α粒子在食品包装铝箔中的减速观察

2021-08-26 16:40:18
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北京众星联恒科技有限公司

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实验器材

MiniPIX EDUAm-241、食品包装铝箔(12um厚)

实验方法

1) 直接探测Am-241的α粒子能谱

2) 获取一千帧数据后,在探测器和Am-241之前插入单层铝箔后继续观测能谱

的变化。注意确保铝箔不接触到sensor

参数设置

  • Mode:Energy                  

  • Count(帧数):1

  • Time(曝光时间):0.05s        

  • Type测量模式)Frame

实验结果

  •  直接探测 Am-241 的 α 粒子能谱  

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图1

Am-241衰变放出的α粒子在空气中损失部分能量后打在sensor上。从采得的1000帧数据所得能谱图1可知α粒子的能量大约为4850keV


  •  插入铝箔后观测能谱的变化  

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图2


插入铝箔后,α粒子的能量变小,在大约3000keV形成变化后的能量峰。α粒子穿透铝箔所损失的动能约为1850keV。知道所用铝箔的厚度为12微米,则可计算在铝箔里α粒子所受的平均刹车力:

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利用牛顿第二定律可算出α粒子的平均减速度(这里假设α粒子质量一定: mα= 6.64 x10-27 kg, 但不会引起很大偏差)。

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结果阐释

α粒子穿过铝箔时会损失动能,逐渐减速。对于宏观世界来说,上面计算所得的刹车力微小可忽略。而另一方面,α粒子在铝箔里的加速度绝对值却非常大,在宏观世界是难以见到的。

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