Laboration – Bestäm tjockleken bly som halverar intensiteten av γ-strålning


Fysik B - NV08FMTTidigare har vi sett hur ett tunt skikt, nästan av vilket material som helst, kan stoppa α-strålning. Det beror på att α-partiklarna utgörs av heliumkärnor, som är förhållandevis stora när de ska igenom en barriär. β-strålning kräver ett tätare material, men här är också partiklarna mindre; β-strålning utgörs av elektroner. Slutligen har vi γ-strålning, den utgörs utav fotoner. För att stoppa γ-strålning krävs bly, eller något annat tätt material.

I den laboration vi ska göra nu på tisdag (den 26 april) skall det bestämmas vilken tjocklek av bly som krävs för att halvera strålningsintensiteten från ett givet γ-preparat. Det kommer vi att göra med hjälp av ett Geiger-Müller-rör (GM-rör) som är kopplat till en pulsräknare. Varje detekterat sönderfall kommer då att registreras på pulsräknaren. Pulsräknaren kan ställas in att mäta i olika långa tidsintervall, dvs att t ex mäts strålningen under 60 sekunder. Under laborationens gång väljer vi ett lagom långt intervall att mäta strålningen under; vi kallar detta intervall för T.

Under laborationen mäts antalet detekterade pulser från γ-preparatet, då ett antal (som ökar under mätningarna under respektive tidsintervall) blyplattor skärmar GM-röret.

Som vi vet bombarderas vi dagligen och stundligen av radioaktiva partiklar från bl a rymden och berggrunden (t o m kroppen innehåller isotoper som är radioaktiva, om än i mycket små mängder, det gäller t ex isotoperna C-14 och K-40). All denna s.k bakgrundsstrålning kommer också att detekteras  av GM-röret, varför denna måste räknas bort. Men för att räkna bort den måste vi känna till hur mycket det är. Vi gör, under ett tidsintervall T, en bakgrundsstrålningsmätning.

Gör en tabell enligt följande, där värdena noteras:

Tabell för mätning av pulser
Tabell för mätning av pulser

Som du ser skall du logaritmera antalet pulser i den kolumnen längst till höger. Det gör att du kan anpassa en rät linje där logaritmen av antalet pulser plottas som funktion av blytjockleken. I bästa fall erhålls en graf som liknar nedanstående (skalan på denna graf har inget med verkliga data att göra, syftet är att illustrera ett tänkt resultat).

EXEMPEL - Logaritm av antal pulser som funktion av tjocklek på barriär
EXEMPEL - Logaritm av antal pulser som funktion av tjocklek på barriär

Denna linjes ekvation bestäms. Med hjälp av den kan sedan funktionen som beskriver antalet detekterade pulser som funktion av blytjockleken bestämmas. Därefter kan den tjocklek som krävs för halvering bestämma algebraiskt.

Några tips: jämför metoden i laborationen där vi bestämde en lampas glödtråds temperatur med en liknande mätvärdesbehandling. Vilken typ av funktion är det fråga om i denna situation? Jämför vidare med teorin om halveringstid, speciellt hur den ”formeln” togs fram. Jämför för övrigt också metoden med uppgift 13.16 i Heureka! B. Det är en snarlik matematisk situation.

Redovisning: Ingen skriftlig rapport, men jag hoppas att några som är ”framåt” kan hålla en kort muntlig redovisning lektionen efter laborationen där metod och resultat beskrivs!

Laboration – Bestäm tjockleken bly som halverar intensiteten av γ-strålning

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s