大物实验数字报告.pdfVIP

实验题目：物质对β射线的吸收得分:83

学号：P

姓名：

完成日期：2008年3月21日

实验目的：

1)测量吸收曲线并求出β射线的射程和最大能量。

2)了解计数管、定标器等仪器。

实验原理：

1)当一定能量的β射线（即高速）通过物质时，与该物质原子或原子核相

互作用，由于能量损失，强度会逐渐减弱，即在物质中被吸收。

2)电子与物质相互作用的机制主要有三种：

3)由①看出，电离损失的能量与入射电子的速度、物质的原子序数、原子的平均

激发能等因素有关。由式（2）可以看出，β射线在物质中的辐射损失与物质的

Z2成正比，与入射电子的能量成正比。比较（1）、（2）两式，可粗略看出入射

电子的能量较低时，电离损失占优势，当电子能量较高时辐射损失占优势。

4)考虑一束初始强度为I0的单能，当穿过厚度为x的物质时，强度I随厚

度x的增加而减小且服从指数规律，可表示为

I=Ie−μx（3）

0

式中μ是该物质的线性吸收系数。实验，不同物质的线性吸收系数有很大

的差别，但随原子序数Z的增加，质量吸收系数μm=μ/ρ（ρ是该物质的密

度）却只是缓慢地变化，因而常用质量厚度d=ρ⋅x来代替线性厚度x，于是式

（3）变为

I=Ie−μmd（4）

0

通常定义通过吸收物质后，射线强度降低到I/I=10−4时，所对应的吸收物

0

质厚度d即为β射线的射程R。在实际测量中吸收曲线的尾部由于γ射线和轫

致辐射的存在而变平，因此只能根据曲线变平之前的下降趋势按直线外推至

I/I=100−4处，从而得到β射线的射程R。

β射线的射程与β射线的最大能量之间，有经验相联系，如吸收物质是铝，

则当射程2E=1.85R+0.245

R0.3g/cm时，

（5）

式中E为β射线的最大能量，单位为MeV。图4.3.2-4给出β射线的射程R与

其能量E之间的关系曲线，通过该曲线也可由射程求出对应的能量，或由β射

线的能量找出对应的射程。该图的坐标轴均取对数坐标。

5)通过以上分析知：作出吸收曲线便可求出线性吸收系数；在半对数坐标纸上线

性拟合得出最大射程，再根据经验得出Ｅ。

实验仪器：

端窗式钟罩形有机G-M计数管、定标器、高压电源、源、铝箔

实验内容：

1)熟悉仪器、实验结构设计、计数管安装和定标器使用方法等。

2)测量通过不同厚度铝箔后的射线强度。

3)描绘铝对β射线的吸收曲线，找出射程R，并通过射程求出β射线的最大能

量。

实验步骤：

1)了解实验原理、试验注意事项、实验步骤。

2)将电压调至最低，接上电源，打开开关，打开高压开关。

3)电压调至134