水对α粒子的吸收
2021-08-26 16:35:04
Karida
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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。
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：
a |
b |
c |
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0.037mm【1】，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