Laboratorium fizyki
Ćwiczenie nr J1. Wyznaczanie charakterystyki licznika Geigera - Mullera.
Pluton II	DSZ PK2	Str. pchor. Marcin Tomczuk. Str. pchor. Andrzej Tomczyk
27 III 2001	Ocena:

Cel doświadczenia:

Celem doświadczenia jest wyznaczenie charakterystyki licznika Geigera - Mullera ; sporządzenie wykresu zależności liczby zliczeń od napięcia.

1. Wstęp teoretyczny.

Materiały promieniotwórcze znajdują szerokie zastosowanie w dzisiejszym świecie. Używa się ich między innymi w medycynie, farmakologii, kosmetyce no i oczywiście są doskonałym sposobem pozyskiwania energii. Nie można jednak zapomnieć o tym, że bezpośredni kontakt człowieka ze źródłami promieniotwórczymi może doprowadzić do jego śmierci. Toteż wykrywanie promieniotwórczości odgrywa istotną rolę.

Detektorem cieszącym się popularnością jest licznik Geigera - Müllera, pozwalający na liczenie cząstek. Przyrząd ten wykorzystuje zjawisko jonizacji, pozwala na rejestrację wszystkich rodzajów promieniowania jonizującego, zarówno cząstek naładowanych jak i fotonów γ i X, oraz cząstek nie naładowanych.

Podstawową część licznika stanowi rurka metalowa lub szklana z nalotem metalu na wewnętrznej powierzchni. Wzdłuż podłużnej osi rurki rozciągnięty jest drucik. Rurka metalowa (lub nalot metalu) stanowi katodę, a rozpięty drucik - anodę. Elektrody są hermetycznie zamknięte w zbiorniku z dowolnym gazem. Różnica potencjałów między anodą a katodą wynosi kilkaset woltów. Każda cząstka jonizująca, przebiegająca wewnątrz licznika, na skutek oddziaływania z gazem roboczym wywołuje powstanie swobodnych elektronów, które przemieszczają się do anody. Dzięki silnemu polu między elektrodami elektrony są tak rozpędzane, że same z kolei zaczynają jonizować gaz. W ten sposób otrzymujemy bardzo znaczne wzmocnienie efektu jonizacji, tak że przejściu każdej cząstki jonizującej towarzyszy powstanie silnego impulsu napięciowego na oporniku dołączonym do licznika. Impuls ten może, po dalszym wzmocnieniu, wywołać trzask w głośniku lub też może być odnotowany przez dołączony do licznika elektroniczny przelicznik impulsów.

Prawidłowe działanie licznika zależy od napięcia. Za małe napięcie spowoduje, że licznik nie będzie rejestrował wszystkich cząstek. Jeśli napięcie będzie zbyt wysokie nastąpi samoistna jonizacja gazu w komorze licznika.

Zależność liczby rejestrowanych impulsów N od przyłożonego napięcia U nazywamy charakterystyką licznika.

Przebieg doświadczenia:

1)Pomiar zaczynamy od napięcia 290 V zwiększając napięcie o 10 V rejestrujemy liczbę zliczeń aż do napięcia końcowego jakim jest 900 V.

Pomiary rejestrujemy w tabeli.

2)Korzystając z wyników z tabeli sporządzamy wykres N = f (U). Na którym punkty A i B oznaczają początek i koniec plateau. Punkt stanowiący połowę odległości A - B wyznacza napięcie pracy licznika U_pr.

Lp.	U [V]	N	N	Lp.	U [V]	N	N
1	290	0	0	32	600	208	14
2	300	62	8	33	610	226	15
3	310	74	9	34	620	206	14
4	320	102	10	35	630	210	14
5	330	114	11	36	640	289	17
6	340	94	10	37	650	259	16
7	350	94	10	38	660	283	17
8	360	108	10	39	670	252	16
9	370	95	10	40	680	324	18
10	380	111	11	41	690	284	17
11	390	103	10	42	700	308	18
12	400	118	11	43	710	292	17
13	410	117	11	44	720	338	18
14	420	92	10	45	730	323	18
15	430	102	10	46	740	391	20
16	440	92	10	47	750	320	18
17	450	99	10	48	760	381	20
18	460	120	11	49	770	353	19
19	470	104	10	50	780	470	22
20	480	122	11	51	790	392	20
21	490	185	14	52	800	474	22
22	500	218	15	53	810	542	23
23	510	224	15	54	820	825	29
24	520	188	14	55	830	770	28
25	530	154	12	56	840	1337	37
26	540	210	14	57	850	1986	45
27	550	218	15	58	860	1496	39
28	560	228	15	59	870	1545	40
29	570	216	15	60	880	3807	62
30	580	216	15	61	890	2517	50
31	590	250	16	62	900	4532	67

Wnioski:

Napięcie progowe dla badanej sondy licznika G -M zawiera się w przedziale od 310V- 320V. W przedziale od 310V do 630V znajduje się obszar w którym wraz ze zwiększeniem napięcia liczba rejestrowanych cząstek pozostaje prawie nie zmieniona, jest to tzw. „plateau” licznika. Wartość napięcia pracy sondy odczytana z wykresu wynosi około 470V. Sonda powinna pracować pod napięciem zbliżonym do napięcia odczytanego z wykresu. Powyżej napięcia 630V liczba zliczeń sondy ulega zwiększeniu. Są to już zliczenia nie związane z promieniowaniem.

3

---