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《单能电子和_射线与物质的相互作用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、20工科物理1999Vol.9No.5单能电子和C射线与物质的相互作用物理实验和张哲陈玲燕李雅汤学峰秦树基乔轶倪曼演示研究(同济大学物理系近代物理实验室,上海市200092)(收稿日期:1999206224)摘要本项工作充分利用RES—99型相对论效应实验谱仪所能开展的系列教学实验研究单能电子和C射线与物质的相互作用并比较两者之间的差异,从而使实验者得以形象直观地认识这一近代物理教学实验中的重要内容;其中利用B磁谱仪在普通实验室进行单能电子与物质相互作用的研究工作具有一定特色.关键词单能电子;C射线;射线与物质相互作用;相对论效应实验谱仪INTERACTIONSOFSI
2、NGLE-ENERGYB-PARTICLEANDC-RAYWITHMATERIALS——ONEOFTHESERIALEXPERIMENTSONTHERELATIVITYEFFECTSPECTROMETERZhangZhe,ChenLinyan,LiYa,TangXuefeng,QinShuji,QiaoYi,NiMan(ModernPhysicsLaboratory,PhysicsDepartment,TongjiUniversity,Shanghai200092)AbstractBytheserialexperimentsthatcanbeheldontherelat
3、ivityeffectspectrometer,theex2perimenterscanlearnthedifferencebetweentheinteractionsofsingle2energyB2particleandC2raywithmaterials,sosomepicturesqueandvivideffectisobtained.Gettingsingle2energyB2particlesinacommonlabbymagneticseparationofB2magneticspectroscopyisdiscribed.KeyWordssingle2e
4、nergyB2particles;C2ray;theinteractionsbetweentheradiationandmaterials;therelativityeffectspectrometer质相互作用等系列实验,还可以进行数据分析和处1引言理.研究射线与物质的相互作用在原子和原子核物理、固体物理、核辐射探测、防护、核技术应用和核能2物质对单能电子阻止本领dEöQdx的测定利用等许多领域中有重要意义.C和B2射线作为两种基本的核辐射方式,有必要让学生了解它们与物(1)原理质相互作用的规律以及存在的差异.电子与物质相互作用的过程是复杂的.当能量这一工作可以在同济
5、大学物理系近代室自行研在4MeV以下时,其作用形式主要有电离、激发、散制的RES—99型相对论效应实验谱仪上形象直观射和发射韧致辐射等.地进行.作为一个综合型、研究型近代物理实验装阻止本领是用来描述入射带电粒子在介质中每置,RES—99型相对论效应实验谱仪可进行NaI单位路径长度上损失的平均能量的物理量,是研究(Tl)单晶C闪烁谱仪、核衰变过程统计规律研究、C带电粒子与物质相互作用的主要内容之一.在一般射线在物质中吸收系数的测量和屏蔽研究、验证快的能量范围内,例如E<10MeV,B2射线在物质中,速电子的动量与动能的相对论关系、单能电子与物主要由电离、激发和韧致辐射损失
6、能量,前者称为电工科物理1999Vol.9No.521离损失,后者称为辐射损失.峰及出射电子与探测器之间插入厚度为T的薄箔实际工作中常采用质量阻止本领dEöQdx.后的能峰(如图2所示:图中0、1、2、3、4、5、6分别对由于B2衰变中释放出的衰变能被发射角度任意应相同时间内探测器前插入厚度为0、150、200、的电子、反中微子和反冲核三者之间分配,所以电子250、300、350、400、450Lm的Al膜后所得单能电子的动能可以在零到衰变能Q之间变化,形成一个连9090续谱.例如本实验采用的Sr—Y源在0～2127MeV范围内形成一连续的B2谱.因而在一般的近代物理实
7、验中只能测它的吸收和散射等.(2)实验方法本实验利用相对论效应实验谱仪的半圆聚焦磁谱仪(图1)对能量连续分布的B2谱进行磁分离,经C源能量定标的NaI(Tl)闪烁探测器在不同$x处接收到不同动量p=mv=eB$xö2的单能电子,固定探测器于某一$x处(即对应于某一能量的单能电子),在多道脉冲分析器上观察出射电子的单能电子图2单能电子峰随源与探测器间铝箔厚度的变化峰).确定峰位道数并根据NaI(Tl)闪烁探测器的能量定标曲线算出对应的能量E0、E1,即可求该材料对能量为E=(E0+E1)ö2的单能电子的质量阻止本领:1dEE0-E1=(1)
