Page 15 - XXIII_Studencka_Sesja_Plakatowa
P. 15
POMIAR STRAT ENERGII CZĄSTEK α
ABSTRAKT
Dokonano pomiaru strat energii cząstek alfa poruszających się w powietrzu oraz aluminium. Na podstawie pomiarów i obliczeń wyznaczono
zasięg cząstek alfa w tych ośrodkach. Wynoszą one odpowiednio: R = (35,6±1,7)mm, R Al = (0,019±0,001)mm. Wartości te zgadzają się
p
z danymi teoretycznymi w granicy trzech odchyleń standardowych dla powietrza oraz jednego dla aluminium.
Wydział Fizyki,
Rozpad alfa Straty energii w absorbencie Krzywa Bragga
Astronomii
i Informatyki Cząstka α przechodząc przez ośrodek traci swoją energię m.in. poprzez
Stosowanej oddziaływanie elektromagnetyczne z elektronami atomów ośrodka i z jądrami
atomów. Straty energii na jednostkę drogi w absorbencie opisywane są przez
równanie Bethe'go-Blocha:
II Pracownia
Fizyczna
- r - promień elektronu - β - prędkość cząstki padającej
e
- m - masa elektronu - c - prędkość światła w próżni Obserwowana na wykresie powyżej krzywa
e
Cząstki alfa powstają w wyniku rozpadów - N - liczba Avogadra - γ = 1/ 1-β . Bragga jest charakterystyczna dla ciężkich
a
cząstek posiadających ładunek. Przedstawia ona
XXIII promieniotwórczych ciężkich (cięższych od - I - średni potencjał jonizacji straty energii cząstki na jednostkę drogi
- Z - liczba atomowa absorbentu
ołowiu) pierwiastków. Podczas rozpadu alfa
w funkcji drogi przebytej w absorbencie. Gdy
Studencka protony i dwa neutrony. Po rozpadzie - A - liczba masowa absorbentu mało energii, natomiast gdy jej energia
z jądra macierzystego emitowane są dwa
cząstka porusza się z dużą prędkością oddaje
- ρ - gęstość absorbentu
- z - ładunek cząstki padającej
Sesja pozostaje jądro o liczbie masowej mniejszej o 4 kinetyczna jest bardzo mała, cząstka deponuje
i liczbie atomowej mniejszej o 2 w stosunku do
całą swoją pozostałą energię. Zjawisko to jest
wykorzystywane
Plakatowa jądra macierzystego oraz jądro helu stanowiące hadronowych. m.in. w terapiach
cząstkę alfa.
31.05-04.06.2021
Układ doświadczalny Detektory
plakat nr półprzewodnikowe
Aleksandra P - pompa Działanie detektora półprzewodnikowego
M - manometr
Kaszlikowska 13 P K - komora próżniowa oparte jest na właściwościach złącza p-n
Ź - źródło cząstek alfa
spolaryzowanego w kierunku zaporowym. Gdy
D - półprzewodnikowy detektor krzemowy cząstka obdarzona ładunkiem przechodzi przez
detektor powoduje jonizację ośrodka oraz
M 1 - zasilacz z przedwzmacniaczem przeniesienie elektronów do pasma
autor: 2 - wzmacniacz liniowy
3 - analizator wielokanałowy przewodnictwa. Na skutek tego powstają liczne
Aleksandra Kaszlikowska pary dziura-elektron, które następnie
K przemieszczają się wzdłuż półprzewodnika
opiekun: i zostają zarejestrowane na elektrodach. Dzięki
Nazywam się Ola Kaszlikowska i jestem studentką trze- dr Ź D 1 2 3 temu nawet niewielka ilość zdeponowanej
energii generuje mierzalny sygnał - detektor
ciego roku Fizyki Medycznej w ramach Studiów Matema- Michał Silarski charakteryzuje wysoka energetyczna zdolność
rozdzielcza.
tyczno-Przyrodniczych. Właściwie od samego początku
studiów wyjątkowo zainteresowała mnie fizyka jądro-
wa i jej zastosowanie w medycynie, dlatego też moją
pracę licencjacką pt.: „Poszukiwanie wskaźników obec- Krzywa kalibracyjna Zasięg cząstek alfa Starty energii na jednostkę
ności guza aktywowanych wiązką protonową do zasto- drogi w funkcji energii
W wyniku pomiarów otrzymano widma energii
sowania w monitorowaniu terapii protonowej” realizuję cząstek alfa przedstawione jako liczba zliczeń Powietrze
w funkcji numeru kanału. Do każdego
w Zakładzie Fizyki Jądrowej pod kierunkiem dr. Alek-
zarejestrowanego widma energii dopasowano
sandry Wrońskiej. Również w ramach studiów mogę krzywą Gaussa, a następnie wyznaczono numer
kanału dla maksimum każdego piku i jego
poszerzać moje zainteresowania związane z dydaktyką
odchylenie standardowe.
oraz psychologią.
Za pomocą napisanego programu obliczającego
Poza naukami ścisłymi moją ogromną pasją są podró- całkę w oparciu o wzór Bethego-Blocha wyznaczono
że i żeglarstwo. Gdy tylko mam możliwość staram się wartości energii zarejestrowanych przez detektor
cząstek alfa, które przebyły określoną drogę
zabierać mój plecak i namiot i wyruszać bliżej lub dalej. w aluminium.
Do tej pory odwiedziłam 25 krajów na 3 kontynentach, Sporządzono wykres (krzywą kalibracyjną) energii Korzystając ze współczynników krzywej kalibracyjnej wartości
przepłynęłam Morze Karaibskie, Ocean Atlantycki, Mo- cząstek alfa w funkcji numeru kanału analizatora numerów kanału przeliczono na energię. Sporządzono wykresy
TUKAN dla różnych grubości folii aluminiowej wartości energii od grubości absorbenta (folii aluminiowej lub
rze Śródziemne, Morze Północne oraz Bałtyk. Jedną i wykonano regresję liniową, otrzymano: powietrza) i dopasowano do nich funkcję kwadratową.
-3
z moich piękniejszych podróży było pokonanie szlaku a=(4,31±0,08)*10 MeV - współczynnik kierunkowy Wyznaczając miejsca zerowe funkcji obliczono zasięg R cząstek
-1
św. Jakuba w Hiszpanii, dokładnie Camino del Norte – b=(9,09±0,48)*10 MeV - wyraz wolny. alfa. Aluminium
w ciągu miesiąca samotnie z moim wiernym plecakiem
E = ax + b
przeszliśmy blisko tysiąc kilometrów. Lokalnie lubię
E - energia,
grać na pianinie, rysować i jeździć na rolkach. x - nr kanału WYNIKI
Dane wygenerowane
ABSORBENT WYNIKI za pomocą programu
DOŚWIADCZALNE SRIM - 2013
Aluminium R Al =(0,019±0,001)mm 0,018mm
Powietrze R =(35,6±1,7)mm 31,22mm
p
Bibliografia:
1. Instrukcja do ćwiczenia Z24.
2. https://fizyka.umk.pl/~lab2/tables/gamma2.html
3. https://fizyka.umk.pl/~lab2/tables/gamma1.html
4. http://www.1pf.if.uj.edu.pl/documents/5046939/0/tabela+G%C4%98STO%C5%9A%C4%86+SUBSTANCJI.pdf/4a8eb47e-c1e3-4295-b812-cfedafb76b7b
5. https://wios.rzeszow.pl/cms/upload/edit/file/opracowania/raporty/2005/r3.pdf
6. http://www.old.slcj.uw.edu.pl/~agniecha/por/por-cwicz-3-alfa-beta.pdf
