LAB61 97, Politechnika Wrocławska, W-5 Wydział Elektryczny, Fizyka G2, fiza laborki, fiza kalit, fizyka laboratorium, wzory, III, zestaw3


Marcin Kędzierski Wrocław 01.05.98

LABORATORIUM FIZYKI OGÓLNEJ

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR 61

TEMAT: ROZKŁADY STATYSTYCZNE ROZPADÓW JĄDROWYCH.

I.CEL ĊWICZENIA.

II.OPIS TEORETYCZNY.

Rozpadem promieniotwórczym nazywamy spontaniczną, samorzutną przemianę jąder atomowych jednego pierwiastka w jądra atomowe innego pierwiastka.. Pierwiastki ulegające rozpadowi promieniotwórczemu nazywamy promieniotwórczymi a emitowane przez nie promieniowanie nosi nazwę promieniowania jądrowego. Prawdopodobieństwo zajścia rozpadu promieniotwórczego w jednostce czasu jest jednakowe dla każdego jądra danego izotopu, znajdującego się w takim samym stanie energetycznym i nie zależy od czasu.

Dozymetria jest działem fizyki jądrowej zajmującym się pomiarem dawek promieniowania jonizującego. Do detekcji i badania promieniowania jądrowego wykorzystuje się efekty oddziaływania tego promieniowania z substancją, którą przenika. Jednym z takich urządzeń jest licznik Geigera-Mullera. Prawidłowe posługiwanie się licznikiem wymaga znajomości

zależności liczby zarejestrowanych impulsów od przyłożonego napięcia. /charakterystyki licznika/. Każdej liczbie rozpadów odpowiada określone prawdopodobieństwo. Ponieważ zmienna losowa / liczba rozpadów w jednostce czasu / przyjmuje wartości całkowite rozkład statystyczny jest rozkładem dyskretnym. Weryfikację statystycznego charakteru rozpadów jądrowych przeprowadzamy, wykorzystując do detekcji promieniowania jądrowego licznik Geigera-Mullera współpracujący z zasilaczem wysokiego napięcia , elektronicznym przelicznikiem impulsów. Przy zachowaniu stałej wartości napięcia pracy licznika oraz niezmienionej odległości preparatu promieniotwórczego od licznika, impulsy elektryczne generowane w liczniku nie pojawiają się w równych odstępach czasu, lecz są w nim przypadkowo rozłożone. Jeżeli pomiary liczby zliczeń licznika w zadanym, jednakowym przedziale czasu wykonamy wielokrotnie, to z powodu samorzutnego, przypadkowego charakteru rozpadów jądrowych, otrzymane liczby będą wykazywały fluktuacje wokół wartości średniej. Aby przekonać się o statystycznym charakterze rozpadów promieniotwórczych pomiar liczby impulsów wielokrotnie powtórzono./60 razy/

III.PRZEBIEG ĆWICZENIA

1. Wyznaczenie charakterystyki licznika Geigera-Mullera.

2. Rozkład Gaussa.

CH-KA LICZNIKA GEIGERA-MULLERA.

TABELA POMIAROWA

U [V]

570

560

550

540

530

520

510

500

490

480

470

460

450

440

430

zliczenia

3083

3154

2992

3158

2946

2998

3035

2959

3000

2995

3094

3022

2970

3069

2933

420

410

400

390

380

370

360

350

340

330

320

310

309

308

306

305

303

2996

2948

2890

2948

3029

2985

2944

2965

2940

2849

2942

2835

2891

2811

2906

2894

0

RACHUNEK BŁĘDÓW

ROZKŁAD GAUSSA.

TABELE POMIAROWE

Pomiary dla U=460 [V]; t=10 [s]

Lp.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

ni

276

295

291

293

289

317

298

287

301

338

289

308

269

281

307

315

319

295

287

295

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

289

305

279

307

317

305

298

300

308

304

305

330

317

313

274

305

333

313

322

305

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

307

291

316

298

281

288

318

300

300

291

332

303

271

319

267

319

267

273

306

293

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

301

310

314

302

282

303

315

295

302

287

290

288

307

302

270

313

284

278

265

312

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

321

308

305

285

310

297

299

312

297

292

322

303

327

316

324

301

322

298

285

291

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

302

315

298

294

333

297

307

287

303

392

312

303

296

281

297

311

313

284

327

297

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

294

273

319

290

286

345

288

274

303

291

299

330

293

304

249

310

296

298

262

295

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

301

325

283

305

320

292

276

299

304

296

271

337

304

286

314

277

292

268

277

303

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

176

177

178

179

180

310

340

305

313

321

313

311

333

285

301

277

308

320

323

311

282

277

291

320

292

181

182

183

184

185

186

187

188

189

190

191

192

193

194

195

196

197

198

199

200

304

279

307

276

273

316

302

272

295

284

275

284

279

290

303

330

310

313

279

292

(ni;Δni)

przedział liczby zliczeń

mi

liczba przypadków mieszczących się w przedziale szerokości Δni

m/k

częstość występowania danej liczby zliczeń

P(ni)

prawdopodobieństwo występowania danego mi wg rozkładu Gaussa

250-255

0

0,000

0,000

255-260

1

0,005

0,001

260-265

2

0,010

0,002

265-270

5

0,025

0,004

270-275

9

0,045

0,005

275-280

12

0,060

0,007

280-285

13

0,065

0,011

285-290

15

0,075

0,016

290-295

22

0,110

0,019

295-300

21

0,105

0,022

300-305

31

0,155

0,023

305-310

16

0,080

0,022

310-315

18

0,090

0,020

315-320

14

0,070

0,016

320-325

8

0,040

0,012

325-330

5

0,025

0,009

330-335

4

0,020

0,006

335-340

3

0,015

0,004

340-345

1

0,005

0,002

345-350

0

0,000

0,001

IV.DYSKUSJA BŁĘDÓW I WNIOSKI.

Sporządzając charakterystykę licznika Geigera - Mullera można na niej wyznaczyć trzy charakterystyczne punkty, mianowicie:

*napięcie progowe Ug ,/ w naszym przypadku równe 310V /poniżej tego napięcia licznik nie rejestruje cząstek

*napięcie pracy licznika Up ,które mieści się w środku plateau / w naszym przypadku 440V /

*napięcie maksymalne, którego przekroczenie grozi uszkodzeniem licznika / w naszym przypadku 570V /

Na sporządzonej przeze mnie charakterystyce licznika widzimy oprócz impulsów pochodzących od promieniowania badanego tzw. bieg własny licznika / tło /. Bieg własny jest powodowany promieniowaniem kosmicznym, zanieczyszczeniami promieniotwórczymi materiałów konstrukcyjnych licznika i otoczenia oraz promieniowaniem Ziemi. /Sporządziłem również zlinearyzowaną charakterystykę licznika Geigera - Mullera.

Sporządzając histogram i wykres rozkładu Gaussa doszedłem do wniosku , że rozpad promieniotwórczy badanego pierwiastka oscylował wokół wartości średniej Nśr.

Średni błąd kwadratowy δi pojedynczego pomiaru serii 60 pomiarów liczby zliczeń wynosi 206,27.

Odchylenie standardowe średniej δ wynosi 30,41.

4



Wyszukiwarka