Измерениe средней электронной плотности вещества в гамма-спектрометрических экспериментах

Abstract

Asemiempirical method to define the average electron density of an unknown substance by attenuating of the γ-beam in this substance is offered. The full interaction macroscopic sections were measured. In combination with а priori data on partial sections for the reference substance of an absorber they enable one to calculate the characteristic under study, using theoretical correlations between the partial sections and atomic charges. In the experiment described in this work the educational scintillation γ-spectrometer with the resolution about 0,08 and two point γ-sources 22Na and 137Cs with the activities of the order of 104 decay/s was used. Processing of the spectra of divergent γ-quanta beams in the aria of full absorption peaks gives the opportunity to apply the exponential law for parallel beams attenuation. A homogeneous alloy of tin and copper was used as unknown substance of the absorber and as a copper reference substance. Statistical errors of measurements were estimated. The proposed method can be used in applied nuclear physics and during laboratory works in nuclear physics. = Предлагается полуэмпирический метод определения средних значений атомного заряда и электронной плотности неизвестного вещества по ослаблению потока γ-квантов в этом веществе. Измеряются полные макроскопические сечения взаимодействия, что в сочетании с априорными данными по парциальным сечениям для эталонного вещества поглотителя позволяет рассчитать исследуемые характеристики. При этом используются теоретические связи между парциальными сечениями и атомными зарядами. В эксперименте, описанном в статье, используются учебный сцинтилляционный γ-спектрометр с разрешением около 0,08 и два точечных γ-источника 22Na и 137Cs с активностями порядка 104 расп/с. Обработка спектров расходящихся пучков γ-квантов по пикам полного поглощения дает возможность применять экспоненциальный закон ослабления для параллельных пучков. В качестве неизвестного вещества поглотителя был выбран однородный сплав олова с медью, в качестве эталонного вещества – медь. Оцениваются статистические ошибки измерений. Предложенный метод может быть использован в прикладной ядерной физике и в учебном ядерном практикуме.