Пробіг і екранування альфа-променів з Cobra SMARTsense

Екранування радіоактивного випромінювання

α-частинки мають пробіг у кілька сантиметрів у повітрі. Причина цього - їхня висока питома іонізаційна здатність у повітрі. Джерело випромінювання, яке використовують у цьому досліді, випромінює α-промені різних значень енергії, тож безпосередньо розрізнити їх лічильником Гейгера-Мюллера неможливо. Тому відносний вплив аркуша паперу, який повністю поглинає α-частинки, можна простежити за швидкістю лічби.

Попередні знання

Як попередні знання учні мають володіти поняттями «швидкість лічби», «фонова швидкість лічби», а також умінням поводитися з лічильником Гейгера-Мюллера. Крім того, учні мають усвідомлювати, що радіоактивність - це природні процеси і що йдеться про статистично мінливі явища. Окрім того, мають бути відомі різні види випромінювання.

Принцип

Пробіг α-променів визначають за допомогою екранування папером, який повністю поглинає α-частинки і тим самим спричиняє зменшення інтенсивності випромінювання.

Навчальна мета

Мета досліду - визначити пробіг і екранування α-променів.

Завдання

Учні визначають пробіг α-променів, екрануючи α-частинки папером.

• Зменшення швидкостей лічби зі збільшенням відстані не можна однозначно пояснити перевищенням пробігу α-частинок. Папір хоч і поглинає α-частинки повністю, але послаблює також інтенсивність α-випромінювання. Тому і за межами пробігу α-частинок швидкості лічби зменшуються через папір. Особливо в діапазоні великих відстаней і, отже, малих швидкостей лічби різниці швидкостей лічби без поглинання і з поглинанням теж дуже малі; тому при обчисленні відсоткового спадання швидкостей лічби можуть виникати значні відхилення. Тому за дедалі менших швидкостей лічби необхідно збільшувати часи вимірювання.
• Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
  

• Активність використаного джерела випромінювання, 3 кБк, доволі мала, проте джерело слід виймати з контейнера для зберігання лише на час виконання досліду.
• Треба дотримуватися загальноприйнятих правил поводження з радіоактивними препаратами згідно з Положенням про радіаційний захист.

Радіоактивний матеріал, екранований свинцем

Коли думаєш про пробіг і екранування радіоактивного випромінювання, а також про радіаційний захист, одразу спадають на думку товсті захисні шари з бетону чи свинцю. Але чи потрібні вони для всіх видів випромінювання?

У цьому досліді вимірюють пробіг α-випромінювання в повітрі.

• Запиши в протокол швидкість лічби α-джерела для різних відстаней спершу в повітрі, а потім з аркушем паперу в ході променів.
• Порівняй серії вимірювань і зроби висновок про пробіг α-частинок.
• Поясни, чим визначається пробіг у повітрі.

iOS

Android

Windows

• Закріпи лічильник Гейгера-Мюллера в тримачі лічильника і постав його на монтажну панель так, щоб край тримача лічильника вказував на нульову позначку шкали довжини.
• З'єднай лічильник Гейгера-Мюллера з блоком датчика.
• Закріпи препарат у тримачі препарату.

• Постав тримач препарату на монтажну панель так, щоб він указував на позначку 1.5 см шкали довжини, закріпи джерело випромінювання і посувай його, доки отвір виходу променів не опиниться точно над переднім краєм препарату.
• З'єднай датчик із PHYWE Measure App на планшеті, утримуючи кнопку Bluetooth 3 с. Після цього в застосунку можна вибрати датчик радіоактивності.

Схема досліду без паперу

Схема досліду з папером

• Запиши першу швидкість лічби без паперу в таблицю (слайд 15), потім потримай аркуш паперу між джерелом і лічильником і запиши це виміряне значення теж у таблицю.
• Збільшуй відстань між лічильником і джерелом кроками по 0.5 см до 7 см і повторюй вимірювання.
• Поклади джерело випромінювання назад у контейнер для зберігання.

Витлумач результати. Який пробіг мають α-частинки?

Зваж при цьому, що радіоактивна речовина розташована на відстані 0.7 см від отвору виходу джерела випромінювання, а лічильник лежить на 1.7 см за захисною сіткою.

Пробіг α-частинок становить приблизно

см.