實驗方法
1) 在Am-241和MiniPIX EDU之間插入單層鋁箔,觀測α輻射情況
2) 將鋁箔對折后插入Am-241和MiniPIX EDU之間,觀測α輻射變化
Mode:Energy
Count(幀數(shù)):1
Time(曝光時間):1s
Type(測量模式):Frame
結(jié)果顯示α粒子可穿透單層鋁箔(圖1),而穿不過雙層鋁箔(圖2)。
圖1 | 圖2 |
空氣中α粒子的平均射程可由Rair下面的方程算得:
其中Ek是 alpha 粒子的動能,單位為 MeV。從之前的實驗中,我們知道,當放射源和相機盡可能靠近時,α粒子的能量約為4.9MeV。
進一步,我們將使用以下公式代入Rair計算鋁 (Z=13) 中α粒子的平均射程:
其中,ρ為材料的密度,?Al = 2700 kg/m3
結(jié)果闡釋
1. 由于alpha粒子能夠穿過單層鋁箔,而從我們的計算結(jié)果可知單層鋁箔的厚度應小于16微米。人類頭發(fā)的直徑一般在60um-120um的范圍內(nèi),所以鋁箔的厚度竟然不及一根頭發(fā)絲。
2. 而兩層鋁箔可以完全阻擋α粒子,這意味著單層鋁箔的厚度應該大于8微米。這樣我們就得出單層鋁箔厚度在8微米-16微米之間的結(jié)論。實驗所用鋁箔廠商給定厚度為12微米,符合此范圍。