Wydział EAIiE	Filip Balicki Adam Borejczuk		Rok I	Grupa I	Zespół 11
Pracownia Fizyczna	Temat: LICZNIK GEIGERA - MULLERA				Nr ćwiczenia 12
Data wykonania	Data oddania	Zwrot do poprawy	Data oddania	Data zaliczenia	Ocena

KONSPEKT

Do ćwiczenia nr 91

LICZNIK GEIGERA - MULLERA

Przygotowanie:

Licznik Geigera - Müllera. Charakterystyka.

Emisję promieniotwórczą można wykryć, a jej wielkość zmierzyć za pomocą szerokiej gamy detektorów. Większość z nich opiera się na jonizacji ośrodka czynnego przez cząstkę(ki) wytworzone przez badany materiał aktywny promieniotwórczo. Ze względu na rodzaj ośrodka możemy je podzielić na: stałe (np. detektory półprzewodnikowe), ciekłe (np. komory pęcherzykowe), oraz gazowe, do których należy także omawiany licznik G -M.

Ma on postać cylindrycznego kondensatora gazowego, w którym elektrodę ujemną (katodę) stanowi ścianka cylindra, a dodatnią (anodę) drut rozciągnięty wewnątrz. Wpadająca cząstka powoduje powstanie w gazie par: dodani jon - swobodny elektron, czyli tzw. jonizacji pierwotnej. Powstałe elektrony i jony są przyciągane przez odpowiednie elektrody generując krótkotrwały impuls prądu, możliwy do zmierzenia. W przeciwieństwie do np. komór jonizacyjnych, bądź liczników proporcjonalnych, czyli detektorów pracujących na niższych wartościach napięcia przyłożonego do ścianek, w działaniu licznika G - M bardzo duże znaczenie ma lawinowa jonizacja gazu czynnego, która w dodatku nie zależy już, jak w liczniku proporcjonalnym, od liczby jonów pierwotnych.

Jonizacja lawinowa potęgowana fotojonizacją powoduje przepływ krótkotrwałego, słabego prądu, który na oporze w obwodzie testowym wywoła napięcie. Taki prąd może płynąć przez kilka stutysięcznych części sekundy z powodu obniżenia się napięcia na liczniku, oraz ponieważ ciężkie dodatnie jony zanim dotrą do katody i zneutralizują się, tworzą dodani ładunek przestrzenny, osłabiający znacznie natężenie pola elektrycznego wewnątrz licznika. Po tym czasie martwym (zwykle ok. 200 mikrosekund) licznik może zarejestrować następne wyładowanie.

Dla licznika G - M ma miejsce tzw. Napięcie progowe U_p, poniżej którego licznik nie zlicza impulsów. Obszar napięć rozciągający się na ok. 50 - 200 V powyżej napięcia progowego, dla których częstość zliczeń zmienia się bardzo mało, nazywany jest obszarem `plateau` licznika G - M i to w nim ustala się zakres jego pracy. Nachyleniem Plateau nazywamy takie α, które spełnia poniższą zależność:

Powyżej zakresu plateau częstość rejestrowanych impulsów gwałtownie wzrasta. Spowodowane jest to samoistnym powstawaniem impulsów wielokrotnych. Należy się wystrzegać takiej sytuacji, gdyż można w ten sposób łatwo uszkodzić licznik.

Licznik G - M - problem statystyczny.

Liczbę zliczeń licznika G - M można potraktować jako zmienną losową i dobrać dla niej jedną z dwóch funkcji rozkładu:

Dyskretny rozkład Gaussa.

W przypadku dużej ilości zliczeń na jednostkę czasu ( 20 - 40 w każdym pomiarze ) naszą zmienną losową opisuje dyskretny rozkład Gaussa:

gdzie: k_i^teor - teoretyczna krotność występowania n_i zliczeń

N - liczba wykonanych pomiarów

σ - odchylenie standardowe ilości zliczeń ( wartości mierzonej )

n ^- - średnia arytmetyczna liczby zliczeń, ze wzoru

gdzie: k_i - rzeczywista krotność wystąpienia n_i zliczeń

Rozkład Poissona.

Dla małej częstotliwości zliczeń ( ok. 5 na pomiar ) odpowiedniejszy staje się rozkład Poissona, dla λ - wartości oczekiwanej liczby zliczeń ( w. mierzonej ), i - kolejnej liczby zliczeń :

---