Изучение статистики радиоактивного распада

Star InactiveStar InactiveStar InactiveStar InactiveStar Inactive
 
  • Лабораторная работа

  • «Изучение статистики радиоактивного распада»

 

  • Цель работы: изучить особенности радиоактивного распада и выявить закономерности данного процесса.
  • Приборы и принадлежности: специальная установка, счетчик Гейгера-Мюллера, секундомер.
  • Краткая теория работы.

  • Радиоактивность–явление самопроизвольного превращения одних атомных ядер   в другие, сопровождающееся и спусканием различных видов ионизирующих излучений (a, b, gинекоторых элементарных частиц).
  • Радиоактивный распад ядер является статистическим процессом. Величину, пропорциональную вероятности распадаодного ядра, называют постоянной распада и обозначают l . Она различна для различных изотопов.
  • Пусть имеется N ядер радиоактивного изотопа спостоянной распада l . За время dt распадается dN ядер.Т огда
    • radioraspad1

       

      • (знак минус указывает на убывание числа ядер).Преобразуем это выражение:
      • radioraspad2
      • Про интегрируем последнее выражение, учитывая, что в момент времени число ядер:
      • radioraspad3
        • Последняя формула выражает основной закон радиоактивного распада(рис.1). Промежуток времени, закоторый число радиоактивных ядер уменьшается в два раза, называется периодом полураспада Т. Так  как
        • radioraspad4,то
        • radioraspad5
          • Активность препарата
          • radioraspad6,где
            • radioraspad7-число распадов ядер;

            •  

              • radioraspad9-время, в течение которого шёл распад.
                    • Ионизирующее излучение оказывает специфическое воздействие на биологические объекты. Его физическое воздействие на ткани живого организма заключается в процессах возбуждения и онизации атомов и молекул. При этом разрываются химические связ и молекули сами молекулы распадаются на составные химические радикалы. Такие изменения вызывают нарушения в нормальной жизнедеятельности клетки и могут привести к её гибели. Биологический эффект воздействия зависит от вида ионизирующего излучения, дозы облучения, времени воздействия. Размеров облучаемой поверхности и индивидуальной чувствительности организма.
                    • Любые виды ионизирующих излучений являются опасными для организма. Длительное воздействие облучения в значительных дозах может привести к тяжёлым последствиям. Наиболее чувствительны к поражению кровь и клетки кроветворных органов. Поэтому первым признаком лучевого поражения является изменение состава крови. При облучении нарушается способность клетки к делению, поэтому сильнее поражаются растущие организмы.
                    • Альфа - излучение радиоактивных изотопов обладает малой проникающей способностью. Потоки a-частиц при внешнем облучении не представляют опасности для человека, так как они полностью задерживаются тканью одежды, а при попадании на открытые участки тела поглощаются ороговевшим слоем кожи.Однакоприпопаданииa-радиоактивных веществ внутрь организма излучение оказывает губительное действие на клетки. Бета-излучение обладает большей проникающей способностью и может представлять опасность и привнешнем облучении.
                    • Работа с любыми источниками радиоактивного излучения требует принятия мер для защиты человека от его воздействия. Для выбора необходимых способов  и средствз ащиты следует знать дозы ионизирующих облучений, а также активность радиоактивных препаратов. Для определения доз применяют дозиметрические устройства–дозиметры. Активность радиоактивных изотопов измеряют радиометрами.
                    ВСИ активность изотопов измеряется в беккерелях (Бк). Один Бк равен активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором происходит 1 акт распада за 1 с. До введения СИ использовались и сейчас используются другие единицы– кюри (Ки) и резерфорд (Рд).
                    • radioraspad10;radioraspad11.
                      • Один грамм чистого радия имеет активность примерно равную 1 Ku.
                        • Атмосферный воздух обладает естественной радиоактивностью, которая обусловлена в основном наличием в нём радона и продуктов его распада. Радон–инертный газ, являющийся продуктом распада радия, содержащегося в почве. Количество радо на ввоздухе определяется содержанием радия в почве и условиями выхода радона из почвы. Продуктами распада радонаradioraspad12являются изотопыradioraspad13и др. Все изотопы радона являются a-излучателями, в то время как превращение продуктов распада радона происходит с испусканием a или b-излучения (частиц). Некоторые коротко живущие продукты распада изотопов радона распадаются с испусканием a и b-частиц.
                        • Несмотря на малую концентрацию этих изотопов в воздухе, их можно сравнительно легко обнаружить. При встрече с твёрдыми частицами дыма, пыли, капелькам и тума на радиоактивные изотопы оседают на их поверхности. Если пропустить значительный объём воздуха через фильтр, улавливающий твёрдые частицы, то можно сконцентрировать естественные радиоактивные изотопы, присутствующие в данном объёме воздуха, в небольшом объёме фильтра. Для этой цели можно использовать специальные аэрозольные фильтры, а также вату, фильтровальную бумагу. Активность полученного таким образом препарата зависит в основном от b-радиоактивности изотоповradioraspad14
                            • Порядок выполнения работы:

                              • 1) Внимательно прочитать теорию работы ио писаниеу становки.
                              • 2) Ознакомиться с программой PowerGraph 2.1, которая будет использоваться в данной лабораторной работе, и установить следующие параметры:
                            • Меню Setup→AllGraphs→NumberofGraphs→1(на экране будет выводиться только 1  график)
                            • Меню Setup→SamplingRate→100(устанавливается частота 100Гц)
                            • Меню Graph→Channel→Ch1(запись будет производиться только по одному каналу)
                            • Меню Graph→Scale→10V(мощность подаваемого сигнала 10В)
                              • 3) Подключить установку к компьютеру и удостовериться в устойчивом сигнале.
                              • 4) Запустить PowerGraph2.1, нажав кнопку Start. Измерения проводить в течение 20 минут. По окончании нажать кнопку Stop.
                              • 5) Полученный результат сохранить как TextFiles (*.txt) в блокноте и заменить в нем все запятые на точки (Меню Правка→Заменить…).
                              • 6) Теперь этот текстовый документ необходимо обработать в программах MathCAD7 Professional приведенных ниже.
                          • Вырезаем только максимальные значения:

                            • radioraspad15
                          • radioraspad16
                          • Убираем все нулевые значения, оставляем только максимальные значения импульса в определенные моменты времени:


                            • radioraspad17
                            • radioraspad18
                            • radioraspad19
                              • Количествоимпульсовпоинтерваламвремени:

                              • radioraspad20
                              • radioraspad21
                                • Распределение интервалов импульсов во времени:

                                • radioraspad22
                                • radioraspad23
                                • radioraspad24
                                  • Амплитуды импульсов:

                                  • radioraspad25
                                  • radioraspad26

Сейчас читают