УПРАЖНЕНИЕ 16. ОПРЕДЕЛЯНЕ ЕНЕРГИЯТА НА ГАМА-ЛЪЧИ ПО СЛОЯ НА ПОЛУОТСЛАБВАНЕ

Цел на упражнението е изучаване взаимодействието на -лъчи с веществото в т. нар. геометрия на преминаване и прилагането на един стар и прост метод за определяне енергията на -източник.

Теоретични бележки

Интензитетът на тесен, успореден, моноенергетичен сноп -лъчи отслабва при преминаване на -лъчите през слой вещество с дебелина d по експоненциален закон (вж. Допълнение 2):

(.41) I(d) = I₀e^d .

Тук I₀ е началният интензитет, а пълният коефициент на отслабване, който отчита всички взаимодействия на -лъчите при преминаване през веществото. Пълният коефициент на отслабване се дава с

(.42) ,

където _i = n_I, n е броят атоми в единица обем от веществото, а _i парциалното ефективно сечение за съответния процес на взаимодействие.

Основните процеси, водещи до отслабване в интензитета на падащия сноп -лъчи, са фотоефект, ефект на Комптън и възникване на двойка електронпозитрон. Приносът на всеки от тези три процеса съществено зависи от енергията на -лъчите и от атомния номер на веществото.

Експерименталното определяне на слоя на полуотслабване се свежда до следното. Измерва се интензитетът на сноп -лъчи в зависимост от дебелината на няколко поглътителя от един и същ материал. Построява се зависимостта на отслабването на интензитета от дебелината на поглътителите в полулогаритмичен мащаб. Получената графика представлява права с ъглов коефициент, равен на коефициента на отслабване за съответното вещество (линеен, ако дебелината е дадена в метри, или масов, ако се работи с масова дебелина). Слоят на полуотслабване се получава от израза