[практикум] [активация] [описание установки] [измерения]

Порядок выполнения работы
Ядерная физика в Интернете

    В данной задаче предлагается определить периоды полураспадов и содержание изотопов в образце по данным из кривой распада. В образце содержится два изотопа с разными периодами полураспада. Моделируется их активация в потоке тепловых нейтронов j = 106 нейтронов/см2сек. Для выполнения задачи необходимо:

  1. Оценить оптимальные времена облучения (tобл), охлаждения (tохл) и измерения (tизм) одной точки кривой распада. Для этого провести предварительные измерения, активировав образец и грубо оценить периоды полураспада. Оптимальным временем облучения для долгоживущего изотопа будет время, за которое его количество достигнет насыщения, т.е. ~5 его периодов полураспада. Оптимальным временем охлаждения для долгоживущего изотопа будет время, за которое бОльшая часть короткоживущий изотоп в основном распадется, т.е. ~ 5 периодов полураспада короткоживущего изотопа. Оптимальным временем облучения для короткоживущего изотопа, так же как и для долгоживущего, будет время, за которое его количество достигнет насыщения. Отимальное время охлаждения для короткоживущего изотопа - минимальное. Время измерения каждой точки должно быть по крайней мере в несколько раз меньше периода полураспада изотопа, чтобы получить достаточное количество точек его распадной кривой с приемлемой статистикой.

  2. Построить кривую распада  в полулогарифмическом масштабе. Примерный вид изображён на рис. 1.

    Рис.1
    Рис.1

    Номер канала i вязан со временем соотношением ti = itизм Выбрать время, после которого влиянием короткоживущего изотопа можно пренебречь (cтрелка на рис. 1), т.е. когда

    (1)

    где Ni - количество отсчетов в канале, Ni1 и Ni2 - вклады короткоживущего и долгоживущего изотопов соответственно, I01 и I02 - активности короткоживущего и долгоживущего изотопов в начале измерения, т.е. после облучения и охлаждения, лямбда1 и лямбда2 - соответствующие постоянные распада. Используя метод наименьших квадратов определить постоянную распада долгоживущего изотопа лямбда2 и его активность I02.

  3. Используя полученные лямбда2 и I02, выделить вклад короткоживущего изотопа

    Ni1 = Ni - .

    		 (2)

    Используя метод наименьших квадратов определить постоянную распада долгоживущего изотопа лямбда1 и его активность I01.

  4. Используя полученные значения периодов полураспада (T1/2 = ln 2/лямбда) с помощью таблицы идентифицировать короткоживущий и долгоживущий изотопы.

  5. Массы m1 и m2 изотопов определяются, из соотношения (см. Активация)

    ,

    (3)

    где A - массовое число изотопа, сигма - сечение его активации (в данном случае сечение реакции (n,гамма) на тепловых нейтронах, которое представлено в таблице), NA - число Авогадро. (В данном случае предполагается, что эффективность регистации активности 100%.)

[практикум] [активация] [описание установки] [измерения]