User manual

Instrukcja użytkownika Licznik Geigera Radex RD1503 www.conrad.pl

Strona 30 z 45

Dystrybucja Conrad Electronic Sp. z o.o., ul. Franciszka Kniaźnina 12, 31-637 Kraków, Polska

www.conrad.pl

W przemianie zwanej wychwytem elektronu jądro (Z,A) pochłania elektron z powłoki

swego atomu. W rezultacie powstaje jądro (Z-1,A) i neutrino. Możemy to zapisać

następująco: (Z,A)+e− → (Z-1,A) +ν Charakterystyczną cechą rozpadu β- i β+ jest fakt, że

energia emitowanych elektronów ma ciągłe widmo energetyczne poczynając od zera aż

do pewnej maksymalnej energii kinetycznej Tβ max . Wyjaśnienie tego zjawiska jest

następujące. W przemianach β- i β+ w stanie końcowym mamy trzy cząstki (jądro

końcowe, elektron, neutrino) pomiędzy którymi następuje podział dostępnej energii

przemiany. Maksymalną energię w przemianie β możemy obliczyć znając masy jąder lub

nuklidów (=atomów o określonym Z i A) biorących udział w rozpadzie. Niech masa atomu,

którego jądro określone jest przez Z i A wynosi Mat(Z,A). Wtedy dla rozpadu β- mamy

(patrz np.[2]): Tβ− max ={Mat(Z,A)-Mat(Z+1,A)}∗c 2

B. Absorbcja promieniowania β- w materii:

Cząstki naładowane, do których należą również cząstki β, przechodząc przez materię

tracą swą energię kinetyczną przede wszystkim na jonizację atomów ośrodka w którym

się poruszają oraz na promieniowanie. Istnieje pojęcie "zasięgu" cząstek w materii

odpowiadające maksymalnej drodze jaką cząstka naładowana o danej energii kinetycznej

jest zdolna przebyć w określonym jednorodnym ośrodku. Oczywiście cząstki o większej

energii kinetycznej mają zasięg większy. Elektrony poruszając się w ośrodku ulegają

wielokrotnie silnym rozproszeniom w polu jąder i otaczających je elektronów. Z tego

powodu tor elektronu w ośrodku jest skomplikowaną linią łamaną i rzeczywista droga

jaką elektron przebywa różni się znacznie (jest większa) od przebytej grubości warstwy

absorbenta (rys.3). Ponieważ procesy rozproszenia są procesami przypadkowymi więc dla

różnych elektronów o tej samej energii różne są grubości warstwy absorbenta, która

powoduje ich zatrzymanie. Zwróćmy też uwagę, że widmo energetyczne cząstek β jest

widmem ciągłym. W rezultacie zależność liczby elektronów, które przeszły przez

absorbent od grubości absorbenta ma przebieg jak na rys. 5 na str.8. Zależność ta

pozwala wyznaczyć zasięg maksymalny elektronów Rmax. Odpowiada on grubość

absorbenta Rmax powyżej której rejestrujemy już tylko promieniowanie γ (jeśli

towarzyszy ono przemianie β) lub tło nie związane z badanym preparatem

radioaktywnym.

C. Fluktuacje w rozpadzie radioaktywnym

Rozważmy liczbę rozpadów w przedziale czasowym T . Załóżmy, że aktywność źródła jest

stała w czasie. Jeżeli wykonamy wiele pomiarów liczby rozpadów; wszystkie w

interwałach czasowych T , to zaobserwujemy, że liczba ta nie jest stała. Podlega ona

fluktuacjom. Jest to spowodowane statystycznym charakterem procesu rozpadu. Nie

możemy więc przewidzieć dokładnej liczby rozpadów, lecz tylko prawdopodobieństwo jej

wystąpienia. Można pokazać w oparciu o prawa 5 rozpadu radioaktywnych źródeł, że dla

ustalonego czasu pomiaru T prawdopodobieństwo obserwacji N rozpadów jest dane

przez rozkład Poissona: