 |
|
Лабораторная работа №1
Регистрация спектров альфа-частиц
Цель работы:
Знакомство с альфа – радиоактивностью, основными закономерностями и теорией альфа – распада.
Практическая часть работы включает знакомство с техникой и методикой спектроскопии альфа-частиц на примере регистрации альфа-спектра препарата 241Am вакуумируемым спектрометром с полупроводниковым детектором, последующую калибровку шкалы энергий. Затем следует регистрация спектра неизвестного альфа-источника и идентификация альфа-радиоактивного изотопа по полученному спектру.
Экспериментальная установка
В работе используется универсальный узел 1 сбора данных Cassy Lab 2 с модулем 2
многоканального анализатора MCA и соответствующее программное обеспечение. Источник альфа-частиц 3 и полупроводниковый детектор 4 размещены в герметичной вакуумной камере 5, которая откачивается форвакуумным насосом 6. На форвакуумном насосе 6 размещен игольчатый клапан 7, позволяющий плавно регулировать остаточное давление в камере 5. Значение остаточного давления индицируется манометром 8 в миллибарах. Детектор подключён кабелем с малой ёмкостью к предусилителю 9, формирующему сигнал с амплитудой порядка 1 В для многоканального анализатора 2.
Вакуумная камера позволяет в процессе работы, при откачанной камере, устанавливать источник альфа частиц под разными углами, а также крепить сменный рассеиватель и поглотитель. В данной работе рассеяние и поглощение альфа частиц не затрагиваются, органы управления на верхней крышке не используются.
Порядок выполнения работы:
1. Создали вакуум в камере с источником. Загрузили программное обеспечение CASSY Lab 2 и соответствующие настройки «Spectroscopy of alpha-radioactive samples». Запустили измерения и зарегистрировали спектр. Далее, разместили второй, «неизвестный», источник напротив детектора и зарегистрировали спектр.
Полученные результаты:
Черный график – спектр 241Am.
Серый график – спектр «неизвестного» образца.
Черный график – спектр 241Am.
Серый график – спектр «неизвестного» образца.
Аппроксимировали контуры гауссовским профилем одинаковой ширины.
Черный график – спектр 241Am.
Серый график – спектр «неизвестного» образца.
Для калибровки примем точку nA=0 --> EA=0; nA=1260 --> ЕА=5486 кэВ
Будем считать, что nA от ЕА зависит линейно.
Тогда энергия альфа-частиц «неизвестного» источника nA=1286,5 EA=5601 кэВ.
(1270 – 1250)*5486кэВ/1260/5601кэВ = 0,016 – разрешение спектрометра.
Вывод: в ходе работы был исследован спектр 241Am, получены кривые распределения количества частиц с заданной энергией и рассчитано разрешение спектрометра. На спектре наблюдается только одна спектральная линия 241Am, мы предположили, что эта линия соответствует энергии ЕА=5486 кэВ и, исходя из этого, определили энергию альфа-частиц неизвестного источника. Она равна EA=5601 кэВ.