Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
Nazwisko i imię Dariusz Gutek	Ćwiczenie	Grupa	Semestr III
		Nr 3.2	3.4	Rok akademicki 1997/98
Temat ćwiczenia Wyznaczanie czasu rozdzielczego licznika GM.		Data wykonania 97.12.01	Ocena

1.Wstęp teoretyczny:

Główne rodzaje detektorów promieniowania to: detektory scyntylacyjne, półprzewodnikowe, gazowe, iskrowe oraz liczniki Czerenkowa. Wśród detektorów gazowych wyróżniamy: komorę jonizacyjną, licznik proporcjonalny, licznik Geigera-Mullera (GM).

Gazowy detektor promieniowania jądrowego składa się z elektrod tworzących kondensator , umieszczonych w wypełnionym gazem naczyniu. Elektrody połączone są ze źródłem napięcia elektrycznego oraz z urządzeniem rejestrującym. Gdy do wnętrza detektora dochodzi promieniowanie jonizujące o stałym natężeniu , liczba par jonów (ładunek) zebrany na elektrodach jest zależna od natężenia pola elektrycznego panującego pomiędzy elektrodami.

Licznik GM jest najbardziej rozpowszechnionym detektorem promieniowania jądrowego. Zasadniczymi częściami licznika są :cylindryczna katoda i przeciągnięta wzdłuż jej osi metalowa nić stanowiąca anodę. Taki kształt elektrod umożliwia otrzymanie silnie niejednorodnego radialnego pola elektrycznego. Pole radialne wytwarza się w celu wyeliminowania wpływu położenia toru cząstki w objętości licznika na współczynnik wzmocnienia gazowego. Elektrody zamknięte są w naczyniu wypełnionym gazem szlachetnym , najczęściej argonem lub helem z dodatkiem gazu wieloatomowego ,pod ciśnieniem kilkuset hPa.

C

Do układu

R wzmacniającego i rejestrującego

- +

Amplituda impulsów otrzymanych z licznika GM nie zależy od energii traconej przez cząstkę w liczniku , tj. od liczby par jonów wytworzonych przez nią. Dlatego stosowany może być wyłącznie do rejestracji liczby cząstek.

Urządzenia służące do detekcji promieniowania jądrowego charakteryzują się tzw. czasem rozdzielczym, związanym z tym , że w ciągu pewnego okresu czasu τ po rozpoczęciu rejestrowania jednej cząstki, detektor nie może rejestrować następnej . Przy dużej liczbie cząstek dochodzących do detektora w jednostce czasu (N₀)będzie to prowadzić do gubienia impulsów.

Czas rozdzielczy detektora definiuje się jako najmniejszy odstęp czasu między początkiem dwóch kolejnych zdarzeń jonizujących, które powodują na wyjściu detektora dwóch oddzielnych sygnałów.

2.Pomiary przeprowadzone w ćwiczeniu:

a)wyznaczenie napięcia pracy licznika

czas t=40s

napięcia od 320V co 10 V

Nap	320	330	340	350	360	370	380	390	400	410	420	430	440	450	460	470	480	490
Zlicz.	13228	13514	14966	15025	15118	15284	15423	15596	15763	16036	15917	16289	16427	16900	17522	18597	19434	19663

N- liniowy wzrost częstości zliczeń

N=

Napięcie pracy =390 V

b) tabela zliczeń licznika GM dla poszczególnych próbek cezu :

czas zliczeń = 400 s

Poszcz. próbki	N1	N12	N2	Ntł
Częstość zliczeń	392,7	657,9	280,8	0,64

Czas rozdzielczy otrzymujemy z równania :

po podstawieniu wartości otrzymujemy τ = 6,75*10 ^-5 s

3.Ocena błędu popełnionego :

Zostało przyjęte:

Błąd wyliczamy metodą różniczkowania :

względny maksymalny błąd pomiaru

Δτ =1,41*10^-5 s

τ = ( 6,75 ± 1,41 )*10^-5 s

Wnioski:

Po wyznaczeniu charakterystyki napięciowo -zliczeniowej napięcie pracy zostało przyjęte w połowie obszaru liniowej części charakterystyki (w połowie plateau) by licznik był najmniej wrażliwy na wahania napięcia zasilającego. Po wykonaniu pomiarów przy ustalonym napięciu błąd pomiaru został określony metodą różniczkową - przez różniczkowanie wzoru na czas rozdzielczy licznika GM. Na błąd ten składały się błędy z poszczególnych pomiarów :

N₁ - pomiaru częstości zliczeń impulsów od źródła pierwszego

N₂ - pomiar częstości zliczeń impulsów od źródła drugiego

N₁₂ - pomiar częstości zliczeń impulsów od obu źródeł jednocześnie

N_tl - pomiar częstości zliczeń bez źródeł (tło)

3

3

Część charakterystyki napięciowo - zliczeniowej licznika GM

Nap. pracy

---