнера 1.
   

Кювета 5 с пластинами 6 не закреплена на контейнере 1.

2. 
   Нажал кнопку «Start» на пересчетном устройстве 3, при этом над ней загорелся индикатор, что означает начало регистрации гамма-квантов. После того, как загорелся индикатор над кнопкой «Stop», снял показания с экрана c.
   
3. 
   Передвинул счетчик 2 вдоль линейки 4 и повторил измерения при другом значении расстояния источника от детектора. Результаты измерений занес в таблицу с поправкой естественного излучения.
   

i	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
r, см	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
N	330	240	184	146	104	88	57	56	41	31	27	8

Вывод: Чем ближе объект находится к источнику, откуда на объект падает свет, тем больше излучений, получаемых на единицу площади объекта. По мере того, как мы увеличиваем расстояние от источника и объекта, площадь, покрываемая лучами, испускаемыми источником, увеличивается, но излучение, получаемое на единицу площади, уменьшается, что снижает интенсивность излучения. Поскольку интенсивность излучения уменьшается по мере увеличения расстояния от источника, график зависимости интенсивности от расстояния показывает слегка экспоненциальную кривую. Пространственное ослабление происходит также, как ослабление лучей видимого света: чем дальше от источника, тем в большем объеме рассеиваются фотоны и тем меньше их приходится на единицу облучаемой поверхности. Интенсивность излучения обратно пропорциональна квадрату расстояния до источника излучения (закон «обратных квадратов»).

По мере того, как площадь сферы (которая определяется по формуле 4πr²) растёт пропорционально квадрату расстояния от источника (радиуса сферы), интегральная интенсивность испущенного излучения остается неизменной (поглощением излучения в среде пренебрегаем). Следовательно, интенсивность излучения, проходящего через одну и ту же площадь, обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника:



Проверим полученные результаты на закон обратных квадратов:

1. 
   d₁ = 1 см, d₂ = 2 см;
   

N (1) = 330, N (2) = 240;

2. 
   d₁ = 3 см, d₂ = 4 см;
   

N (3) = 184, N (4) = 146; 1,26

3. 
   d₁ = 5 см, d₂ = 6 см;
   

N (5) = 104, N (6) = 88;

4. 
   d₁ = 7 см, d₂ = 8 см;
   

N (7) = 57, N (8) = 56;

5. 
   d₁ = 9 см, d₂ = 10 см;
   

N (9) = 41, N (10) = 31;

6. 
   d₁ = 11 см, d₂ = 12 см;
   

N (11) = 27, N (12) = 8;
Закон обратных квадратов выполняется точнее лишь с увеличением значения d.

Упражнение 2. Ослабление гамма-излучения веществом.

1. 
   Выбрал определенное расстояние между источником и детектором и не менял его в ходе выполнения упражнения 2.
   
2. 
   Провел измерения интенсивности счета без установленной кюветы 5.
   
3. 
   Поместил одну пластину 6 в кювету 5 и закрепил ее на контейнере 1.
   
4. 
   Провел измерения интенсивности счета. Повторил измерения с другим количеством пластин 6. Результаты занес в таблицу с поправкой естественного излучения.
   

i	1	2	3	4	5	6	7	8
d, мм	0	1	2	3	4	5	6	7
N	163	154	132	114	101	85	82	72

Вывод: Экспериментально полученное значения слоя половинного ослабления препарата цезия Cs¹³⁷ практически равна теоретическим данным d_1/2=0.60≈0.65 см.

Общий вывод:

Познакомился с природой и свойствами гамма-излучения, процессами, протекающими при взаимодействии гамма-излучения с веществом, закономерностями ослабления гамма-излучения в веществе и законом обратных квадратов расстояний. В упражнении 1 проверил закон обратных квадратов. После выполнения упражнения, можно утверждать, что, закон выполняется, однако имеются погрешности. При больших значениях d данный закон выполняется точнее. В упражнении 2 была проверена зависимость интенсивности гамма-излучения от толщины слоя поглощающего вещества. Как и требовалось ожидать, с увеличением толщины поглощающего слоя, уменьшалась интенсивность гамма-излучения.