Ćwiczenie 1

Murcin Gichy R33

' 21.03.99

Charakterystyka robocza i czas martwy licznika Geigera Mullera. Badanie statystycznego charakteru ro~adu promieniotwórczego.

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się zespolu z budow~ i zasadą działania licznika Geigera-Mullera oraz poznanie statystycznych praw opisuj~cych rozpad promieniotwórczy. W częśc;i pomiarowej ćwicz~ia dokonano pomiarów napięcia ticarika i opowiadaj~~j mu szybkości zliczania impulsów w celu wyznaczenia charaktecystyki roboczej licznika. Wykonano również pomiary szybkości zliczania impulsów dla dwóch próbek promieni~.wórcrych razem oraz dla każdej z osobna. Poslużyło to nastgpnie do obliczenia czasu martwego licznika. Zgodność rozpadu promieniotwórczego z rozkładem Poissona zos2ała zhadana przy pomocy testu ~ na zautomatyzowanym ( komput~ ) stanowisku pomiarowym .

Wvzaczenie charakterystvki roboczei liczniks GeiQera-Mullera

Pierwsza część ćwiczenia miała na celu wyznaczenie charakterystyki roboczej licznika. W tym celu dokonaliśmy pomiarów, na podstawie których mo~na narysować charakterystykę

I = f(17), gdzie I-to szybkość zliczania impulsów;

U-to napięcie licznika ( pomiędzy anoda i katodą licznika ).

Uzyskana charakterystyka, na podstawie danych z tabeli 1 z protokołu, ma następujacy kształt:

Na podstawie wykresu mo~na określić napięcie progow~ które wynosi: U~, = 510 [Vj;

Pierwszy punkt pomiarowy z tabeli 1 z protokotu jest niewłaściwy i należy go pominąć w dalszych rozwaianiach. Wynika on z

niedoskonałości licznika - w przypadku, gdy przekroczone zostało napięcie progowe i chce się ponownie `znieczulić' licznik na zeamętrzne promieniowanie nale2y obniżyć napięcie poniżej wartości mniejszej o kilka woków od napięcia progowego i odcz~cać cfiwilę. podczas

ćwicz~ia nie zostało to wykonane, przez co po obniżeniu napięaa do wartości nieznacmie niższej od Us licznik zliczył pewną mała liczbę impulsów, co spowodowane było niezupetnymjego wyg,zsz~iem.

Otrzymany wykres pozwala stwietdziĆ, te obszar `plateau' zawiera się miedzy wartościami napięć: U, = 540 [VJ;

uz = sso [vJ.

Napięcie pracy wynosi zatecn:

U, = (U~ + Uz}! 2; UP -- 600 [V); Dtugość obszana `plateau' wynosi:

0U = Uz- U, = I20 [V]; Nadiylenie `plateau' wynosi:

Nw.o~=(Iz'-Ir)!(((L'~-Ur)! 100) x ((Ir + Ia) / 2))'

Nvr,u., = 3851 / (1.2 v 1 i 198.5); r , ~ !- Nyra~ = 18.66 [% / I OOVJ; r~~ l] = l ~ -

Anąliża bt~tlów: ° ~r,~; ,

Zakładam, te graniczny btad wyznaczenia ticzby zarejestsowanych impulsów wynosi 2 5 . Wynika on gtówmi ze stacyst~czn~go rozkładu promi~iowania co powoduje rozrzut punMów pomiarowydi względem odcinka prosiego `plateau' i z tego, te rótny odsetek impulsów docierającyd~ do Iicznika zostaje zarejesfrowany. Mogę więc stwierdzić, te granicmy bląd wyznaczeria szybkości zticzania wynosi równie~ ok. 2 % ( błąd pomiaru czasu jest pomijalnie mały - elektronicme ustawianie czasu pomiara szybkości zliczania ). ;

Stad: ~-~ ^~ g- I , SI, = &I x It = 305.46 [implmin]; SI~ = SI x I~ -- 382.48 [ńr~lminJ;

Zakładam również, że graniczny btad nastawiatia napięcia ticznikajes2 równy wartośei działki elementamej podzielni pokrętła ( nie imerpoluję ze względu na błąd wynikający z niedokladności urz~dzenia regulującego napięcie)

;

8U, = 2 [Vj; 8U== 2 [Vj;

Y....rt,.as......,~r...t....~.,~:~.: ~~-L~:~

Korzys2am z n~tody ró?~siczki zupelrtej:

SNvm = (~Weo~.u ldIt) x &I~ + (dIVv,,~", ldIz) x &I2 + (dTVva,ao /dUi) x SU~ + (~Pir~ ldU2) x &U2;

a~Nv~, = 0.0164ó + 0.01646 + 0.00311 + 0.00311; 8N~,~", = 0.03914 x 100% = 3.914 [%J 100~'7;

Zatem otrzymany wynik nachylenia wykresu na odcinku 'plateau' wynosi': Nv~aa" = ( 18 f 4 ) [°/a'100V];

Wnioski:

Wyznaczona c~arak~texystyka robocrw licaiika ma kształt który był oczekiwany. Fragntent szybkiego wzrostu I (szybkości zliczania impulsów) po przekroczeniu napięi,ia progowego jest bardzo stromy. Świadczy to o tym, że Iicz<tikjesr prawie tak samo wrażliwy na większość docierajacych do niego eząstek ~ i kwantów y. Wynika to z tego, ie impulsy wywotane przez dutą część wyzwalaj4cyd~ licz,nik czqstek maj4 bardzo zblitona amplitudę. Obszar `plateau' charakteryzuje się dość dużym pochyleniem ( rzędu 1R % ), co świadczy o niezbyt w~·sokiej klasie badanego licaiika. Potwierdza to również dbxgość obszaru `plateau', która niejest zbyt duta ( 120 [V] ). Na końcu obszaru `plateau' c~harakterystyka rośnie parabolicmie względnie łagodnie, co spowodowanejest wzrostem prawdopodobieństwa wyładowania samoistnego. Wyładowanie takie powoduje zliczenie `tałszywego' impulsu, który niejest wywolany przez eząs<kę wyemitowana z badanej próbki promieniotwórezej.

Napięcie progowe Us = 510 [Vj, podobniejak i napięcie pracy Uv = 600 [VJ, s~ wysokie, co może sugerować, źe badany licaiik niejest licmikiem o obni2onym napięciu pracy. lego charakterystyka robocza zgadza się z opisem lic~mika wypebtionego arg~em z parami

t

---