实验二十 检验物质的放射性

实验器材

朗威DISLab、G-M传感器、威尔逊云室、DISLab教学放射源(图20-1)、计算机。

图20-1

图20-1 DISLab教学放射源

DISLab教学放射源采用的是汽灯纱罩原料,并进行了妥善封装。其安全性已接受上海市辐射环境监督检验所的检测。实验装置如图20-2。

图20-2

图20-2 检测物质的放射性

实验过程与数据分析

1.将G-M传感器接入数据采集器,可以观察到即使附近没有放射源,也显示很低的计数率,此为本底计数率(图20-3)。

图20-3

图20-3 本底计数

2.由实验可见,在实验环境固定的情况下,每一分钟的计数率都各不相同。但经过统计分析发现,本底计数率呈现围绕一个平均值涨落的特征。可见导致计数率产生的放射性现象存在随机性,这也是放射性衰变的重要特征。

3.将G-M传感器接入数据采集器,测量一组本底计数率,移动光标,软件自动提示某分钟的计数率。

4.将威尔逊云室配套的放射源放置在距G-M传感器约10cm处,可以发现计数率比本底数显著增加(图20-4)。此时的计数率减去本底数,就是该放射源的计数率;

图20-4

图20-4 威尔逊云室放射性

5.改用DISLab教学放射源,可发现计数率大大降低,但仍高于本底计数率(图20-5)。由此可见,威尔逊云室放射源的放射性明显高于DISLab教学放射源。

图20-5

图20-5 教学安全放射源放射性

6.在此基础上,教师可鼓励学生针对他们所感兴趣的随身物品进行测量,如手机、手表、计算器等等,此举有助于学生强化放射性普遍存在的概念,了解安全的辐射范围,掌握放射性测量的基本手段。

7.将DISLab教学放射源分别置于距G-M传感器12cm、8cm、4cm处,各测5分钟,计算其平均计数率,可知计数率随着距离的增加而降低(图20-6)。

图20-6

图20-6 计数率随距离减小而增大

8.总结:“远离放射源“是防辐射的最有效办法。

9.尝试使用相同厚度的铁板、铜板、铅板对放射源进行屏蔽。实验表明:当在放射源与G-M传感器之间插入铅板时,计数率明显降低,说明铅对放射线的屏蔽作用较强。铅板越厚,屏蔽作用越大,当铅板具有一定厚度时,计数率可接近本底数,即对放射线完全屏蔽。

10.教学过程中,还要注意提醒学生区分“电磁辐射”“粒子辐射”两个截然不同的概念。在日常生活中,电器对外部环境的影响被称之为“电磁辐射”,是以电磁波的形式存在的。而原子物理所讲的“辐射”则是带电粒子引起的“粒子辐射”。

用GM传感器进行的拓展实验详见实验40~实验45。

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发布时间:2012/4/1 8:01:08  阅读次数:7029

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