将EK=1.006MeV代入,得PCT=1.428MeV,为动量PC的理论值。
④由P=eBR求PC的实验值
源位置坐标为
粒子的曲率半径为:R=(25-10)/2=
PC=eBRC=1.06219×10-19×0.06428×0.075×2.99×108J;
因为1eV=1.06219×10-19J,所以
PC=BRC(eV)=0.06458×0.075×2.99×108
eV=1441479 eV≈1.441MeV
⑤求该实验点的相对误差DPC
附录二
空气对粒子的能量吸收系数(取空气密度
)见表2。
表 2
2.5 中子活化测中等寿命核素半衰期
在放射性化学的研究以及放射性同位素的应用中,实际样品多是放射性核素的混合物,往往需要知道其中存在的核素种类及其含量,即对放射性核素进行鉴定。放射性核素的鉴定方法主要是测量它们放出的射线能量和该核素的半衰期。
放射性核素按半衰期分可分为长寿命核,中等寿命核和短寿命核等几种,长寿命核半衰期可长达几十亿年以上,短寿命核素半衰期可短至、
秒或更短,中等寿命核素半衰期为几秒到一、二百天。本实验用来测定中等寿命核素半衰期。
测中等寿命核素半衰期可用测衰变曲线法或做图或用最小二乘法求得。本实验的难点不在于半衰期的测量,其 难点有二点,其一是中等寿命放射性核素的生成,本实验用密封中子发生器产生的中子,用活化法生成中等寿命放射性核素;其二是实验条件的选择,具体的说是各种时间的选择。因天然同位素一般都含质量数不同的若干种核素,中子活化样品时会把各种核素都活化了,这就需要根据放射性的生长和衰变规律去恰当选择活化时间、冷却时间和测量时间,以达到测某一核素半衰期之目的。从这个意义上,本实验是通过半衰期的测量去了解中子发生器的应用及中子活化的一般知识。
[实验目的]
1. 了解中子发生器的原理,学会操纵使用密封中子发生器。
2. 查阅银和铟的中子活化数据,结合中子场中放射性核素的生长和衰变规律,学会用中子活化法生成所需的银和铟放射性核素。
3. 学会用测量衰变曲线法测定核素半衰期。
[实验要求]
1. 学会调节、使用中子发生器,设置慢化体,使之产生热中子。
2. 结合实验目的2之要求,确定产生和
,
的活化时间,及有效测定上述核素半衰期所需的冷却时间和测量时间。
3. 要求用作图法测出,
的半衰期,用最小二乘法测出
的半衰期。
[实验提示]
1. 当恒定中子源照射样品时,样品的放射性强度按以下规律随时间增长
式中是经过
时间照射后样品的放射性强度,
为中子通量密度,即单位时间内通过1
样品的中子数,
是该样品的中子活化截面,
为样品中原子核总数,
为放射性核素的衰变常数(
),当
远大于
时放射性强度达到饱和,饱和放射性强度为
当时(
)=0.999,实际上照射时间
时,可认为饱和了。
生成的核素都按规律进行衰变,由此可以选择一定冷却时间(活化完成到开始测量的时间,让短寿命核衰变殆尽)和测量时间(要测多少点及每次测量的时间长度)。
2. 测量衰变曲线实际是根据放射性核素计数率随时间变化关系为
(
为开始测量时的计数率,
为经过
时刻的计数率,
为衰变常数,把
即计数率的对数和时间成直线关系,在对
的半对数坐标纸上应得一条直线。
[仪器设备]
1. 密封中子发生器一台,外设聚乙烯增化体。
2. 具体计算比较,确定活化时间、冷却时间、测量时间。
3. 写出实验步骤,拟采用的数据处理方法。
[分析讨论]
1. 活化时间具体取多少,是否一定要饱和。
2. 活化铟时生成四种核素:,
,
,
,如何安排使实验仅仅测量
的放射性强度,而使其它放射性强度小于1%。
3. 如何安排的各种时间。讨论测
时注意事项是什么。
[参考资料]
1. 银、铟热中子活化资料(实验室备)
2. 密封中子发生器的有关资料(实验室备)
3. 《核辐射测量》,郑成法主编,原子能出版社,P187。