Optagelse af et beta-energispektrum

Resultatskema

Apparatur

Der anvendes en elektromagnet med polsko, en magnetfeltmåler, en beta-kilde og et GM-rør med tæller i den viste opstilling.

Beta-ilden er monteret fast på den gradinddelte skive på gradtal 270. Tællerrøret er anbragt i et stativ på bordet i en højde med magnetpolerne og skivens centrum.

Udførelse

1. Mål baggrundstælletallet i 2 minutter. Korriger for baggrundsstrålingen i det følgende.
2. Anbring tællerrørets forkant ca. 4 cm fra skivens centrum.
3. Send under resten af forsøget en konstant strøm på ca. 2 A gennem magnetspolerne. Mål styrken af den magnetiske fluxtæthed mellem polskoene.
4. Anbring kilden i beholderen og mål tælletal i 2 minutter for de værdier af gradtallet u, der er anført i skemaet.
   

Teori

I kilden er der Sr-90, der b -henfalder til Y-90, som selv er beta-aktiv.

Opgave

Opskriv henfaldsskemaer for Sr-90 og Y-90. Angiv også halveringstider og Eb-max for de to henfald.

Magnetfeltet antages at være cirkulært med radius r samt homogent. Da beta-partiklernes hastigheder er sammenlignelige med lyshastigheden, c, er det nødvendigt at regne relativistisk. I følge relativitetsteorien gælder der følgende, idet

hvor

m₀ er elektronens hvilemasse, og m er massen, når hastigheden er v.

Opgave

Vis ud fra tegningen og teorien for bevægelser i B-felter, at der gælder

og

hvor R er radius i beta-partiklernes bane i magnetfeltet.

Af formlerne kan v findes som funktion af u.

Opgave

Vis, at der gælder

hvor

E_kin udregnes:

Efterbehandling

Tegn et energispektrum for beta-strålingen og forklar, hvorfor beta-artiklerne fra et bestemt radioaktivt stof udsendes med forskellige energier. Aflæs på grafen maksimalværdien for beta-partiklerne og sammenlign med teorien. Diskuter fejlkilderne.