[практикум] [активация] [описание установки] [измерения]
Порядок выполнения работы |
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:
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.
Построить кривую распада в полулогарифмическом масштабе. Примерный вид изображён на 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, 1
и
2 -
соответствующие постоянные распада. Используя
метод наименьших квадратов определить
постоянную распада долгоживущего изотопа
2 и его
активность I02.
Ni1 = Ni - |
(2) |
Используя метод наименьших квадратов
определить постоянную распада долгоживущего
изотопа 1 и
его активность I01.
Используя полученные значения
периодов полураспада (T1/2 = ln 2/) с помощью таблицы идентифицировать
короткоживущий и долгоживущий изотопы.
|
(3) |
где A - массовое число изотопа, - сечение его активации
(в данном случае сечение реакции (n,
) на тепловых
нейтронах, которое представлено в таблице),
NA - число Авогадро. (В данном случае
предполагается, что эффективность регистации
активности 100%.)