Метод измерения массы бумажного листа и толщины тонких слоёв с помощью бета-излучения

Оборудование: 

Цель эксперимента:

Оценка чувствительности прибора при измерении толщины тонких слоёв методом ослабления бета-частиц.

Основы метода: 

Ослабление бета-излучения является «золотым стандартом» в контроле качества в бумажной промышленности и при измерении толщины тонких слоёв. Этот метод находит множество применений, включая определение концентрации мелкодисперсных частиц, осаждённых на фильтре. Использование источников высокой активности с относительно мягким спектром и высокоэффективных детекторов обеспечивает высокую чувствительность, что делает эту методику, применяемую с 1950-х годов, актуальной и сегодня.

Проведение эксперимента:

Установите держатель источника бета-излучения в блок SP5608 и подключите питание и MCX-кабели к одному из каналов блока SP5600. Подключите два выходных сигнала к блоку DT5720A: аналоговый — к каналу 0, цифровой — к входу «trigger IN» дигитайзера. Используйте значения параметров по умолчанию или оптимизируйте их, чтобы оценить вклад сигналов, не связанных с источником бета-излучения, и установить порог дискриминации в мВ. После этого выключите питание, откройте верхнюю крышку SP5608, установите бета-источник на пластиковый держатель и закройте крышку. Включите питание и измерьте счётную скорость. Повторите измерения, добавляя листы бумаги.

Блок-схема экспериментальной установки:

Результаты эксперимента:

Промышленные результаты достигаются при использовании источника β-излучения высокой активности (1 ГБк). Данный эксперимент позволяет оценить чувствительность прибора и время, необходимое для достижения заданного уровня чувствительности, с помощью кривой ослабления от β-источника с «разрешённой для студентов» активностью. Полученные результаты впечатляют: уровень доверия 3σ позволяет отличить один или два листа-стикера (Post-it) всего за 250 мс, а для достижения чувствительности 10% требуется лишь 25 секунд.

Зависимость частоты счёта бета-частиц  от количества пройденных листов бумаги.