Radioaktivitet
I denne øvelse bruges et GM-rør til at detektere gammastråling. Øvelsen omfatter flere forskellige punkter:
GM-røret kan sluttes til en tæller med dobbelt display, og resultaterne nedskrives efterhånden som de foreligger. Som alternativ kan benyttes dataopsamlingsudstyr (ADACT System, Ålborgkasse eller en tæller med seriel udgang) og et dertil beregnet dataopsamlingsprogram. I hele forsøget registreres strålingen i 30-sekunders intervaller. Strålingens intensitet (tællehastigheden) I kan i rapporten angives som tællinger pr. 30 sekunder, eller omregnes til tællinger pr. sekund. 1) GM-rørets karakteristik.
2) Baggrundsstrålingen.
3) Absorption af g-stråling i bly.
Grafens halveringskonstant, som kaldes halveringstykkelsen, bestemmes, og af formlen
bestemmes absorptionskoefficienten 4) Bestemmelse af halveringstiden for 137Ba*.I forsøget måles på gammastråling fra radioaktiv 137Ba*. Det radioaktive Barium dannes som led i henfaldet af 137Cs , som i ca 93% af tilfældene omdannes til Barium med overskud af energi:
Denne proces er langsom, halveringstiden er ca 30 år. Det radioaktive Barium er derimod meget ustabilt, og omdannes til hurtigt til stabil Ba ved udsendelse af -stråling:
Det er denne gammastråling, vi måler på i forsøget.
Hvis der er tid, gentages forsøget. Intensiteten I korrigeres for baggrund, og tegnes som funktion af tiden i et enkeltlogaritmisk koordinatsystem. Hvad kan man konkludere af grafen? Kommenter grafens udseende! Aflæs halveringstiden T1/2, og beregn henfaldskonstanten k. Der gælder formlen
k angives i enheden min-1 eller s-1. Tabelværdien af T1/2 er 2,6 minutter.
|
Sammenhængen mellem rørets forsyningsspænding U og tællehastigheden I undersøges. Tegn en graf, som viser I som funktion af U. Bestem det interval af U-værdier, der giver den højeste tællehastighed, og vælg en U-værdi midt i dette interval til brug i resten af øvelsen.
Alle radioaktive kilder skal være langt fra GM-røret. Baggrundsstrålingen registreres i et antal 30-sek. perioder, og der beregnes et middeltal. Der skal foretages mindst 10 målinger.
Afstanden fra GM-røret til gammekilden skal være ca 10 cm. For hver pladetykkelse foretages tre målinger af intensiteten, tag gennemsnit. Tallene korrigeres for baggrundsstrålingens indflydelse, og der tegnes en graf på enkeltlogaritmisk papir, som viser intensiteten som funktion af pladetykkelsen x. Hvad kan man konkludere fra grafen?
i enheden mm-1
Minigeneratoren indeholder 137Cs, og dermed også Barium, som til stadighed dannes under omdannelsen af Cæsium. Pipetteflasken fyldes med ca 3 mL af en sur NaCl-opløsning. Opløsningen presses langsomt igennem minigeneratoren. Herved udvaskes noget af den 137Ba, der til stadighed dannes i minigeneratoren, og drypper ned i reagensglasset. 137Cs er derimod uopløselig. Minigeneratoren fjernes fra opstillingen, og tællingerne noteres, indtil tallene nærmer sig baggrundsstrålingen.