核衰变实验数据分析与处理.

1、实验数据分析与处理工作电压的选择 :根据坪曲线规律 ,选择较为平坦时工作电压为 880V。测放射源计数率实验数据分析:实验分析:1. 探测器与放射源的几何位置应保持合理 （两者不宜离开太远2. 实验中要保证不触碰探测仪 ,因为本实验是一种强度测量 ,所以一切有可能影 响探测器探测效率的因素都必须严格保持不变 ,如工作点要保持稳定探测器和源的 几何位置也不可以改变。3. 实验数据分析时 ,软件曾出现提示框显示 : “已超出正态分布范围 ,无法分析”的 字样。打开实验数据后发现实验的第一个数据与之后的数据相去甚远（后面数据均维持在 33003500范围内 ,第一个数据为 20000+的值 ,在去除

2、第一个数据后分析实验 软件得以成功分析。可能由于电压值发生一定变化导致第一个数据出现一定问题 , 须删除无效数据后进行数据处理。思考题1. 什么是坪曲线 ?谈谈坪曲线的测量在研究核衰变统计规律实验中的意义 ? 答: 坪曲线是入射粒子的强度不变时 ,计数器的计数率随工作电压变化的曲线。测定坪 曲线是为了选择一个合适的工作电压 ,以减少电压漂移对实验的影响 .工作点若选在 坪区 ,即使仪器和探头的性能都有变化 ,也可使总计数率保持稳定。所以应在曲线较 平的部分以及源计数率高本底计数率相对较低处选择工作电压。2.什么是放射性核衰变的统计性 ?它服从什么规律 ?答:放射性原子核衰变的过程是一个相互独立

3、彼此无关的过程 ,即每一个原子核 的衰变是完全独立的 ,与其他原子核是否衰变无关 ;因此放射性原子核衰变的测量计数可以 看成是一种伯努里试验问题。其统计分布满足一定的规律性,称此规律性为核衰变的统计性 ,它服从正态分布。3. 的物理意义是什么 ?以单次测量值 N 来表示测量值时 ,为什么是 N N ±?其物理意义又是什么 ?答: 的物理意义是在相同条件下作重复测量时 ,每次测量结果围绕着平均计数 值的一个涨落大小。在实际运算中由于出现概率较大的计数值与平均值 N 的偏差不大 , 我们可以用 N 来代 N ;因此对于单次测量值 N ,可以近似地说在 N N ±范围内包含真值的

4、概率是 68.3%,这样一来用单次测量值就大体上确定了真值的范围。4. 为什么说用多次测量结果的平均值来表示放射性测量时 ,其精度要比单次测量 值高? 答:多次测量结果的平均值的方差比单次测量值的方差小 ,它们之间的关系 为:Ax = 其推导过程为 :(1(1(1(2222222x A x A Ax A A?=? =所,以用多次测量结果的平均值来表示放射性测量时 ,其精度要比单次测量 值高。伽马射线的吸收及物质吸收系数的测定实验实验数据分析与处理 :实验结果作图法作图 :3/34.11cm g = 则吸,收系数 (1.2020434.110.1061-=? =cm m 与,理论值 1.213(

5、cm -1比较,误差%9.0=E ;实验分析:1. 实验实在空气中进行 ,铝块与探测器之间的空气会在一定程度上吸收 射线 , 对实验产生影响2. 为保证铅块直立 ,4片2 片测量时未保证铅块与探测器垂直 ,导致吸收厚度增加 造成实验误差。3. 实验中要保证不触碰探测仪 ,因为本实验是一种强度测量 ,所以一切有可能影 响探测器探测效率的因素都必须严格保持不变 ,如工作点要保持稳定探测器和源的几何 位置也不可以改变。思考题 :1.什么叫 吸收 ?为什么说 射线通过物质时无射程概念 ?谈谈对 射线与物质 相互作用机制的认识。答:当 光子穿过吸收物质时 ,通过与物质原子发生光电效应、康普顿效应和电 子

6、对效应损失能量 ; 射线一旦与吸收物质发生这三种相互作用 ,原来能量为 h 的光子就 消失,或散射后能量改变、并偏离原来的入射方向 ,这就是 吸收。 射线与物质原 子间的相互作用只要发生一次碰撞就是一次大的能量转移,就从原来的入射 束中移去 ,属于 “全或无相互作用 ”它;不同于带电粒子穿过物质时 ,经过许多次小能量转移 的碰撞来损失能量的 “多次小相互作用 ”。因此 射线穿过物质时 ,强度逐渐减弱 ,按 指数规律衰减 ,未与物质发生相互作用的光子穿过吸收层 ,其能量保持不变 ,没有射程 概念可言。2. 通过对几种不同物质的吸收系数的计算 ,谈谈在辐射的屏蔽防护方面材料的选 择问题。 答:通过计算可以看到对同一种 射线铅的吸收系数较大 ,因而铅是较好的 屏蔽防护材料。要达到同样的屏蔽效果 ,铅所需的材料厚度较小 ,铜次之 ,而铝则需较厚 ;因此用 铅较节省材料。3. 物质对 射线的吸收系数与哪些因素有关 ?答:主要与吸收物质的原子序数 Z 和 射线的能量大小有关。对于同一种 射 线,吸收材料的原子序数越大 ,则总吸收系数 越大 ,因为物质的光电、康普顿、电子对效 应的线性吸收系数 ph 、 c 、 p 分别