МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им М В ЛОМОНОСОВА ФИЗИЧЕСКИЙ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М. В. ЛОМОНОСОВА ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Гамма-спектроскопия А. А. Баскаков курсовая работа

Введение • Гамма-спектроскопия − раздел физики атомного ядра, посвященный исследованию энергетических спектров гамма-излучения, испускаемого атомными ядрами в распадах и реакциях. • Гамма-спектроскопия является одним из наиболее точных методов определения характеристик микрообъектов • Целью работы является ознакомление с устройством и принципом работы гаммаспектрометров, определение продуктов выхода фотоядерных реакций, расшифровка полученных спектров.

Радиоактивность • Радиоактивность – способность ядер самопроизвольно распадаться, испуская частицы, – фундаментальное явление физики атомного ядра • Радиоактивный распад возможен тогда, когда он энергетически выгоден • Радиоактивный распад характеризуется временем жизни изотопа, типом испускаемых частиц, их энергиями, а при вылете из ядра нескольких частиц еще и относительными углами между направлениями вылета. • Радиоактивные распады описываются законом, полученным экспериментально Фредериком Содди и Эрнестом Резерфордом в 1903 г. где λ – постоянная распада, N – число ядер.

Детекторы в гамма-спектрометрах • Гамма-спектрометр прибор для определения энергии γ-квантов. Регистрация γ-кванта в гамма -спектрометре как правило основана на трех основных процессах взаимодействия γкванта с веществом − фотоэффекте, Комптонэффекте и рождении пары электрон-позитрон.

Экспериментальная часть • На разрезном микротроне НИИЯФ МГУ RTM-55 (Emax=55 Мэ. В) • Облучалась небольшая цинковая мишень пучком тормозных фотонов • Спектр был набран спустя 10 дней => все короткоживущие изотопы уже распались

Изотопы цинка • Природный цинк состоит из 5 изотопов Изотоп Содержание JP 64 Zn 48, 63% 0+ 66 Zn 27, 9% 0+ 67 Zn 4, 1% 5/2 - 68 Zn 18, 75% 0+ 70 Zn 0, 62% 0+

Измерение y-спектров наведенной активности

Обработка • С помощью калькулятора фотоядерных реакций и таблицы радиоактивных изотопов было установлено, что два самых интенсивных пика принадлежат 67 Сu(184, 57 кэ. В) с T 1/2=3 D и 65 Zn(1115 кэ. В) с T 1/2=244 D • Зная номер канала распада и энергию гамма-квантов, была проградуирована шкала E=i*k+b (k≈0, 4336), b=0, 9, i-номер канала и идентифицированы остальные пики

Идентифицированные пики (голубым – естественный фон)

Основные результаты и выводы • В ходе выполнения курсовой работы: • ознакомился с такой наукой, как гаммаспектроскопия • были изучены устройство и принцип работы спектрометров • были идентифицированы пики в полученном спектре

Спасибо за внимание!