Физикалық практикум

142 
 
 
18.1-сурет. Бета-спектр 
 
Зерттеулер белгілі  -радиоактивті сынамалардың максимал энергияларының мәндері 
15  КэВ  пен  15  МэВ  арасындағы  кең  алқапты  қамтитынын  көрсетті.  Ауыр  ядролар  үшін 
орташа энергия 
max
)
(
5
/
1
)
(
e
ор
e
T
T
, ал жеңіл ядролар үшін 
max
)
(
2
/
1
)
(
e
ор
e
T
T
 
Бета-радиоактивті ядролардың жартылай ыдырау периодтары 10
-2
с-тан 2*10
15
  жылға 
дейін өзгереді. 
18.2.2.  Зарядталған  бөлшектер  зат  арқылы  өткенде,  оның  энергиясы  иондау  тежелуі, 
радиациондық тежелу және Черенков нұрлануы есебінен кемиді. 
Электронның әр соқтығысында оның импульсы мен энергиясы айтарлықтай өзгереді 
және  бұл  өзгерістер  аса  шашыраңқы  болады.  Сол  себептен  энергиялары  бірдей 
электрондардың  өзінің  заттың  бірдей  калыңдығын  өткен  кездегі  шытырман  сынық  сызық 
жолдары әртүрлі болады. Сондықтан, монохроматты электрондардың затта жұтылу қисығы 
18.2-суретте  көрсетілгендей  болады.  Мұндағы,  N-заттың  калыңдығы  d  қабатын  өткен 
электрондардың, N
0
-заттың сырт бетіне түскен электрондардың саны, d-заттың электрондар 
өткен қалыңдығы. Егер спектрі үздіксіз электрондардың (яғни, радиоактивтік сынамалардың 
бета-бөлшектерінің)  затта  жұтылуын  бақыласа,  онда  жұтылу  қисығының  түрі  басқаша 
болады.  (18.2-суреттегі  2-қисық).  Ол  моноэнергиялық  электрондар  жұтылуын  сипаттайтын 
қисықтардың өте көп санының міңгесуінің салдарынан пайда болады. 
 

143 
 
18.2-сурет. 
 
Радиоактивті  бета-нұрланғыштардың көпшілігі  үшін N мен N
o
-дің  өзара  тәуелділігін 
жорамал түрде қанағаттанарлық дәлдікпен 
d
e
N
N
0
   
  
                                    (18.9) 
өрнегімен  бейнелеуге  болады.  Мұндағы 
-жұтылу  (жұту)  коэффициенті,  d-жұтқыштың 
қалыңдығы.  Қалыңдықтың  кіші  және  өте  үлкен  мәндері  үшін  экспоненциалдық  заң  дәл 
орындалмайды. Тәжірибе жұтылу   коэффициентінің заттың   тығыздығына пропорционал, 
ал 
/
 қатынасының  заттың  табиғатына  тәуелсіз  дерлік  екенін  көрсетеді. 
/
 шамасын 
массалық жұту коэффициенті деп атайды. Оның өлшемі [см
2
 г
-1
]. 
Жұтылудың физикалық факторларының әр қайсысының ролін қарастырайық. 
2
c
m
T
e
e
 электрондар  үшін  бірлік  жолдағы  иондау  шығынын  (ауыр  бөлшектер  үшін 
шығынмен  шатастырмау  керек)  қарапайым  түрде 
nZ
dx
dE
нур
~
)
/
(
 түрінде  жазуға  болады. 
Мұндағы n-ортаның ядроларының тығыздығы, Z-заттың ядросының электр заряды. 
Электрондардың  бірлік  жолдағы  тежелу  шығынын  жуықтап 
2
~
)
/
(
Z
nT
dx
dE
e
нур
 
қатынасымен анықтауға болады. Мұндағы 
e
T
 - электрондардың кинетикалық энергиясы. 
Егер 
e
T
 МэВ-пен өлшенсе 
800
)
/
(
)
/
(
Z
T
dx
dE
dx
dE
e
ион
нур
 
 
                                     
(18.10) 
Берілген  жұмыста  жұтқыш  ретінде  қолданылатын  мыс  (Z=29)  пен  алюминий  (Z=13) 
мен белгілі бета-нұрланғыштардың максимал энергиясы (15 МэВ) үшін (18.10)-нан, тежелу 
шығынының  елеусіз  аз  болатыны  көрінеді.  Біз  қарастыратын  орта  жарық  өткізбейді, 
сондықтан Черенков нұрлануы болмайды. 
Сонымен,  біз  үшін  иондау  шығынының  ғана  мәні  бар.  Тек  иондау  шығынын  елеп, 
электрондардың  максимал 
max
)
(
e
T
 энергиясы  мен  олардың  заттағы  максимал  жүру  жолы 
арасындағы қатынасты былай жаза аламыз: 
МэВ
T
МэВ
T
d
R
e
e
m
15
.
0
)
(
05
.
0
],
0028
.
0
)
(
15
.
0
[
max
max
 
үшін (18.11) 
МэВ
T
МэВ
T
R
e
e
18
.
0
)
(
15
.
0
,
)
(
407
.
0
max
58
.
1
max
 
үшін (18.12) 
МэВ
T
T
R
e
e
8
.
0
)
(
],
155
.
0
)
(
542
.
0
[
max
max
 
      
үшін (18.13) 

144 
 
Мұндағы 
R
-г/см
2
-пен  алынған,  бета-бөлшектерді  толық  жұтуға  (демек,  максимал 
энергиялы  бета  бөлшектерді  жұтуға)  керек  алюминийдің  қалыңдығы, 
max
)
(
e
T
 бөлшектердің 
МэВ-пен алынған максимал энергиясы, d-см-мен алынған қалыңдық. 
Бұл  қатынас  бета  спектрдің  максимал  энергиясын  заттың  тәжірибеден  алынған, 
радиоактивті  сынаманың  бета-бөлшектері  толық  жұтылатын,  қалыңдығынан  анықтауға 
мүмкіндік береді. 
 

жүктеу/скачать 3,87 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: