WARSZAWA 2003

SGSP

SPRAWOZDANIE Z ĆWIECZENIA NR 1

Wyznaczanie charakterystyki licznika Geigera - Müllera.

Wykonały :

Izabela Budzisz

Agnieszka Czyżewska

ĆWICZENIE LABORATORYJNE Z FIZYKI
Ćwiczenie nr 2
Temat : Wyznaczanie charakterystyki licznika Geigera - Müllera.
Izabela Budzisz Agnieszka Czyżewska	DSZ-PK1 PL.2
Data : 26.03.2003	Ocena:

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.

2. Opis metody pomiaru.

W celu wyznaczenia charakterystyki sondy będziemy stopniowo zwiększać napięcie zasilające licznik G-M, który znajduje się w domku ołowianym zawierającym źródło promieniotwórcze. Następnie utworzymy tabelaryczne zestawienie liczby zliczeń N do napięcia U, w którym ją uzyskaliśmy. Wykres zależności N (U) przedstawia charakterystykę użytego w doświadczeniu licznika.

Lp.	U [V]	N	N	Lp.	U [V]	N	N
1	290	113	11	32	600	190	14
2	300	90	10	33	610	208	15
3	310	117	11	34	620	204	15
4	320	88	10	35	630	229	16
5	330	131	12	36	640	271	17
6	340	154	13	37	650	241	16
7	350	205	15	38	660	257	17
8	360	200	15	39	670	281	17
9	370	194	14	40	680	319	18
10	380	198	15	41	690	299	18
11	390	200	15	42	700	295	18
12	400	228	16	43	710	321	18
13	410	164	13	44	720	324	19
14	420	224	15	45	730	333	19
15	430	238	16	46	740	355	19
16	440	182	14	47	750	329	19
17	450	194	14	48	760	392	20
18	460	188	14	49	770	406	21
19	470	192	14	50	780	481	22
20	480	252	16	51	790	541	24
21	490	214	15	52	800	651	26
22	500	182	14	53	810	522	23
23	510	184	14	54	820	711	27
24	520	204	15	55	830	680	27
25	530	206	15	56	840	1431	28
26	540	208	15	57	850	1514	38
27	550	226	16	58	860	1303	37
28	560	210	15	59	870
29	570	216	15	60	880
30	580	226	16	61	890
31	590	210	15	62	900

U - napięcie zasilające sondę

N - liczba zliczeń

ΔN jest błędem liczby zliczeń, obliczanym ze wzoru: ΔN =

3. Analiza wykresu - wnioski.

• U_p - napięciem progu Geigera, minimalna wartość napięcia, przy którym licznik zaczyna rejestrować cząstki promieniowania

• punkty A i B oznaczają początek i koniec plateau licznika - obszar od punktu A do którego zwiększanie napięcia powoduje proporcjonalny wzrost ilości rejestrowanych cząstek (ich liczba prawie nie zależy od napięcia).

• W następnym obszarze charakterystyki (od punktu B), ilość zliczanych impulsów zaczyna szybko rosnąć wraz z napięciem. Jest to obszar niebezpieczny dla sondy.

• U_pr - napięcie pracy sondy, przyjmuje się najczęściej napięcie na środku pleteau.

• Napięcie progowe dla badanej sondy licznika G-M zawiera się w przedziale od 310V- 320V.

• Wartość napięcia pracy sondy odczytana z wykresu wynosi 460V.

• Powyżej napięcia 580V liczba zliczeń sondy ulega zwiększeniu. Wynika z tego, iż pomiar jest już niedokładny, a to napięcie nie znajduje się już w zakresie pracy sondy.

---