实验方法
1) 在Am-241和MiniPIX EDU之间插入单层铝箔,观测α辐射情况
2) 将铝箔对折后插入Am-241和MiniPIX EDU之间,观测α辐射变化
Mode:Energy
Count(帧数):1
Time(曝光时间):1s
Type(测量模式):Frame
结果显示α粒子可穿透单层铝箔(图1),而穿不过双层铝箔(图2)。
图1 | 图2 |
空气中α粒子的平均射程可由Rair下面的方程算得:
其中Ek是 alpha 粒子的动能,单位为 MeV。从之前的实验中,我们知道,当放射源和相机尽可能靠近时,α粒子的能量约为4.9MeV。
进一步,我们将使用以下公式代入Rair计算铝 (Z=13) 中α粒子的平均射程:
其中,ρ为材料的密度,⍴Al = 2700 kg/m3
结果阐释
1. 由于alpha粒子能够穿过单层铝箔,而从我们的计算结果可知单层铝箔的厚度应小于16微米。人类头发的直径一般在60um-120um的范围内,所以铝箔的厚度竟然不及一根头发丝。
2. 而两层铝箔可以完全阻挡α粒子,这意味着单层铝箔的厚度应该大于8微米。这样我们就得出单层铝箔厚度在8微米-16微米之间的结论。实验所用铝箔厂商给定厚度为12微米,符合此范围。