Лабораторная работа №2
A-распад. Прохождение a-излучения через вещество.
Длина свободного пробега a-частиц в воздухе.
I. Цель работы: 1. Изучить явление радиоактивности и метод определения длины свободного пробега a-частиц в воздухе.
2. Определить длину свободного пробега a-частиц в воздухе с помощью торцового счетчика.
II. Приборы и принадлежности: Счетчик импульсов, торцовый счетчик. Препарат (источник a-частиц), секундомер.
III. Теоретическая часть..
Соотношение между пробегом и энергией. Тяжелые заряженные частицы теряют энергию при прохождении через вещество в основном за счет неупругих столкновений с электронами атомов. Так как на отрыв электрона затрачивается энергия, а концентрация атомов велика, то потеря энергии происходит практически непрерывно. Путь, проходимый частицей в данном веществе, называется пробегом R.
Пробег должен зависеть, очевидно, от вещества (z - заряда ядра и М - массы атома), от заряда zm и массы m движущейся частицы и от ее энергии Е. Соотношение между пробегом и энергией получено как теоретически, так и экспериментально. Пробег протона RН в воздухе можно описать соотношением:
,
где R в м, Е - в Мэв. Эта формула справедлива для интервала энергии протона от нескольких Мэв до 200 Мэв. Соотношение показывает, что пробег протона в воздухе пропорционален его скорости в степени 3,6. Для a-частиц, испускаемых естественно-радиоактивными элементами R a» Е 3,2, или R a» v 3. В таблице дана зависимость R a от энергии. Если известен пробег протонов RН, то пробег других тяжелых частиц R mможет быть подсчитан на основании соотношений:
,
где МН - масса протона,
m - масса тяжелой частицы (a-частицы, дейтона, мезона),
Iz m- заряд частицы,
zН - заряд протона.
Таблица
Зависимость пробега a-частиц R aв воздухе,