Law of Distance and Absorption of Radiation 결과 보고서

소개

Co-60에서 방출되는 gamma radiation을 이용하여 inverse square law of distance에 대하여 알아보고자 한다. 만유인력과 전자기력이 거리의 제곱에 반비례하듯이 radiation의 세기 또한 역제곱의 법칙을 만족한다.
또한 물질의 종류에 따라 gamma ray가 통과 할 수 있는 양이 다르다. Gamma ray의 흡수는 주로 원자내의 전자가 그 에너지를 흡수함으로서 일어나게 되는데, 이 사실로부터 물질의 density가 높을수록 이와 같은 효과가 더 잘 일어나리라 생각 할 수 있다.

목차

1. Introduction
2. Theoretical Background
3. Equipment
4. Set-up and Procedure
5. Results
6. Discussion and Analysis

본문내용

1. Introduction
Co-60에서 방출되는 gamma radiation을 이용하여 inverse square law of distance에 대하여 알아보고자 한다. 만유인력과 전자기력이 거리의 제곱에 반비례하듯이 radiation의 세기 또한 역제곱의 법칙을 만족한다.
또한 물질의 종류에 따라 gamma ray가 통과 할 수 있는 양이 다르다. Gamma ray의 흡수는 주로 원자내의 전자가 그 에너지를 흡수함으로서 일어나게 되는데, 이 사실로부터 물질의 density가 높을수록 이와 같은 효과가 더 잘 일어나리라 생각 할 수 있다.

2. Theoretical Background

위 그림에서 보다시피 cobalt isotope 60/27Co 는 5.26년의 반감기를 가지고 있다. 이 방사능시료는 안정적인 nickel isotope 60/28Ni이 되기까지 베타붕괴를 한 후에 2개의 서로 다른 state에 도달한 후 각각의 state는 감마붕괴를 통해 60/28Ni에 이른다. 이 과정에서 두개의 이산적인 gamma spectrum line이 관측된다.
이렇게 방사되는 gamma rays의 양을 측정하는 수치, impulse counting rate N(r) per area A,는 거리의 제곱에 반비례한다.

N(r)와 r 사이의 관계를 log를 취한 후 살펴보면 다음과 같다.(log-log plot)

그 다음 gamma rays가 두께가 d인 어떤 물질을 지나면서 감쇄하는 정도를 나타내는 식은 다음과 같다.

(단, N(d)는 gamma ray가 어떤 물질을 통과하고 난 후 impulse counter에 의해 측정된 수치이고 N(0)는 감쇄가 일어나기 전에 측정된 값. 그리고 μ는 물질의 absorption coefficient)
gamma rays의 흡수는 Compton effect, photoelectric effect 그리고 pairformation 3가지 효과와 물질의 원자 번호에 의해서 달라진다

참고자료

· 1.Fundamentals of Physics by Halliday, Resnick and Walker
· 2.http://www-ph.postech.ac.kr/Edulab/index.html
· 3.한국과학기술원 물리학실험 매뉴얼
· 4.http://www.leybold-didactic.de/literatur/hb/p_index_e.html#