[go: up one dir, main page]

RU2273057C1 - Plant for modeling radioactive disintegration - Google Patents

Plant for modeling radioactive disintegration Download PDF

Info

Publication number
RU2273057C1
RU2273057C1 RU2004130079/28A RU2004130079A RU2273057C1 RU 2273057 C1 RU2273057 C1 RU 2273057C1 RU 2004130079/28 A RU2004130079/28 A RU 2004130079/28A RU 2004130079 A RU2004130079 A RU 2004130079A RU 2273057 C1 RU2273057 C1 RU 2273057C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stand
rectifier
rectangle
particle counter
inputs
Prior art date
Application number
RU2004130079/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Руслан Алексеевич Белокопытов (RU)
Руслан Алексеевич Белокопытов
Валерий Константинович Ковнацкий (RU)
Валерий Константинович Ковнацкий
Original Assignee
Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского filed Critical Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского
Priority to RU2004130079/28A priority Critical patent/RU2273057C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2273057C1 publication Critical patent/RU2273057C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Instructional Devices (AREA)

Abstract

FIELD: training appliances, possible use in laboratory practice sessions of physics course for studying physical laws and occurrences.
SUBSTANCE: exponential law of radioactive disintegration is modeled by means of integrating RC circuit, outputs of which are connected to inputs of voltage meter. Plant has base with image on face side of rectangle with label "particle counter", electric engine, moving bar with applied black rectangles of varying size, imitating amount of radioactive substance. On face side of base below rectangle with label "particle counter" first transparent window is positioned, imitating a vessel with radioactive substance. To the right from rectangle with label "particle counter" second transparent window is positioned for voltage meter.
EFFECT: possible visual modeling experiment using simple and cheap equipment without any possible threat to health.
4 dwg

Description

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме в высших и средних специальных учебных заведениях по курсу физики для изучения и углубления знаний физических законов.The invention relates to educational devices and can be used in laboratory practice in higher and secondary special educational institutions at the rate of physics to study and deepen knowledge of physical laws.

Известна лабораторная установка для измерения пробега альфа-частиц и скорости распада источника с помощью ионизационной камеры (Руководство к лабораторным занятиям по физике. Под редакцией Л.Л.Гольдина. М.: Наука, 1973, с.446, рис.246), содержащая источник радиоактивного вещества, ионизационную камеру, счетчик Гейгера-Мюллера и сцинтилляционный счетчик. На ней невозможно наглядно экспериментально проверить закон радиоактивного распада, т.к. очень большой период полураспада плутония (2,44·104 лет).A known laboratory setup for measuring the path of alpha particles and the decay rate of a source using an ionization chamber (Guide to laboratory studies in physics. Edited by L. L. Goldina. M: Nauka, 1973, p. 466, Fig. 246), containing source of radioactive substance, ionization chamber, Geiger-Muller counter and scintillation counter. It is impossible to visually experimentally verify the law of radioactive decay, because very long half-life of plutonium (2.44 · 10 4 years).

Известна также установка для исследования радиоактивного распада смеси двух изотопов (Евграфова Н.Н., Каган В.Л. Руководство к лабораторным работам по физике. М.: Высшая школа, 1970, с.373 и 376), содержащая источник радиоактивного вещества, счетчик Гейгера-Мюллера и пересчетную схему. На этой установке можно исследовать радиоактивный распад и снять его характеристики.There is also known an apparatus for studying the radioactive decay of a mixture of two isotopes (Evgrafova NN, Kagan VL Manual for laboratory work in physics. M: Higher school, 1970, p. 373 and 376), containing a source of radioactive substance, counter Geiger-Muller and the recalculation scheme. At this facility, one can investigate radioactive decay and take its characteristics.

На рассмотренных установках проводятся натурные эксперименты с использованием дорогостоящего оборудования и современной измерительной техники. Эксплуатация подобных установок связана с опасностью для здоровья обучаемого, что уменьшает интерес к обучению.On the considered installations, field experiments are carried out using expensive equipment and modern measuring equipment. The operation of such installations is associated with a hazard to the health of the student, which reduces the interest in learning.

Предлагаемая установка позволяет проводить наглядный модельный эксперимент на простом недорогом оборудовании, где нет опасности для здоровья. Экспоненциальный закон радиоактивного распада моделируется с помощью простейшей интегрирующей цепи RC. При модельном эксперименте имитируется присутствие всех основных элементов, содержащихся в натурном эксперименте: источника радиоактивного вещества, счетчика частиц и индикатора счета.The proposed installation allows you to conduct a visual model experiment on simple inexpensive equipment where there is no danger to health. The exponential law of radioactive decay is modeled using the simplest integrating RC circuit. In a model experiment, the presence of all the basic elements contained in a full-scale experiment is simulated: a source of a radioactive substance, a particle counter, and a count indicator.

Предлагаемую установку можно использовать также для проведения лабораторных работ при выезде в филиалы и представительства при заочной форме обучения.The proposed installation can also be used for laboratory work when traveling to branches and representative offices in the correspondence form of training.

Наиболее близкой к предлагаемой установке является интегрирующая цепь RC, выводы которой соединены с вводами измерителя напряжения (Зернов Н.В., Карпов В.Г. Теория радиотехнических цепей. М. - Л.: Энергия, 1965, с.395, рис.8-14). На этом устройстве напряжение на конденсаторе возрастает по экспоненциальному закону, стремясь к напряжению источника постоянного тока. Скорость заряда зависит от постоянного тока цепи RC. Это устройство позволяет моделировать закон радиоактивного распада. Однако на нем невозможно наглядно продемонстрировать процесс радиоактивного распада, снять его характеристики при различном количестве радиоактивного вещества.Closest to the proposed installation is an integrating circuit RC, the conclusions of which are connected to the inputs of the voltage meter (Zernov N.V., Karpov V.G. Theory of radio engineering circuits. M. - L .: Energy, 1965, p. 395, Fig. 8 -fourteen). On this device, the voltage across the capacitor increases exponentially, tending to the voltage of the DC source. The charge speed depends on the direct current of the RC circuit. This device allows you to simulate the law of radioactive decay. However, it is impossible to clearly demonstrate the process of radioactive decay, to remove its characteristics with different amounts of radioactive substance.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей этого устройства. Эта цель достигается тем, что в него введены: подставка с изображением на лицевой стороне прямоугольника с надписью «счетчик частиц»; электродвигатель, установленный на подставке; подвижная рейка с нанесенными черными прямоугольниками разной величины, имитирующие количество радиоактивного вещества; контакты, установленные на рейке, рядом с соответствующими черными прямоугольниками; первое прозрачное окно, имитирующее сосуд с радиоактивным веществом и расположенное на лицевой стороне подставки под прямоугольником с надписью «счетчик частиц»; второе прозрачное окно для табло измерителя напряжения, расположенное на лицевой стороне подставки справа от прямоугольника с надписью «счетчик частиц»; первый выпрямитель, выводы которого соединены с вводами интегрирующей цепи RC; второй выпрямитель, выводы которого соединены с вводом электродвигателя; диск белого цвета с черными метками, расположенными равномерно по его окружности, который установлен на оси электродвигателя в плоскости, параллельной лицевой стороне подставки; неподвижный контакт, установленный на подставке и который соединен с первым вводом первого выпрямителя; понижающий трансформатор, первый, второй и третий выводы которого соединены с соответствующими контактами подвижной рейки, при этом первый и четвертый выводы понижающего трансформатора соединены с вводами второго выпрямителя, а четвертый вывод, кроме этого соединен со вторым вводом первого выпрямителя; кнопочный выключатель, который подсоединен к вводам измерителя напряжения.The aim of the invention is to expand the functionality of this device. This goal is achieved by introducing into it: a stand with an image on the front side of the rectangle with the inscription "particle counter"; an electric motor mounted on a stand; movable rail with black rectangles of different sizes, imitating the amount of radioactive substance; contacts mounted on the rail next to the corresponding black rectangles; the first transparent window simulating a vessel with a radioactive substance and located on the front side of the stand under a rectangle with the inscription "particle counter"; the second transparent window for the voltage meter display located on the front side of the stand to the right of the rectangle with the inscription "particle counter"; a first rectifier, the terminals of which are connected to the inputs of the integrating circuit RC; a second rectifier, the terminals of which are connected to the input of the electric motor; a white disc with black marks evenly spaced around its circumference, which is mounted on the axis of the electric motor in a plane parallel to the front of the stand; a fixed contact mounted on a stand and which is connected to the first input of the first rectifier; a step-down transformer, the first, second and third terminals of which are connected to the corresponding contacts of the movable rail, while the first and fourth terminals of the step-down transformer are connected to the inputs of the second rectifier, and the fourth terminal, in addition, is connected to the second input of the first rectifier; push-button switch that is connected to the inputs of the voltage meter.

На фиг.1-3 изображены чертежи, поясняющие принцип работы предлагаемой установки. На фиг.4 изображен общий вид предлагаемой установки.Figure 1-3 shows drawings explaining the principle of operation of the proposed installation. Figure 4 shows a General view of the proposed installation.

Предлагаемая установка содержит 1 - интегрирующая цепь RC; 2 - измеритель напряжения; 3 - подставка; 4 - электродвигатель; 5 - подвижная рейка; 6 - диск белого цвета с черными метками, расположенными равномерно по его окружности; 7 - неподвижный контакт; 8 - первый выпрямитель; 9 - контакты; 10 - прямоугольник с надписью «счетчик частиц»; 11 - первое прозрачное окно; 12 - второе прозрачное окно; 13 - второй выпрямитель; 14 - понижающий трансформатор; 15 - кнопочный выключатель.The proposed installation contains 1 - integrating circuit RC; 2 - voltage meter; 3 - stand; 4 - electric motor; 5 - movable rail; 6 - a white disk with black marks located evenly around its circumference; 7 - fixed contact; 8 - the first rectifier; 9 - contacts; 10 - a rectangle with the inscription "particle counter"; 11 - the first transparent window; 12 - second transparent window; 13 - the second rectifier; 14 - step-down transformer; 15 - button switch.

Процесс радиоактивного превращения подчиняется закону радиоактивного распада:The process of radioactive conversion obeys the law of radioactive decay:

Figure 00000002
Figure 00000002

где N0 - количество ядер в начальный момент, N - количество не распавшихся ядер в момент времени t, λ - постоянная распада.where N 0 is the number of nuclei at the initial moment, N is the number of non-decayed nuclei at time t, λ is the decay constant.

Первоначальное число ядер, находящееся в радиоактивном веществе с произвольной массой m, определяется по следующему выражению:The initial number of nuclei in a radioactive substance with an arbitrary mass m is determined by the following expression:

Figure 00000003
Figure 00000003

где NA - постоянная Авогадро, М - молярная масса вещества, определяемая по формуле: M=A×10-3 кг/моль. Здесь А - массовое число ядра.where N A is the Avogadro constant, M is the molar mass of the substance, determined by the formula: M = A × 10 -3 kg / mol. Here A is the mass number of the nucleus.

Количество ядер, распавшихся за время t, определяется следующим выражением:The number of nuclei decayed during time t is determined by the following expression:

Figure 00000004
Figure 00000004

На фиг.1 показаны графики зависимости числа распавшихся ядер полония

Figure 00000005
в зависимости от времени для различных масс. По этим графикам можно определить период полураспада T1/2, вычисляем: постоянную распадаFigure 1 shows graphs of the number of decayed polonium nuclei
Figure 00000005
depending on time for different masses. From these graphs you can determine the half-life T 1/2 , we calculate: the decay constant

Figure 00000006
Figure 00000006

среднее время жизни радиоактивного ядраaverage lifetime of a radioactive nucleus

Figure 00000007
Figure 00000007

начальную активностьinitial activity

Figure 00000008
Figure 00000008

активность в момент времени tactivity at time t

Figure 00000009
Figure 00000009

Если использовать интегрирующую цепь RC, изображенную на фиг.2, то на ней можно получить зависимости, подобные кривым, изображенным на фиг.1. Измерение напряжения на конденсаторе С в зависимости от времени при различных напряжениях источника постоянного тока U0 происходит по экспоненциальному закону (фиг.3):If you use the integrating circuit RC shown in figure 2, then it is possible to obtain dependencies similar to the curves shown in figure 1. The voltage measurement on the capacitor C as a function of time at various voltages of the DC source U 0 occurs exponentially (Fig. 3):

Figure 00000010
Figure 00000010

Графики на фиг.3 построены без учета множителя К=1021. Для того чтобы зависимости (3) и (8) совпадали без учета множителя К=1021 необходимо обеспечить равенство в выражениях (3) и (8) величин:The graphs in figure 3 are constructed without taking into account the factor K = 10 21 . In order for dependences (3) and (8) to coincide without taking into account the factor K = 10 21, it is necessary to ensure equality in expressions (3) and (8) of the quantities:

Figure 00000011
Figure 00000011

Например, для полония

Figure 00000005
период полураспада T1/2=183 c, тогда используя формулу (4) находим λ=0,00379, а затем по формуле (9) определяем постоянную времени интегрирующей цепи RC: τ=RC=1/λ=263,85 c. Подбирая величины R и С можно обеспечить требуемую τ. Например, если принять R=1 МОм, то С=263,85 мкФ.For example, for polonium
Figure 00000005
half-life T 1/2 = 183 s, then using formula (4) we find λ = 0.00379, and then using formula (9) we determine the time constant of the integrating circuit RC: τ = RC = 1 / λ = 263.85 s. Choosing the values of R and C, we can provide the required τ. For example, if we take R = 1 MΩ, then C = 263.85 μF.

Таким образом, с помощью интегрирующей цепи RC, источника постоянного тока с напряжением U0 и измерителя напряжения V можно моделировать процесс определения количества распавшихся за время t ядер, определяемых выражением (3). В этом случаеThus, using the integrating circuit RC, a constant current source with voltage U 0 and a voltage meter V, it is possible to simulate the process of determining the number of nuclei decayed over time t defined by expression (3). In this case

Figure 00000012
Figure 00000012

где К - постоянный множитель, U - напряжение, измеренное в момент времени t.where K is a constant factor, U is the voltage measured at time t.

Количество распавшихся ядер за время t при моделировании будем снимать с вольтметра с цифровой индикацией. При этом данные необходимо будет умножать на множитель К (для рассматриваемого примера К=1021).The number of decayed nuclei during time t will be removed from a voltmeter with digital indication during simulation. In this case, the data will need to be multiplied by the factor K (for the considered example, K = 10 21 ).

Схема установки для моделирования радиоактивного распада представлена на фиг.4. Она содержит интегрирующую цепь RC 1, выводы которой соединены с вводами измерителя напряжения 2. Кроме этого в установку входит подставка 3, электродвигатель 4 и подвижная рейка 5. На оси электродвигателя 4 установлен диск 6 белого цвета с черными метками, расположенными равномерно по окружности диска. На подставке 3 установлен неподвижный контакт 7, который соединен с первым вводом первого выпрямителя 8, а выводы первого выпрямителя 8 соединены с вводами интегрирующей цепи RC 1. На подвижной рейке 5 установлены контакты 9. Рядом с контактами 9 на подвижной рейке 5 изображены черные прямоугольники, которые имеют разную величину и имитируют количество радиоактивного вещества. Например, если замыкается первый контакт 9 рейки 5 с неподвижным контактом 7, то черный прямоугольник на рейке 5 самый большой и соответственно, количество радиоактивного вещества также будет самое большое.The installation diagram for the simulation of radioactive decay is presented in figure 4. It contains an integrating circuit RC 1, the terminals of which are connected to the inputs of the voltage meter 2. In addition, the installation includes a stand 3, an electric motor 4, and a movable rail 5. A white disk 6 with black marks arranged uniformly around the disk circumference is installed on the axis of the electric motor 4. A fixed contact 7 is installed on the stand 3, which is connected to the first input of the first rectifier 8, and the terminals of the first rectifier 8 are connected to the inputs of the integrating circuit RC 1. Contacts 9 are installed on the movable rail 5. Black rectangles are shown near contacts 9 on the movable rail 5, which have different sizes and simulate the amount of radioactive substance. For example, if the first contact 9 of the rail 5 closes with the fixed contact 7, then the black rectangle on the rail 5 is the largest and, accordingly, the amount of radioactive substance will also be the largest.

На лицевой стороне подставки 3 изображен прямоугольник 10 с надписью «счетчик частиц», а под ним расположено первое прозрачное окно 11, имитирующее сосуд с радиоактивным веществом. При выключенной установке через первое прозрачное окно 11 виден один из черных прямоугольников, изображенный на подвижной рейке 5 и который имитирует количество исследуемого радиоактивного вещества, а также видны неподвижные черные метки, равномерно расположенные по окружности диска 6 белого цвета.On the front side of the stand 3 there is a rectangle 10 with the inscription “particle counter”, and under it is the first transparent window 11 that simulates a vessel with a radioactive substance. When the installation is off, through the first transparent window 11 one of the black rectangles is visible, depicted on the movable rail 5 and which simulates the amount of the investigated radioactive substance, as well as stationary black marks evenly spaced around the circumference of the white disk 6.

Рядом, справа от прямоугольника 10 с надписью «счетчик частиц» расположено второе прозрачное окно 12 для табло измерителя напряжения 2. Сам измеритель напряжения 2 установлен на тыльной стороне подставки 3 и его не видно, а через второе прозрачное окно 12 видно только его табло, где высвечиваются цифры измеренного напряжения. Цифровое табло измерителя напряжения 2 выполняет роль индикатора счетчика частиц. На нем фиксируется число распавшихся ядер в соответствующий момент времени согласно выражениям (8) и (10). Таким образом, все, расположенное на подставке 3, не видно, а видно только то, что находится в первом 11 и втором 12 прозрачных окнах.Next to the right of rectangle 10 with the inscription “particle counter” there is a second transparent window 12 for the display of the voltage meter 2. The voltage meter 2 itself is installed on the back of the stand 3 and is not visible, and only its display panel is visible through the second transparent window 12, where digits of the measured voltage are displayed. The digital display of the voltage meter 2 acts as an indicator of the particle counter. It fixes the number of decayed nuclei at the corresponding time according to expressions (8) and (10). Thus, everything located on stand 3 is not visible, but only what is in the first 11 and second 12 transparent windows is visible.

На подставке 3 расположен второй выпрямитель 13, выводы которого соединены с вводами электродвигателя 4.On the stand 3 is a second rectifier 13, the terminals of which are connected to the inputs of the electric motor 4.

Для создания необходимых напряжений для первого 8 и второго 13 выпрямителей установка содержит понижающий трансформатор 14. Первый, второй и третий выводы его соединены с соответствующими контактами 9 подвижной рейки 5. Первый и четвертый выводы понижающего трансформатора 14 соединены с вводами второго выпрямителя 13, а четвертый вывод, кроме этого, соединен со вторым вводом первого выпрямителя 8. Понижающий трансформатор 14 также установлен на тыльной стороне подставки 3.To create the necessary voltages for the first 8 and second 13 rectifiers, the installation contains a step-down transformer 14. Its first, second and third terminals are connected to the corresponding contacts 9 of the movable rail 5. The first and fourth terminals of the step-down transformer 14 are connected to the inputs of the second rectifier 13, and the fourth terminal , in addition, connected to the second input of the first rectifier 8. Step-down transformer 14 is also installed on the back of the stand 3.

К вводам измерителя напряжения 2 подсоединен кнопочный выключатель 15, при замыкании которого происходит разряд конденсатора интегрирующей цепи RC 1. Это эквивалентно переводу счетчика частиц в нулевое состояние.A push-button switch 15 is connected to the inputs of the voltage meter 2, when closed, the capacitor of the integrating circuit RC 1 is discharged. This is equivalent to setting the particle counter to the zero state.

Рассмотрим работу предлагаемой установки в динамике. Для этого установим подвижную рейку 5 в первое положение, как показано на фиг.4. В этом случае первый контакт 9, установленный на подвижной рейке 5, замкнется с неподвижным контактом 7. Через первое прозрачное окно 11 будет виден самый большой черный прямоугольник, изображенный на подвижной рейке 5 и расположенный рядом с первым контактом 9. Черный прямоугольник имитирует самое большое количество радиоактивного вещества, которое находится на дне сосуда с радиоактивным веществом.Consider the work of the proposed installation in dynamics. To do this, install the movable rail 5 in the first position, as shown in Fig.4. In this case, the first contact 9 mounted on the movable rail 5 closes with the fixed contact 7. Through the first transparent window 11, the largest black rectangle shown on the movable rail 5 and located next to the first contact 9 will be visible. The black rectangle simulates the largest number a radioactive substance that is located at the bottom of a vessel with a radioactive substance.

При подаче напряжения на понижающий трансформатор 14 с первого и четвертого выводов подается напряжение на второй выпрямитель 13. Постоянное напряжение, снимаемое со второго выпрямителя 13, подается на электродвигатель 4. Он приводит в движение диск 6 белого цвета и соответственно черные метки, расположенные равномерно по окружности диска будут бежать одна за другой. Через первое прозрачное окно 11 будем видеть, как будто из радиоактивного вещества (из черного прямоугольника) будут уходить частицы радиоактивного распада и устремляться к прямоугольнику 10 с надписью «счетчик частиц».When voltage is supplied to the step-down transformer 14 from the first and fourth terminals, voltage is supplied to the second rectifier 13. A constant voltage, taken from the second rectifier 13, is supplied to the electric motor 4. It drives the white disk 6 and, accordingly, the black marks uniformly around the circumference drive will run one after another. Through the first transparent window 11 we will see as if particles of radioactive decay will leave the radioactive substance (from the black rectangle) and rush to the rectangle 10 with the inscription "particle counter".

С первого и четвертого выводов понижающего трансформатора 14 через замкнутые контакты 7 и 9 подается напряжение на первый выпрямитель 8. Это напряжение подобрано таким, чтобы на выходе первого выпрямителя 8 было постоянное напряжение U10=11,04 В, как показано на фиг.2. Под действием этого напряжения происходит заряд конденсатора интегрирующей цепи RC 1 с постоянной времени τ=RC. Измеритель напряжения 2, подключенный к конденсатору интегрирующей цепи RC 1 показывает изменяющееся с течением времени напряжение. Постоянная времени τ выбрана такой, чтобы выполнялось равенство (9). Цифровое табло измерителя напряжения, которое видно через второе прозрачное окно 12 выполняет роль индикатора счетчика частиц и на нем фиксируется число распавшихся ядер в соответствующий момент времени согласно выражениям (8) и (10).From the first and fourth terminals of the step-down transformer 14, through the closed contacts 7 and 9, a voltage is supplied to the first rectifier 8. This voltage is selected so that the output of the first rectifier 8 has a constant voltage U 10 = 11.04 V, as shown in FIG. 2. Under the action of this voltage, the capacitor of the integrating circuit RC 1 is charged with a time constant τ = RC. Voltage meter 2 connected to the capacitor of the integrating circuit RC 1 shows the voltage changing over time. The time constant τ is chosen so that equality (9) holds. The digital board of the voltage meter, which is visible through the second transparent window 12, acts as an indicator of the particle counter and it records the number of decayed nuclei at the corresponding time according to expressions (8) and (10).

Для повторения опыта следует нажать кнопочный выключатель 15. В этом случае через его контакты происходит разряд конденсатора интегрирующей цепи RC 1. Измеритель напряжения 2 покажет нулевое напряжение. Это эквивалентно переводу счетчика частиц в исходное состояние.To repeat the experiment, press the button switch 15. In this case, the capacitor of the integrating circuit RC 1 is discharged through its contacts. Voltage meter 2 will show zero voltage. This is equivalent to resetting the particle counter to its original state.

Для снятия зависимости количества ядер, распавшихся за время t, используем лабораторный секундомер, который запускается одновременно с отжатием кнопочного выключателя 15. Далее по этому графику определяем период полураспада T1/2 (фиг.1), а затем все величины в соответствии с формулами (4), (5), (6) и (7).To remove the dependence of the number of nuclei that decayed during time t, we use a laboratory stopwatch, which starts at the same time as the button switch 15 is pressed. Next, we determine the half-life T 1/2 of this graph (Fig. 1), and then all the values in accordance with the formulas ( 4), (5), (6) and (7).

Если подвижную рейку 5 сдвигаем влево сначала во второе, а затем в третье положение, то с неподвижным контактом 7 замыкается второй, а затем третий контакт 9. С понижающего трансформатора 14 сначала снимается напряжение со второго и четвертого, а затем с третьего и четвертого выводов. На выходе первого выпрямителя 8 формируются соответственно напряжение U02, а затем U03 (фиг.2). Таким образом, получаем вторую и третью зависимости (фиг.3).If the movable rail 5 is shifted left first to the second, and then to the third position, then the second and then the third contact 9 closes with the fixed contact 7. The voltage from the second and fourth, and then from the third and fourth terminals is first removed from the step-down transformer 14. The output of the first rectifier 8 is formed, respectively, the voltage U 02 , and then U 03 (figure 2). Thus, we obtain the second and third dependencies (figure 3).

Технико-экономическая эффективность предлагаемой установки заключается в том, что на модельной, более простой и дешевой экспериментальной установке качество усвоения основных законов и явлений физики студентами получается не хуже, чем при проведении натурного эксперимента. У обучаемых повышается интерес к лабораторной работе, т.к. отсутствует опасность для здоровья.The technical and economic efficiency of the proposed facility is that in a model, simpler and cheaper experimental setup, the quality of mastering the basic laws and phenomena of physics by students is no worse than when conducting a full-scale experiment. Students have an increased interest in laboratory work, as no health hazard.

Предлагаемая установка реализована на кафедре физики и используется в учебном процессе на лабораторных занятиях по ядерной физике.The proposed installation was implemented at the Department of Physics and is used in the educational process in laboratory classes in nuclear physics.

Claims (1)

Установка для моделирования радиоактивного распада, содержащая интегрирующую цепь RC, выводы которой соединены с вводами измерителя напряжения, отличающаяся тем, что в нее введены подставка с изображением на лицевой стороне прямоугольника с надписью «счетчик частиц», электродвигатель, установленный на подставке, подвижная рейка с нанесенными черными прямоугольниками разной величины, имитирующие количество радиоактивного вещества, контакты, установленные на рейке рядом с соответствующими черными прямоугольниками, первое прозрачное окно, имитирующее сосуд с радиоактивным веществом и расположенное на лицевой стороне подставки под прямоугольником с надписью «счетчик частиц», второе прозрачное окно для табло измерителя напряжения, расположенное на лицевой стороне подставки справа от прямоугольника с надписью «счетчик частиц», первый выпрямитель, выводы которого соединены с вводами интегрирующей цепи RC, второй выпрямитель, выводы которого соединены с вводами электродвигателя, диск белого цвета с черными метками, расположенными равномерно по его окружности, который установлен на оси электродвигателя в плоскости параллельной лицевой стороне подставки, неподвижный контакт, установленный на подставке и который соединен с первым вводом первого выпрямителя, понижающий трансформатор, первый, второй и третий выводы которого соединены с соответствующими контактами подвижной рейки, при этом первый и четвертый выводы понижающего трансформатора соединены с вводами второго выпрямителя, а четвертый вывод, кроме этого, соединен со вторым вводом первого выпрямителя, кнопочный выключатель, который подсоединен к вводам измерителя напряжения.Installation for modeling radioactive decay, containing an integrating RC circuit, the conclusions of which are connected to the inputs of the voltage meter, characterized in that a stand with an image on the front side of the rectangle with the inscription "particle counter", an electric motor mounted on the stand, a movable rail with applied black rectangles of different sizes, simulating the amount of radioactive substance, contacts mounted on a rail next to the corresponding black rectangles, the first transparent a window simulating a vessel with a radioactive substance and located on the front side of the stand under the rectangle with the inscription “particle counter”, the second transparent window for the voltage meter board located on the front side of the stand to the right of the rectangle with the inscription “particle counter”, the first rectifier, the conclusions of which connected to the inputs of the integrating circuit RC, a second rectifier, the terminals of which are connected to the inputs of the electric motor, a white disk with black marks, located evenly around its circumference, which mounted on the axis of the motor in a plane parallel to the front side of the stand, a fixed contact mounted on the stand and which is connected to the first input of the first rectifier, step-down transformer, the first, second and third terminals of which are connected to the corresponding contacts of the movable rail, while the first and fourth conclusions of the lowering the transformer is connected to the inputs of the second rectifier, and the fourth output, in addition, is connected to the second input of the first rectifier, a push-button switch, which is connected Input voltage to the meter.
RU2004130079/28A 2004-10-11 2004-10-11 Plant for modeling radioactive disintegration RU2273057C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004130079/28A RU2273057C1 (en) 2004-10-11 2004-10-11 Plant for modeling radioactive disintegration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004130079/28A RU2273057C1 (en) 2004-10-11 2004-10-11 Plant for modeling radioactive disintegration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2273057C1 true RU2273057C1 (en) 2006-03-27

Family

ID=36388977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004130079/28A RU2273057C1 (en) 2004-10-11 2004-10-11 Plant for modeling radioactive disintegration

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2273057C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU104877A1 (en) * 1955-12-06 1956-11-30 В.Я. Гаврик Training device for demonstrating radioactive decay
US3808704A (en) * 1970-11-24 1974-05-07 F Frungel Arrangement for simulating electrically radiation and light from nuclear explosions
US6704385B1 (en) * 1998-08-18 2004-03-09 Campagnie General Des Matieres Nucleaires Method for simulating the response of a detector of radiation emitted by radioactive objects and method for controlling nuclear fuel elements using said simulation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU104877A1 (en) * 1955-12-06 1956-11-30 В.Я. Гаврик Training device for demonstrating radioactive decay
US3808704A (en) * 1970-11-24 1974-05-07 F Frungel Arrangement for simulating electrically radiation and light from nuclear explosions
US6704385B1 (en) * 1998-08-18 2004-03-09 Campagnie General Des Matieres Nucleaires Method for simulating the response of a detector of radiation emitted by radioactive objects and method for controlling nuclear fuel elements using said simulation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Зернов Н.В., Карпов В.Г. Теория радиотехнических цепей. М.-Л: Энергия, 1965, с.395, рис.8-14. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Schrodinger The Present Situation in Quantum Mechanics: A Translation of Schrodinger's' Cat Paradox'Paper
CN104316954B (en) Nuclear physics experiment simulation system and method for carrying out energy spectrum measurement experiment and intensity measurement experiment by using the nuclear physics experiment simulation system
CN106033650A (en) A system for simulating nuclear radiation experiment
RU2273057C1 (en) Plant for modeling radioactive disintegration
RU103957U1 (en) DEMONSTRATION SYSTEM FOR THE STUDY OF PHYSICAL PHENOMENA "UNIVERSAL"
McGinness et al. submitter: 3D-Printable Model of a Particle Trap: Development and Use in the Physics Classroom
Budick et al. Atomic-Beam studies of nuclear properties of some rare-earth isotopes
Holbrow et al. Modernizing introductory physics
Lazarte et al. Teaching and Learning Through Laboratory Experiments in the Area of Nuclear Technology
CN211578199U (en) Demonstration instrument for middle school physics teaching
Xiao et al. Design of a do-it-yourself Geiger-Muller counter with smartphone mapping application
Korkmaz et al. Developing a graduate level embedded system programming course content by using blended programming methodologies: Text-based and graphical
Puspitasari et al. Virtual Lab of Analog AVO Meter to Train Students’ Initial Skills before Doing Laboratory Works in Electrical Measurements
Lv et al. Using a smartphone to teach physics experiment online and offline
Eisner Instrumentation teaching equipment. Part one: Optical devices (continued)
Heck et al. FZKA 7495
Zachariadou et al. A laboratory over the internet for a course on data analysis
Trišović Measuring the D0 lifetime at the LHCb Masterclass
Slifer The g2 Structure Function: An Experimental Overview
Afanasyev et al. Virtual labs on unique experimental equipment
BEARD The science teaching apparatus revolution
Deja et al. ‘Detektory Dla Szkół’: a pilot detector-lending project for Polish schools
Lindsay CAI physics experiments
Andò et al. Volt-Ammeter Method introducing Principles and developing Technologies to undergraduates
Koželj et al. Spreading knowledge on radiation protection in Nuclear technology information centre

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20061012