MiniPIX EDU 趣味实验

水对α粒子的吸收

2021-08-26 16:35:04 Karida
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北京众星联恒科技有限公司

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实验方法

如右图所示,将MiniPIX EDU水平放置,sensor面朝上。其上覆盖实验“塑料袋对α粒子的吸收”中所用的单层黑色塑料袋(部分α粒子可透过,但不透水)。在探测器中心位置滴一滴水。将α粒子源Am-241置于其正上方距离水滴约1cm处。    

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参数设置

  • Mode:Counting/Energy          

  • Count(帧数):200

  • Time(曝光时间):0.1s          

  • Type(测量模式):Integral

实验结果

在积分像采集过程中,按时间顺序相隔6s截取一张图像,按a-b-c-d列在下方:            

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a

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b

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c

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d


可见随着积分时间变长,探测到的α粒子数也相应变多。但是在中心水滴位置逐渐显现出一个黑洞,γ射线仍存在,α粒子只有零星几颗,而且也只是在“黑洞”靠外周区域。

结果阐释

1. 几十微米的水滴基本可以吸收掉Am-241发出的α粒子(能量为5.486MeV),实验中α粒子先通过约1cm的空气,会丢失部分能量再射入水中。对于5MeV的α粒子在水中的射程仅为0.037mm1,所以实验中α粒子基本被水滴吸收。由于水滴从中心向四周厚度逐渐变小,所以在水滴外周区域有少数α粒子穿过。

2. γ射线可以穿透水滴是因为水滴厚度很小。而数米厚的水层对于γ射线是有屏蔽作用的,这也被核电站利用。乏燃料从反应堆中卸出,储存于水池中,既给燃料降温,同时也屏蔽掉燃料发射的中子和部分γ射线。


【1】 Peter Airey, ... John Twining, in Radioactivity in theEnvironment, 2012    


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