Nazariy qism

Laboratoriya ishi №4
Tez elektronlarning moddada sochilishi
Ishning maqsadi: radionuklidlar chiqaradigan β-zarrachalarning aks etish modellarini ochish.
NAZARIY QISM
β-zarrachalarning teskari tarqalish jarayonining asosiy qonunlari
Moddaning ichidan o'tayotganda, β-zarrachalari elastik va noelastik sochilishga uchraydi, buning natijasida ular harakat yo'nalishini o'zgartiradilar va atomlarning ionlanishiga va qo'zg'alishiga, yuqori energiyada esa bremsstraxlungga energiyasini yo'qotadilar.
Katta tarqalish burchaklarida elastik sochilishning kesimi Rezerford formulasi bilan tavsiflanadi, shundan kelib chiqadiki, tarqoqlik kesimi

Bu yerda - ^{samarali diffuzor zaryadi;}
v –hodisaning elektron tezligi;
Elastik tarqoqlik quyidagicha bo'lishi mumkin

• 
  yagona tarqalish ( );
  
• 
  ko'p tarqalganlik ( );
  
• 
  ko'p tarqalganlik ( );
  
• 
  qalin qatlamlarda tarqalishi - tarqoq ( ),
  

- tarqalish kesimi ; - atomlarning konsentratsiyasi; - namunaning qalinligi.
Kam energiyali zaryadlangan zarrachalarning tarqalishi tarqaluvchi modda yadrolarining Kulon potentsialida sodir bo'ladi. Tarqalish tufayli nur parametrlari o'zgaradi, chunki β -zarrachalarning harakat yo'nalishi o'zgaradi, nurning kesimi kengayadi, nurda ba'zi zarralar yo'qoladi va β - zarrachalar materiya qatlamidan chiqib ketadi. zarrachalarning to'g'ridan-to'g'ri nurlari u tushgan sirt tomondan o'tib ketgan.
Ikkinchi holda, zarralar bir nechta yoki bir nechta tarqalish (teskari tarqalish yoki orqaga tarqalish) bilan teskari tarqladi. Orqaga tarqalgan elektronlar namunaning ma'lum qalinligida to'yinganlikka yetadi, bu teskari qalinlik yoki orqa diffuziya qalinligi. Shunday qilib, tez β -zarrachalar nurlari qalin namunaning (nishonning) yuzasi bilan o'zaro ta'sirlashganda, bir necha elastik va noelastik sochilishga uchragan β -zarrachalarning bir qismi to'xtaydi va namunada qoladi, ba'zilari esa teskarisiga tarqaladi.
Orqaga tarqalish differentsial va integral teskari koeffitsientlar bilan tavsiflanadi.
Diferensial teskari chayqalish koeffitsienti qattiq burchakli element dagi aks ettirilgan zarracha oqimi zichligining nishonga tushgan zarrachalarning oqim zichligiga nisbati sifatida aniqlanadi.
Orqaga chayqalishning ajralmas koeffitsienti aks ettirilgan zarrachalarning umumiy (burchaklar bo'ylab birlashtirilgan) oqim zichligining namunaga tushgan zarrachalarning umumiy oqim zichligi qiymatiga nisbatiga teng:

Parallel kiruvchi nur uchun miqdori radionuklid manbalaridan foydalanilganda yuzaga keladigan bir tomonlama bo'lmagan nurlanish uchun dan sezilarli farq qiladi. miqdori absorber qalinligi x oshishi bilan ortadi va to'yinganlikka yetadi. Orqaga tarqalish ehtimolligining namuna qalinligiga bog'liqligi 1-rasmda ko'rsatilgan.
1-rasmdan ko'rinib turibdiki, ning oshishi bilan β-zarrachalarning kichikroq kirib borish chuqurligida teskari diffuziya qalinligiga erishiladi. (Bu elastik Kulonning tarqalish kesimining ga kvadratik bog'liqligi va sochilish burchagi θ dan ga bog'liqligi bilan bog'liq.

Rasm. 1 N elektronlarning teskari tarqalish ehtimolligining moddaning x qalinligiga bog'liqligi
Uzluksiz spektrli manba uchun ning ga bog'liqligi o'ziga xos xususiyatlarga ega. Maqsadli namuna radionuklid manbai chiqaradigan zarralar bilan nurlantirilganda, ularning oqimi har xil energiyali zarralarni o'z ichiga oladi va ular nishonga har xil burchakda tushadi (va odatdagidek emas).
^{Nishab tushganda, zarrachalarning teskari yo'nalishda qochish ehtimoli bir xil energiya uchun "normal" bo'lganiga qaraganda yuqori, natijada ikkita natija kelib chiqadi:
a) chegarali energiyaga ega uzluksiz spektr uchun teskari to'yinganlik energiyali parallel nurga qaraganda kichikroq qalinlikda sodir bo'ladi;
b) changni yutish qalinligi oshishi bilan nisbiy teskari tarqalish koeffitsienti ham eksponentli ravishda oshadi, lekin har xil li materiallar uchun ham xuddi shunday, ya'ni. ga qaramlik yo'qoladi.}
Namunada turg'un spektrli va tushish burchagi har xil bo'lgan β-zarrachalarning teskari tarqalish koeffitsienti, monoenergetik elektronlarning parallel nuriga qaraganda, ning o'zgarishi bilan kamroq o'zgaradi.
ning samarali atom raqamiga bog'liqligi quyidagi formula bilan tavsiflanadi:

Orqa tomon to'yingan qatlamning qalinligi energiyaga qarab murakkab tarzda o'zgaradi. Ko'rsatilgan qaramlik rasmda ko'rsatilgan. 2-rasm.

2-rasm. β-zarrachalarning teskari tarqalishi uchun to'yinganlik qalinligining x ga bog'liqligi E