Strona główna


II Pracownia Fizyczna

Korelacje kątowe promieniowania γ

Celem ćwiczenia jest poznanie zagadnień związanych z emisją promieniowania γ przez jądra atomowe i metody pomiarów koincydencyjnych.

Wymagana jest znajomość następujących zagadnień:

  1. Promieniowanie jądrowe α, β, γ.
  2. Promieniowanie elektromagnetyczne:
    • fale płaskie i kuliste (polaryzacja fali, pęd i moment pędu, parzystość),
    • multipole elektryczne i magnetyczne - szereg multipolowy, reguły wyboru dla przejść multipolowych,
    • anizotropowość promieniowania elektromagnetycznego.
  3. Właściwości jąder atomowych:
    • eksperymentalne metody badawcze,
    • modele budowy jąder (kroplowy, powłokowy i kolektywny).
  4. Mechanizmy korelacji kątowej kwantów γ na przykładzie dwóch źródeł: 60Ni i 22Na, funkcja korelacji.
  5. Technika pomiaru korelacji kątowych:
    • zasada pomiaru,
    • elementy techniki pomiarowej: detektory promieniowania γ, dyskryminatory amplitudy, układy koincydencyjne, przeliczniki, tło.
  6. Analiza danych pomiarowych w eksperymentach polegających na rejestracji liczby dyskretnych zdarzeń (rozkłady Poissona i Gaussa).

W ćwiczeniu tym można badać koincydencję kwantów γ emitowanych w dwóch zjawiskach:

  1. Kaskadowa emisja dwóch kwantów γ przez jądra 60Ni.
  2. Emisja dwóch kwantów γ towarzysząca anihilacji pozyton-elektron (pozytony są emitowane przez jądra 22Na)

Wykonanie ćwiczenia i opracowanie wyników.

  1. Pomiary dla źródła 60Co.
    Wykonać pomiary liczby koincydencji w funkcji kąta między kierunkami obserwacji. Zbadać jakość dopasowania funkcji korelacji podanej w literaturze
  2. Pomiary dla źródła 22Na.
    Wykonać pomiary jak dla źródła 60Co. Sporządzić wykres K(θ). Wyjaśnić otrzymany wynik.
  3. Zbadać charakter rozkładu liczby zliczeń dla serii 100 pomiarów małej (rzędu kilku) liczby impulsów na jednostkę czasu z licznika scyntylacyjnego (rozkłady Poissona, Gaussa ?).

Literatura

  1. A. Strzałkowski, Wstęp do fizyki jądra atomowego, PWN, Warszawa 1979.
  2. S. Szczeniowski, Fizyka jądrowa, PWN, Warszawa 1974.
  3. Z. Wilhelmi, Fizyka reakcji jądrowych, PWN, Warszawa 1976.
  4. A. S. Dawydow, Mechanika kwantowa, PWN, Warszawa
  5. E. L. Brady and M. Deutsch, Angular correlation of successive gamma-ray quanta, Phys. Rev. 72, 870 (1947).
  6. E. L. Brady and M. Deutsch, Angular correlation of successive gamma-ray quanta II, Phys. Rev. 74, 1541 (1948).
  7. E. L. Brady and M. Deutsch, Angular correlation of successive gamma-rays, Phys. Rev.78, 558 (1950).