ABSORPTION AV GAMMASTRÅLNING



Relevanta dokument
Laboration 36: Nils Grundbäck, e99 Gustaf Räntilä, e99 Mikael Wånggren, e99 8 Maj, 2001 Stockholm, Sverige

Strålning Radioaktivitet och strålskydd

1. Mätning av gammaspektra

Laborationer i miljöfysik Gammaspektrometri

Laborationskurs i FYSIK B

Strålning. Laboration

7 Comptonspridning. 7.1 Laborationens syfte. 7.2 Materiel. 7.3 Teori. Att undersöka comptonspridning i och utanför detektorkristallen.

GAMMASPEKTRUM Inledning

PRODUKTION OCH SÖNDERFALL

Strålning. Radioaktivitet och strålskydd NATIONELLT RESURSCENTRUM I FYSIK LUNDS UNIVERSITET 2015

4 Halveringstiden för 214 Pb

PLANCKS KONSTANT.

MOMENTLAGEN. Att undersöka verkan av krafter vars riktningslinjer ej sammanfaller.

8 Röntgenfluorescens. 8.1 Laborationens syfte. 8.2 Materiel. 8.3 Teori Comptonspridning

Neutronaktivering. Laboration i 2FY808 - Tillämpad kvantmekanik

Lärarhandledning GDM 10 Version 1.0

M0038M Differentialkalkyl, Lekt 4, H15

Statistisk precision vid radioaktivitetsmätning och Aktivitetsbestämning ur uppmätt räknehastighet

3 NaI-detektorns effektivitet

Miljöfysik FYSA Laboration 6. Absorption av joniserande strålning + Radioaktivitet i vår omgivning

Fysik. Laboration 4. Radioaktiv strålning

Del A: Begrepp och grundläggande förståelse

Kaströrelse. 3,3 m. 1,1 m

1. Ange de kemiska beteckningarna för grundämnena astat, americium, prometium och protaktinium. (2p). Svar: At, Am, Pm, Pa

Hjälpmedel: Kungakrona, bägare, vatten, dynamometer, linjal, våg, snören och skjutmått

WALLENBERGS FYSIKPRIS 2016

Uppgift: Bestäm det arbete W som åtgår att Iyfta kroppen på det sätt som beskrivits ovan och bestäm och så kroppens densitet ρ.

tentaplugg.nu av studenter för studenter

Lösningar till tentamen i kärnkemi ak

Rotationsrörelse laboration Mekanik II

Lösningar till tentamen i kärnkemi ak

BANDGAP Inledning

Ljusets polarisation

Kundts rör - ljudhastigheten i luft

Strömning och varmetransport/ varmeoverføring

EXPERIMENTELLT PROBLEM 2 DUBBELBRYTNING HOS GLIMMER

Sönderfallsserier N α-sönderfall. β -sönderfall. 21o

Uppgift 1-9. Endast svar krävs. Uppgift Fullständiga lösningar krävs. 120 minuter för Del B och Del C tillsammans. Formelblad och linjal.

TILLÄMPAD ATOMFYSIK Övningstenta 2

BANDGAP Inledning

3.7 γ strålning. Absorptionslagen

Linnéuniversitetet. Naturvetenskapligt basår. Laborationsinstruktion 1 Kaströrelse och rörelsemängd

Miniräknare, formelsamling

Inledande kurs i matematik, avsnitt P.2. Linjens ekvation kan vi skriva som. Varje icke-lodrät linje i planet kan skrivas i formen.

Fysikaliska modeller. Skapa modeller av en fysikalisk verklighet med hjälp av experiment. Peter Andersson IFM fysik, adjunkt

Alla svar till de extra uppgifterna

Tillämpad kvantmekanik Neutronaktivering. Utförd den 30 mars 2012

2 Materia. 2.1 OH1 Atomer och molekyler Kan du gissa rätt vikt?

Atomens uppbyggnad. Atomen består av tre elementarpartiklar: Protoner (+) Elektroner (-) Neutroner (neutral)

Fysikum Kandidatprogrammet FK VT16 DEMONSTRATIONER MAGNETISM II. Helmholtzspolen Elektronstråle i magnetfält Bestämning av e/m

Andra EP-laborationen

PROV I FYSIK KURS B FRÅN NATIONELLA PROVBANKEN

Var försiktig med elektricitet, laserstrålar, kemikalier osv. Ytterkläder får av säkerhetsskäl inte förvaras vid laborationsuppställningarna.

UPPGIFTER KAPITEL 2 ÄNDRINGSKVOT OCH DERIVATA KAPITEL 3 DERIVERINGSREGLER

Introduktion till Word och Excel

FEL I TEXT X Femte upplagan, Första tryckningen

0,22 m. 45 cm. 56 cm. 153 cm 115 cm. 204 cm. 52 cm. 38 cm. 93 cm 22 cm. 140 cm 93 cm. 325 cm

Uppgift 1. Bestämning av luftens viskositet vid rumstemperatur

Tentamen. Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt basår / bastermin BFL 120 / BFL 111

Experimentella metoder, FK3001. Datorövning: Finn ett samband

Hur funkar 3D bio? Laborationsrapporter Se efter om ni har fått tillbaka dem och om de är godkända!

Fredrik Jonasson Björn Sparresäter

SVÄNGNINGSTIDEN FÖR EN PENDEL

Statistiska samband: regression och korrelation

Microcounter Användarmanual

Är det man ser det som sker?

5. Bestämning av cesiumaktivitet

Uppgift 1. Kraftmätning. Skolornas Fysiktävling Finalens experimentella del. Isaac Newton

Laborationer i miljöfysik. Solcellen

Laborationsrapport neutronaktivering

Arbeta med normalfördelningar

FINALTÄVLING SVENSKA FYSIKERSAMFUNDET

Tentamen: Baskurs B i Fysik, del1, 4p kl

Upp gifter I=2,3 A. B=37 mt. I=1,9 A B=37 mt. B=14 mt I=4,7 A

LÄRARHANDLEDNING Harmonisk svängningsrörelse

Laboration Photovoltic Effect Diode IV -Characteristics Solide State Physics. 16 maj 2005

Polarisation laboration Vågor och optik

Varje laborant ska vid laborationens början lämna renskrivna lösningar till handledaren för kontroll.

I 1 I 2 I 3. Tentamen i Fotonik , kl Här kommer först några inledande frågor.

Elektricitetslära och magnetism - 1FY808. Lab 3 och Lab 4

Manual för RN

Till exempel om vi tar den första kol atomen, så har den: 6 protoner, 12 6=6 neutroner, 6 elektroner; atommassan är också 6 men masstalet är 12!

Repetitionsprov på algebra, p-q-formeln samt andragradsfunktioner

Fotoelektriska effekten

FUMK50020 Secvest trådlös öppningsdetektor mini

DEL-LINJÄRA DIAGRAM I

Att verifiera Biot-Savarts lag för en platt spole samt att bestämma det jordmagnetiska fältets horisontalkomposant

Ljusets böjning & interferens

Studieanvisning i Optik, Fysik A enligt boken Quanta A

EXPERIMENTELLA METODER LABORATION 2 UPPTÄCK ETT SAMBAND BALKEN

Hur funkar 3D bio? Laborationsrapporter. Räknestuga. Förra veckan kapitel 16 och 17 Böjning och interferens

för gymnasiet Polarisation

Bestämning av hastighetskonstant för reaktionen mellan väteperoxid och jodidjon

DEL AV KV YRKESSKOLAN

Röntgenteknik. Vad är röntgenstrålning? - Joniserande strålning - Vad behövs för att få till denna bild? Vad behövs för att få till en röntgenbild?

ATOM OCH KÄRNFYSIK. Masstal - anger antal protoner och neutroner i atomkärnan. Atomnummer - anger hur många protoner det är i atomkärnan.

Matematik och modeller Övningsuppgifter

Konduktivitetsmätning

Strålning från varmfackla vid biogas förbränning

Planering för kurs A i Matematik

Transkript:

ABSORPTION AV GAMMASTRÅLNING Uppgift: Materiel: Teori: Att bestämma ett samband för den intensitet av gammastrålning som passerar en absorbator, som funktion av absorbatorns tjocklek. Att bestämma halveringstjockleken av aluminium, järn och bly för gammafotoner från 137 Cs. GM-rör Räknare 137 Cs-preparat Sats med absorbatorplattor Stativmaterial (stativfot, stativstång 50 cm, 2 muffar och 1 trefingerklämma). Ett punktformigt preparat sänder ut strålning, i detta fall β-partiklar och γ-fotoner i alla riktningar, dvs isotropt. Det antal fotoner som träffar GM-röret, beror av avståndet mellan preparat och detektor. Dessutom är det bara en bråkdel av de fotoner, som träffar detektorn, som joniserar gasen i GM-röret och därmed räknas. Större delen av β-partiklarna absorberas i plastskyddet över GM-rörets fönster och i själva fönstret. Gammastrålningen har ingen bestämd räckvidd, till skillnad från α- och β-strålning. Den absorbatortjocklek, som dock behövs för att reducera den genomgående strålningens intensitet till hälften av den infallandes, kallas halveringstjocklek. Utförande: Fäst GM-röret vertikalt i en av muffarna. Börja med att mäta bakgrundsstrålningen (nollaktiviteten) utan Cs-preparat. Avsluta sedan laborationen med en ny mätning av bakgrunden. Gör 5 mätningar om vardera 10 s och för in resultaten i tabell 1. Sätt fast 137 Cs-preparatet i den andra muffen rakt ovanför GM-röret och på så stort avstånd att blyabsorbatorerna med den sammanlagda tjockleken 40 mm kan läggas direkt på plastkoppen över GM-rörets fönster. Gör 5 mätningar om vardera 10 s och för in resultaten i tabell 2. Tag bort 4 mm bly, mät igen, för in i tabellen och fortsätt tills alla plattor är borta dvs det är 0 mm bly mellan preparat och GM-rör. I den sista kolumnen i tabell 2-4 anges ett beräknat medelvärde subtraherat med bakgrundsstrålningen. Öka avståndet mellan preparat och GM-rör så att 75 mm aluminium får plats. Genomför mätningen på samma sätt som för bly och ta bort 5 mm aluminium efter varje mätserie. Avsluta mätningarna med att genomföra samma försök med järnabsorbatorer. Tabell 1: Bakgrundsstrålningen under 10 s. Antal pulser / 10 s Medelvärde Före Efter

Tabell 2: Antalet pulser som funktion av absorbatortjockleken med blyabsorbator Pb (mm) Antal pulser / 10 s Medelvärde Medelvärdebakgrund 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 Tabell 3: Antalet pulser som funktion av absorbatortjockleken med aluminiumabsorbator Al (mm) Antal pulser / 10 s Medelvärde Medelvärdebakgrund 0 5 10 15 20 25 30 35 32

40 45 50 55 60 65 70 75 Tabell 4: Antalet pulser som funktion av absorbatortjockleken med järnabsorbator Fe (mm) Antal pulser / 10 s Medelvärde Medelvärdebakgrund 0 5 10 15 20 25 30 35 32 40 45 50 55 60 65 70

75 Diagram: Medelvärdet av antalet pulser/10 s - bakgrunden, dvs intensiteten, ur tabell 2-4 avsättes längs den logaritmiska axeln och absorbatortjockleken längs den lineära axeln på lin-log papper. Grafen approximeras med en rät linje. Ekvationen för denna uttrycks som en exponentialfunktion med basen e. Halveringstjockleken är det antal mm bly som behövs för att reducera strålningen till hälften. Resultat:

Kommentarer till laborationen Materiel: Till varje laborationsgrupp behövs: GM-rör art nr 19-001630 GM-räknare art nr 19-000003 eller Korttidsräknare Z24, GM art nr 10-00224 eller Korttidsräknare MC24E, GM art nr 19-001356 137 Cs-preparat art nr 19-000300 Sats absorbatorplattor art nr 19-008340 Stativfot t ex H-form art nr 00-002022 Stativstång ca 50 m t ex art nr 00-050008 2 muffar t ex art nr 00-002202 1 trefingerklämma t ex 00-002800 Spänningen till GM-röret skall vara ca 500 V. Det är enklast att montera GM-röret i en muff vertikalt och lägga absorbatorplattorna direkt på röret som då måste ha kvar plastproppen över fönstret. Efter mätningen av bakgrundsstrålningen placeras 137 Cs-preparatet i trefingerklämmaren rakt ovanför GM-röret. För att undvika att eleverna väljer för kort avstånd mellan preparat och GM-rör är det bäst att först lägga på alla absorbatorplattorna och avpassa avståndet så att preparatet kommer någon mm från den närmaste absorbatorplattan.

Exempel på mätresultat Tabell 1: Bakgrundsstrålningen under 10 s. Antal pulser / 10 s Medelvärde Före 2 2 2 4 1 7 3 Efter 3 2 3 1 5 4 3 Tabell 2: Medelvärde 3 Antalet pulser som funktion av absorbatortjockleken med blyabsorbator Pb (mm) Antal pulser / 10 s Medelvärde Medelvärdebakgrund 0 115 117 121 117 109 115,8 112,8 4 77 75 72 76 81 76,2 73,2 8 55 66 52 47 49 53,8 50,8 12 41 35 31 35 32 34,8 31,8 16 31 23 29 23 20 25,2 22,2 20 14 20 21 18 13 17,2 14,2 24 8 12 13 12 14 11,8 8,8 28 9 12 6 4 13 8,8 5,8 32 5 5 6 8 6 6 3 36 9 4 4 6 5 5,6 2,6 40 7 4 2 5 1 3,8 0,8

Med 4 mm bly blir intensiteten 80 pulser/10 s Med 22 mm bly blir intensiteten 10 pulser/10 s 3 x halveringstjockleken är alltså = 18 mm Halveringstjockleken = 6,0 mm Abs.koeff. 0,1157 mm -1 Teoretiskt 0,116 mm -1 Halvtjocklek = ln 2/0,1157 = 6,0 mm Tabell 3: Antalet pulser som funktion av absorbatortjockleken med aluminiumabsorbator Al (mm) Antal pulser / 10 s Medelvärde Medelvärdebakgrund 0 42 47 40 53 53 47 44 5 35 43 43 50 35 41,2 38,2 10 37 28 45 47 22 35,8 32,8 15 35 28 30 38 33 32,8 29,8 20 41 30 33 32 35 34,2 31,2 25 38 28 25 35 33 31,8 28,8 30 39 32 27 30 30 31,6 28,6 35 25 25 26 26 28 26 23 40 26 23 27 26 24 25,2 22,2 45 14 30 20 33 25 24,4 21,4 50 20 19 19 18 18 18,8 15,8 55 17 17 16 20 27 19,4 16,4 60 15 19 18 15 22 17,8 14,8 65 11 16 17 12 11 13,4 10,4 70 16 17 13 16 12 14,8 11,8 75 12 16 16 21 15 16 13

Med 4 mm aluminium blir intensiteten 40 pulser/10 s Med 82 mm aluminium blir intensiteten 10 pulser/10 s 2 x halveringstjockleken är alltså = 78 mm Halveringstjockleken = 39 mm

Abs.koeff. 0,0179 mm -1 Teor. 0,0194 mm -1 Halvtjocklek = ln 2/0,0179 =38,7mm Tabell 4: Antalet pulser som funktion av absorbatortjockleken med järnabsorbator Fe (mm) Antal pulser / 10 s Medelvärde Medelvärdebakgrund 0 54 41 51 45 49 48 45 5 40 42 33 34 42 38,2 35,2 10 29 31 29 28 31 29,6 26,6 15 27 30 24 26 23 26 23 20 18 13 16 21 15 16,6 13,6 25 12 16 12 14 17 14,2 11,2 30 14 14 12 10 13 12,6 9,6 35 13 10 9 11 12 11 8 40 12 11 11 8 10 10,4 7,4 45 8 6 7 7 5 6,6 3,6 50 7 8 3 5 4 5,4 2,4 55 7 5 4 3 3 4,4 1,4 60 5 2 3 5 4 3,8 0,8 65 4 4 4 3 3 3,6 0,6 70 2 4 5 5 5 4,2 1,2 75 2 2 5 5 3 3,4 0,4

Med 4 mm järn blir intensiteten 40 pulser/10 s Med 38 mm järn blir intensiteten 5 pulser/10 s 3 x halveringstjockleken är alltså = 34 mm Halveringstjockleken = 11 mm Abs.koeff. 0,0627 mm -1 Halvtjocklek = ln 2/0,0627 =11,1mm