Page 7 - XXIII_Studencka_Sesja_Plakatowa
P. 7
Wybrane aspekty promieniowania
β oraz γ
Mateusz Ludwik Bajda
III rok, fizyka doświadczalna
Większość znanych nam jąder atomowych jest niestabilna. Rozpadają się one w różny sposób, z reguły przez emisje cząstek, z których
Wydział Fizyki, najczęstsze są emisje elektronu/pozytonu (promieniowanie β), cząstki α lub kwantu γ. Każdy z izotopów posiada swoje charakterystyczne
Astronomii widmo rozpadu, które wynika z reguł wyboru, czyli wynikające z zasad zachowania (np. izospinu, parzystości) warunki, które muszą
i Informatyki być spełnione, by dane przejście zaszło. Poniżej przedstawione zostało porównanie procesów z emisją promieniowania β i γ.
Stosowanej
Promieniowanie β Promieniowanie γ
II Pracownia
Fizyczna Oddziaływaniem słabym nazywamy oddziaływanie, które jest Promieniowanie γ z reguły towarzyszy każdej przemianie jądrowej
odpowiedzialne za procesy rozpadu z udziałem leptonów. Jednym z nich np. rozpadowi α bądź β. Jest ono emitowane poprzez jądro pochodne będące
jest rozpad β nukleonów w jądrze, który może zachodzić poprzez jeden w stanie wzbudzonym, które podczas przejścia na stan niższy energetycznie
z trzech procesów: emituje kwant γ. Można tę energię przedstawić jako:
XXIII (rozpad negatonowy) (1) , (4)
(rozpad pozytonowy)
Studencka (wychwyt elektronu) (2) gdzie ν jest częstotliwością kwantu promieniowania, który został wyemitowany
po przejściu jądra ze stanu o energii E do stanu o energii E .
(3)
n
m
Sesja Główne cechy charakteryzujące rozpad β to: Kwanty γ nie posiadają masy oraz ładunku. Pomimo tego mogą oddziaływać
1.
Niezmieniająca się liczba nukleonów (A = const)
z materią w różny sposób, z czego 3 zjawiska mają największe znaczenie:
Plakatowa 2. Ciągłe widmo dla reakcji (1) i (2) (reakcja trójciałowa) Efekt fotoelektryczny - całkowita absorpcja kwantu γ i oderwanie elektronu
3. Przyciągany elektron, a odpychany pozyton (przesunięte widmo) z atomu; dominuje dla małych energii
31.05-04.06.2021 4. Maksymalna energia jest ściśle określona (E ) Zjawisko Comptona - rozproszenie kwantu γ na elektronach; dominuje
max
Zmiana wartości spinu jądra jest określona przez reguły wyboru, które są dla średnich energii
plakat nr związane z kierunkiem spinów wyemitowanych cząstek ( lub ): Zjawisko tworzenia pary elektron-pozyton; dominuje dla dużych energii
Mateusz Przejście Fermiego ( ) Przejście Gamowa–Tellera ( )
↓ ↑
↑ ↑
Reguły wyboru przejścia elektromagnetycznego (γ)
Bajda 5 Moment pędu l unoszony przez emitowany kwant Prawo absorpcji
gamma zależy od spinów jądra w stanie przed I
i
Wykres przedstawia widmo
+ - i po I emisji:
f
autor: + promieniowania β oraz β . Energia
kinetyczna (E ) jest rozłożona na
max
Mateusz Bajda β - β elektron (pozyton) oraz antyneutrino (5)
f
i
opiekun: Intensywność elektronowe (neutrino elektronowe). Parzystości jądra przed π i po π emisji są Prawo Bouguera opisuje pochłanianie
Widoczne przesunięcia widm są
promieniowania elektromagnetycznego
Mam na imię Mateusz. Jestem studentem 3 roku fizyki E spowodowane oddziaływaniem ku- związane z unoszonym momentem pędu: przy przechodzeniu przez materialny
Mateusz Ludwik Bajda dr hab. max lombowskim wyemitowanego ele- ośrodek. Wyrażone jest wzorem:
doświadczalnej na wydziale Fizyki, Astronomii i Infor- Jacek Zejma promieniowanie El (7)
ktronu (pozytonu) z jądrem po- promieniowanie Ml (6)
matyki Stosowanej na Uniwersytecie Jagiellońskim. Od chodnym. gdzie μ jest liniowym współ-
Mam na imię Mateusz. Jestem studentem 3 roku fizyki doświadczalnej na wydziale Energia kinetyczna, E kin czynnikiem absorpcji.
bardzo dawna fascynowałem się „światem” fizyki i pra-
Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej na Uniwersytecie Jagiellońskim. Od bardzo dawna
fascynowałem się „światem” fizyki i pragnąłem pogłębiać wiedzę w tej dziedzinie. W pełni
gnąłem pogłębiać wiedzę w tej dziedzinie. W pełni wią-
wiąże swoją przyszłość z fizyką doświadczalną, szczególnie z fizyką jądrową i fizyką cząstek
że swoją przyszłość z fizyką doświadczalną, szczególnie
+
-
elementarnych. Aktualnie piszę pracę licencjacką związaną z powstawaniem mezonów D /D Pomiar widm promieniowania β przy pomocy spektrometru magnetycznego Pomiar widm promieniowania γ przy
pod kierownictwem dra hab. Pawła Staszela. Jest to związane z międzynarodowym pomocy detektora scyntylacyjnego
z fizyką jądrową i fizyką cząstek elementarnych. Aktu- W eksperymencie użyto spektrometru magnetycznego, który umożliwia
eksperymentem Na61/Shine.
pomiar torów naładowanych cząstek. Pole magnetyczne zakrzywia trajektorię ich
alnie piszę pracę licencjacką związaną z powstawaniem W eksperymencie użyto spektrometru scyntylacyjnego, który umożliwia pomiar energii kwantów γ.
Pochodzę z małej wsi Bełcząc położonej w województwie lubelskim. W młodości przez ruchu. Zakładamy, że prędkość cząstek jest prostopadła do pola. Siła Lorentza
6 lat uczęszczałem do Szkoły Muzycznej w Radzyniu Podlaskim im. Karola Lipińskiego, którą Promieniowanie padając na scyntylator wywołuje emisję światła widzialnego, które jest konwertowane na impuls
mezonów D+/D – pod kierownictwem dra hab. Pawła pełni funkcję siły dośrodkowej:
ukończyłem z wyróżnieniem. Głównym instrumentem był akordeon, dodatkowo uczyłem się (8) elektryczny w fotopowielaczu. Amplituda impulsu odpowiada energii zdeponowanej przez kwant γ.
22
137
152
60
Staszela. Jest to związane z międzynarodowym ekspe-
grać na klarnecie w Młodzieżowej Orkiestrze Dętej w Czemiernikach. Moim największym Badano 4 źródła: Na, Co, Cs, Eu. Korzystając ze znanych schematów rozpadów, które porównano z otrzymanymi
osiągnieciem muzycznym, z którego jestem dumny, jest III miejsce na XXIV Regionalnym (9) r widmami, uzyskano tzw. krzywą kalibracji (E(n)) tj. relację pomiędzy numerem kanału (wartości uzyskanej z pomiaru
rymentem Na61/Shine.
Przeglądzie Akordeonowym w Lublinie. Jako źródła promieniowania β użyto dwóch izotopów: - źródło elektronów impulsu z detektora), a energią.
-
+
Pochodzę z małej wsi Bełcząc położonej w wojewódz- (β ) oraz - źródło pozytonów (β ).
Z charakteru jestem ekstrawertykiem, który lubi spędzać czas w gronie znajomych.
Na rysunku obok żółtym kolorem przedstawiono trajektorię elektronów poruszających się w polu magnetycznym. Widma promieniowania γ
Uwielbiam podróżować, wędrować po górach i obcować z naturą. W moim sercu gości taniec Prawdopodobieństwo P(p)dE zdarzenia, że zostanie wyemitowany elektron z energią w przedziale (E, E + dE)
twie lubelskim. W młodości przez 6 lat uczęszczałem
i muzyka bez których nie wyobrażam sobie życia. Oderwaniem od codzienności jest dla mnie uwzględniając poprawkę na oddziaływanie elektrostatyczne jądra z elektronem, wynosi:
do Szkoły Muzycznej w Radzyniu Podlaskim im. Karola
dobry film, dobra książka, szczególnie twórczość Agathy Christie. Nigdy nie odmawiam
ciekawych dyskusji przy dobrej kawie czy herbacie. , gdzie , , (10)
Lipińskiego, którą ukończyłem z wyróżnieniem. Głów-
.
nym instrumentem był akordeon, dodatkowo uczyłem Możemy wyrażenie to zapisać w wygodniejszej formie, tzw. (11)
się grać na klarnecie w Młodzieżowej Orkiestrze Dętej funkcji Fermiego-Kurie, która jest liniowa.
w Czemiernikach. Moim największym osiągnieciem mu- Widma promieniowania β
zycznym, z którego jestem dumny, jest III miejsce na XXIV
Regionalnym Przeglądzie Akordeonowym w Lublinie.
Z charakteru jestem ekstrawertykiem, który lubi spę-
dzać czas w gronie znajomych. Uwielbiam podróżować,
wędrować po górach i obcować z naturą. W moim sercu
gości taniec i muzyka bez których nie wyobrażam sobie
życia. Oderwaniem od codzienności jest dla mnie do-
bry film, dobra książka, szczególnie twórczość Agathy
Christie. Nigdy nie odmawiam ciekawych dyskusji przy Krzywa kalibracji A to ciekawe...
dobrej kawie czy herbacie. W eksperymencie badano
również pochłanianie pro-
mieniowania γ. Uzyskane
widma w zależności od
grubości absorbentu są
przedstawione po prawej
stronie.
Korzystając z (7) wyznaczone zostały liniowe współczynniki absorpcji.
-1
-1
Al: μ = 0.0711(7) m , Pb: μ = 1.090(1) m . (12)
Warto zauważyć, że podczas przechodzenia przez materiał zmienia się tylko natężenie, a nie energia.
Wniosek: Uzyskane ciągłe widma oraz wartości maksymalnych energii kinetycznych zgadzają się z teorią. Wniosek: Zaobserowana liniowa krzywa kalibracji świadczy o poprawnym pomiarze widm poszczególnych izotopów.
