Laboratorium fizyki
Ćwiczenie nr J1. Wyznaczanie charakterystyki licznika Geigera - Mullera.
Pluton 2	DSZ PK2	Str. pchor. Marcin Babula. Str. pchor. Artur Bazylak Str. pchor. Piotr Bryzek
2 IV 2003	Ocena:

Szkoła Główna Służby Pożarniczej

Cel doświadczenia:

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

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. Dlatego pomiar natężenia promieniowania 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 liczby zliczeń zaczynamy od napięcia 290 V zwiększając napięcie o 10 V rejestrujemy liczbę zliczeń aż do napięcia końcowego jakim jest 860V.

Pomiary rejestrujemy w tabeli.Błędy pomiarów obliczamy ze wzoru ∆N=√N_n

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 AB wyznacza napięcie pracy licznika U_pr.

Wnioski:

Napięcie progowe dla badanej sondy licznika G -M wynosi 490V. W przedziale od 490V do 770V 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 630V. Sonda powinna pracować pod napięciem zbliżonym do napięcia odczytanego z wykresu. Powyżej napięcia 770V liczba zliczeń sondy ulega zwiększeniu. Są to już zliczenia nie związane z promieniowaniem.

3

---