Wydział Fizyki Technicznej - III rok	Gr. Czwartkowa 12.10
Maciej Bazarnik	Nr. Ćwiczenia 1	14 kwietnia 2005

Charakterystyka licznika G-M.

Licznik G-M jest jednym z detektorów gazowych promieniowania jonizującego. Podstawą jego działania jest komora wypełniona gazem, w której są umieszczone katoda i anoda (2 okładki kondensatora). W momencie, w którym promieniowanie zjonizuje cząstkę gazu wywołuje ona impuls prądu na naładowanych z zewnątrz okładkach kondensatora.

Detektory gazowe dzielimy na prądowe i impulsowe. Impuls elektryczny przechodzi prze połączony szeregowo z kondensatorem opornik.

Należy zwrócić uwagę na dwa niekorzystne zjawiska zachodzące w komorze jonizacyjnej. Jeśli napięcie na okładkach kondensatora jest za małe jony mogą połączyć się z elektronami zanim dotrą do okładek, zjawisko to nazywamy rekombinacją. Jeśli napięcie będzie zbyt duże jony mogą zderzać się z cząsteczkami gazu i jonizować go. Wówczas do okładek kondensatora dociera dużo więcej jonów i elektronów niż zostało zjonizowanych przez promieniowanie. Zjawisko to jest określane mianem jonizacji wtórnej, jest charakteryzowane przez współczynnik wzmocnienia gazowego (N/N₀=K).

W zależności od przyłożonego napięcia liczniki można podzielić na kilka różnych grup działających w określonych zakresach. Licznik G-M pracuje w obszarze promieniowania ultrafioletowego towarzyszącego jonizacji wtórnej. Promieniowanie ultrafioletowe wywołuje dalszą jonizację gazu, aby licznik działał poprawnie należy stosować gaszenie wyładowania. Licznik Geigera-Müllera posiada pewien czas martwy - czas potrzebny na rozładowanie ładunku pochodzącego z wyładowania lawinowego w pobliżu anody.

Zależność częstości zliczeń w funkcji napięcia zasilania dla G-M przy stałym natężeniu promieniowania nazywa się charakterystyka licznika G-M

Parametry opisujące licznik G-M:

- długość plateau (im dłuższe tym licznik jest lepszy, przeciętna wartość 200-400 V)

- nachylenie plateau (dobry licznik charakteryzuje się małym nachyleniem)

- punkt pracy licznika - 30% długości plateau od początku.

Wydajność liczników G-M dla cząstek β jest prawie 100%, dla promieniowania gamma nie przekracza 2%. Do promieniowania β stosuje się liczniki okienkowe. Promieniowanie przechodzi bez przeszkód przez obszar bardzo cienki - o grubości paru mg/cm². Anoda to metalowy korpus a katoda to centralnie umieszczony drucik.

Komory jonizacyjne liczników G-M wypełnione są najczęściej argonem z dodatkiem oparów alkocholi lub neon z chlorowcami. Rozdzielczość pracy ok 10^-4s

Wyniki pomiarów i obliczeń:

Napięcie [V]	Liczba impulsów na 30s w 3 seriach pomiarów			Średnia liczba impulsów na 30s	Średnia liczba impulsów na 1s	Odchylenie standardowe dla impulsów na 1s
420	2566	2544	2531	2547	84,9	0,48151
440	4860	4750	4791	4800,333	160,0111	1,512989
460	4889	4774	4762	4808,333	160,2778	1,908331
480	4601	4687	4588	4625,333	154,1778	1,464224
500	4629	4728	4573	4643,333	154,7778	2,136167
520	4509	4595	4697	4600,333	153,3444	2,561442
540	4544	4390	4581	4505	150,1667	2,756944
560	4618	4538	4474	4543,333	151,4444	1,96362
580	4456	4660	4359	4491,667	149,7222	4,18147
600	4655	4763	4439	4619	153,9667	4,489989
620	4578	4544	4572	4564,667	152,1556	0,493914
640	4425	4489	4567	4493,667	149,7889	1,935503
660	4459	4464	4535	4486	149,5333	1,156944
680	4663	4725	4626	4671,333	155,7111	1,361463
700	4572	4758	4589	4639,667	154,6556	2,798721
720	4635	4549	4641	4608,333	153,6111	1,400882
740	4586	4682	4526	4598	153,2667	2,14165
760	5021	4807	4731	4853	161,7667	4,092631
780	4754	4768	4688	4736,667	157,8889	1,162798
800	4779	4670	4979	4809,333	160,3111	4,265306
820	4909	5022	5118	5016,333	167,2111	2,847264
840	5140	4871	4865	4958,667	165,2889	4,274847
860	5008	4821	4874	4901	163,3667	2,623117
880	5252	5104	5123	5159,667	171,9889	2,191623

Długość plateu:

ΔU = 860 - 440 = 420 [V]

Nachylenie linii trędu - plateau (liczone dla liczby impulsów na 30s):

η = [(I_{B ­}- I_A) / (U_{B ­}- U_A)] * 100% = 23,96825%

Nachylenie linii trędu - plateau (liczone dla liczby impulsów na 1s):

η = [(I_{B ­}- I_A) / (U_{B ­}- U_A)] * 100% = 0,798942%

Punkt pracy:

U_P = U_A + 0,3 * ΔU = 546 [V]

Wnioski:

Biorąc pod uwagę nachylenie plateau liczone dla liczby impulsów na jedną sekundę, badany licznik G-M charakteryzuje się bardzo dobrymi parametrami. Nachylenie plateau jest znikome, a jego długość jest duża. Licznik ten jest sprawny i można na nim polegać przez okres jego żywotności (około 300 godzin pracy). Napięcie pracy powinno wynosić około 545 V.

---