[고려대학교 보건환경융합과학부 방사선안전분석] Lab 11 Beta Decay Energy

소개글

수업내용, 실험결과 및 여러 자료를 바탕으로 작성한 레포트입니다.
한 학기 방사선안전분석 14개의 레포트 모두 유일하게 감점 단 1점도 없이 만점으로 A+를 받은 레포트입니다.

목차

0. Pre-lab 문제
1. 실험제목
2. 실험동료이름
3. 실험목적
4. 실험장비
5. 실험절차
6. 실험결과 및 분석
7. 결론
8. Post-lab 문제
9. 실험 raw data
10. 참고문헌

본문내용

(1) 베타 붕괴의 붕괴 메커니즘은 무엇인가? 왜 세 가지 붕괴 물질이 있는가?
베타 붕괴는 불안정한 원자핵이 베타 입자를 방출하는 핵 붕괴 과정이다. 베타 붕괴에는 베타 마이너스 붕괴와 베타 플러스 붕괴 두 가지 유형이 있다.
베타 마이너스 붕괴는 약한 상호작용으로 인해 일어난다. 핵 내의 중성자가 가상의 w보손 방출에 의해 양성자로 변환된다. w보손 방출은 아래쿼크를 위쿼크로 바꿔서 중성자를 양성자로 바꾼다. 그 후 w보손은 전자나 반중성미자로 붕괴한다. β-로 표시되는 베타 입자는 음전하를 띠며 전자와 동일하다. 반중성미자는 질량이 매우 작은 중성 입자이다. 베타-마이너스 붕괴에 대한 붕괴 방정식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

양전자 방출이라고도 하는 베타 플러스 붕괴에서는 핵 내의 양성자가 중성자로 변환된다. 이 과정에서 양전자 (베타 플러스 입자)와 중성미자가 방출된다. β+로 표시되는 양전자는 전자와 동일하지만 양전하를 띤다. 중성미자는 질량이 매우 작은 중성 입자이다. 베타 플러스 붕괴는 오직 핵분열한 후 생긴 딸핵의 에너지가 모핵의 에너지보다 높은 결합에너지를 가질 때 원자핵 내부에서만 일어날 수 있다. 베타 플러스 붕괴에 대한 붕괴 방정식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

(2)흡수체의 두께 단위는 무엇인가?
흡수체의 물리적인 두께 단위인 m, cm, mm 등을 사용할 수도 있지만 흡수체의 효율성을 잘 설명하기 위해서 밀도 두께의 단위인 g/cm^2, mg/cm^2 등을 사용한다. 밀도 두께는 물질의 밀도와 물리적 두께를 곱한 값이다. 물질의 단위 면적 당 얼마나 많은 질량이 있는지 측정한다. 밀도 두께는 밀도는 다르지만 물리적 두께가 동일한 서로 다른 재료를 비교할 때 유용하다. 밀도 두께는 실제 물리적 두께에 관계없이 재료의 방사선 흡수 능력을 표준화하여 비교할 수 있게 해준다.

참고 자료

Secular equilibrium - Wikipedia