POLITECHNIKA LUBELSKA

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

Nazwisko i imię studenta Andrzej Mikołajuk						Symbol grupy ED. 3.5
Data wyk. Ćwiczenia 1998-XII-14		Symbol ćwiczenia 3,1		Temat zadania : Wyznaczanie charakterystyki licznika GM .
	ZALICZENIE			Ocena	Data	Podpis

Cel ćwiczenia : Celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyki badanego licznika GM.

Wstęp teoretyczny

Licznik GM służy do pomiaru promieniowania jądrowego . Licznik jest zbudowany z cylindrycznej katody i przeciągniętej wewnątrz anody wykonanej z nici metalowej . Kształt tych elektrod powoduje wytworzenie silnie niejednorodnego pola elektrycznego . Elektrody te są najważniejszą częścią licznika , są zamknięte w naczyniu wypełnionym gazem szlachetnym z dodatkiem gazu wieloatomowego i pod ciśnieniem kilkuset hPa. .

Działanie licznika jest dość skomplikowane , polega ono na tym , że promieniowanie jądrowe powoduje jonizację gazu znajdującego się w naczyniu gdzie znajdują się elektrody , powstałe w wyniku jonizacji elektrony i jony są przyspieszane w silnym polu i wywołują następne wzbudzenia cząstek gazu . Taka sytuacja powoduje wystąpienie wyładowania lawinowego , a w czasie trwania wyładowania lawinowego licznik nie rejestruje następnych cząstek promieniowania . W celu niedopuszczenia do wystąpienia wyładowania lawinowego zakłada się w szereg z licznikiem rezystor dużej wartości , co powoduje przerwanie tej reakcji w czasie wyładowania lawinowego . Pracę tego licznika możemy podzielić na cztery przedziały : W przedziale pierwszym Licznik pracuje jako komora jonizacyjna . W obszarze drugim występuje wzmocnienie gazowe które powstaje w wyniku powstawania jonów poprzez oddziaływanie promieniowania jądrowego . Wzmocnienie to zmienia się wraz z napięciem . W obszarze trzecim zależność zebranego ładunku przestaje być proporcjonalna do jonizacji liniowej . Te dwa obszary są to obszary pracy dla liczników proporcjonalnych . Natomiast w obszarze czwartym wzmocnienie jest tak duże , że następuje wytworzenie plazmy i następuje wyładowanie lawinowe .

Jest to wykres zależności zebranego ładunku od przyłożonego napięcia do detektora gazowego o cylindrycznych elektrodach .

Wykonanie ćwiczenia

Schemat układu pomiarowego .

• Z- Źródło promieniowania

• GM- Licznik Geigera-Mülliera

• W- wzmacniacz

• P- przelicznik

• ZWN- zasilacz wysokiego napięcia

Tabela pomiarowa

Lp.		U [V]	Liczba impulsów
1	Upr	310,6	9
2		320	27293
3		330	29978
4		340	31418
5		350	31952
6		360	32300
7		370	32656
8		380	32935
9		390	33130
10		400	33880
11		410	33836
12		420	34626
13		430	34528
14		440	35341
15		450	36517
16		460	37281
17		470	40805
18		480	41677
19		490	42868
20		500	43263

Tabela do obliczania błędu .

Xi	Yi	XiYi	XiXi	Wi	Yi'	ΔYi	ΔYi ^2
330	29978	9892740	108900	1	30696,38	718,3846	516076,5
340	31418	10682120	115600	1	31132,85	-285,154	81312,72
350	31952	11183200	122500	1	31569,31	-382,692	146453,4
360	32300	11628000	129600	1	32005,77	-294,231	86571,75
370	32656	12082720	136900	1	32442,23	-213,769	45697,28
380	32935	12515300	144400	1	32878,69	-56,3077	3170,556
390	33130	12920700	152100	1	33315,15	185,1538	34281,95
400	33880	13552000	160000	1	33751,62	-128,385	16482,61
410	33836	13872760	168100	1	34188,08	352,0769	123958,2
420	34626	14542920	176400	1	34624,54	-1,46154	2,136095
430	34528	14847040	184900	1	35061	533	284089
440	35341	15550040	193600	1	35497,46	156,4615	24480,21
450	36517	16432650	202500	1	35933,92	-583,077	339978,7
Σ 5070	Σ 433097	Σ 169702190	Σ 1995500	Σ 13			Σ 1702555,

Po dokonaniu obliczeń otrzymałem prostą w postaci : y=[(43,6461±2,916208)⋅x](1/V)+(16293,15±1142,543) ; gdzie x- oznacza przyłożone napięcie , y - ilość zliczonych impulsów .

Napięcie pracy pleatu wyliczam jako średnią wartość napięcia dla obszaru który wykorzystałem do obliczenia krzywej nachylenia pleatu:

Nachylenie pleatu obliczam z zależności :

Obliczam błąd wyznaczenia nachylenia pleatu

Na podstawie dokonanych obliczeń można zauważyć , że nachylenie w wyznaczonym obszarze jest niewielkie i wynosi prawie 7,5° co nie jest durzą wartością . Błąd bezwzględny wyznaczonej wartości jest bardzo mały i wynosi tylko 6,7% . Wpływ na taki błąd prawdopodobnie miały takie czynniki jak zakłócenia wnoszone przez zasilacz , promieniowanie środowiska które nie zostało prawdopodobnie podczas pomiarów wyeliminowane , jak i rozdzielczość badanego licznika . Błąd wnoszony przez człowieka do tych wartości jest niewielki i może wynikać jedynie z niedokładności ustawiania napięcia .

4

1

4

3

2

Zebrany ładunek

napięcie

Z

GM

ZWN

P

W

Do wyznaczenia krzywej nachylenia plateu wybieram pomiary od napięcia 330V do napięcia 450V . Krzywą będę wyliczał metodą najmniejszych kwadratów .

---