Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej

Nazwisko i imię studenta Krzysztof Kalinowski						Symbol grupy MD 103.5a
Data wyk. Ćwiczenia 1996-11-15		Symbol ćwiczenia 3.1,3.2		Temat zadania Wyznaczanie charakterystyki licznika GM. Wyznaczanie czasu rozdzielczego licznika GM
	ZALICZENIE			Ocena	Data	Podpis

1. Własności jonizacyjne promieniowania jądrowego wykorzystuje się w detekcji tego promie-

niowania. Główne rodzaje detektorów to: detektory scyntylacyjne, półprzewodnikowe,

gazowe, iskrowe oraz liczniki Czerenkowa. Wśród detektorów gazowych wyróżniamy:

komorę jonizacyjną, licznik proporcjonalny, licznik Geigera-M*llera. Gazowy detektor

promieniowania składa się z dwu elektrod tworzących kondensator, umieszczony w

naczyniu wypełnionym gazem. Elektrody połączone są ze źródłem napięcia elektrycznego

oraz z urządzeniem rejestrującym.

Licznik GM jest najbardziej rozpowszechnionym detektorem promieniowania jądrowego. Zasadniczymi częściami licznika są: cylindryczna katoda i przeciągnięta wzdłuż jej osi

metalowa nić stanowiąca anodę. Elektrody zamknięte są w naczyniu wypełnionym gazem szlachetnym z dodatkiem gazu wieloatomowego. Jego zadaniem jest gaszenie impulsu lawinowego.

Rys.1. Schemat połączeń licznika GM

Liczba impulsów rejestrowanych przez licznik GM zależy od wartości napięcia doprowa-

dzonego do licznika. Krzywą przedstawiającą zależność liczby impulsów od napięcia zasilającego doprowadzonego do licznika w warunkach niezmiennego źródła pro-

mieniotwórczego i stałej czułości układu zliczającego, nazywa się charakterystyką licznika.

Czas rozdzielczy detektora definiuje się jako najmniejszy odstęp czasu między początkiem dwóch kolejnych zderzeń jonizujących, które powodują powstanie na wyjściu detektora dwóch odrębnych sygnałów.

2. Wykonanie ćwiczenia polega na zarejestrowaniu wyników pomiarów oraz dokonaniu obliczeń. Zestaw do badania licznika GM:

1. wyznaczanie charakterystyki licznika GM;

Ustalam:

- napięcie początkowe U=300 V

- skok napięcia 10 V

- czas trwania pojedynczego pomiaru 100 s

U	N
V	-
300	-	380	38685	460	42856
310	32510	390	38829	470	43708
320	36271	400	39228	480	44219
330	36958	410	40312	490	44552
340	37720	420	40335	500	45397
350	37886	430	40838	510	46469
360	38372	440	41832	520	46601
370	38428	450	42199	530	47426

Charakterystykę napięciowo-zliczeniową licznika GM przedstawia rys.2.

Z zamieszczonych danych wynika, że:

- napięcie progowe wynosi U_pr= 310

- napięcie robocze U = 382 V

Rys.2. Wyznaczona charakterystyka licznika GM

N [-]

3. Wyznaczanie nachylenia plateau metodą najmniejszych kwadratów.

W obszarze plateau zależność między U i N jest liniowa:

N_i = a U_i + b a,b - współczynniki

Lp.	xi	yi	xi^2	xiyi	wi	a	b	yi^*	Δyi^*	(Δyi^*)^2
1	400	392.28	160000	156912	1			393.06	-6.94	48.2
2	410	403.12	168100	165279	1			399.08	-10.92	119.2
3	420	403.35	176400	169407	1			405.1	-14.9	222
4	430	408.38	184900	175603	1			411.12	-18.88	356.4
5	440	418.32	193600	184061	1			417.14	-22.86	522.6
6	450	421.99	202500	189896	1	0.602	152.26	423.16	-26.84	720.4
7	460	428.56	211600	197138	1			429.18	-30.82	949.9
8	470	437.08	220900	205428	1			435.2	-34.8	1211
9	480	442.19	230400	212251	1			441.22	-38.78	1503.9
10	490	445.52	240100	218305	1			447.24	-42.76	1828.4
11	500	453.97	250000	226985	1			453.26	-46.74	2184.6
	Σ	Σ	Σ	Σ						Σ
	4950	4654,7	2238500	2101264						9666.7

Otrzymałem równanie prostej: N_i = 0.602 U_i + 152.26

Ponieważ a = tg ϕ ,gdzie ϕ - kąt nachylenia plateau

tg ϕ = 0.602 ϕ = arctg 0.602 ϕ = 31.05°

Błędy jakimi obarczone są współczynniki a i b wynoszą:

Błąd nachylenia prostej: δ_{tg ϕ} = 0.5183 , czyli kąt ( 16.17 < ϕ < 42.43 )°

4. Wyznaczanie czasu rozdzielczego licznika GM:

Wyliczenie błędu metodą różniczkową:

t = 100 s

Korzystając z rozwinięcia funkcji w szereg otrzymuję błąd względny max:

Procentowo: σ_max(τ)=0.382 ⋅ 100 % = 38.19 %

Δτ_m.= 0.382 ⋅ 2.365 ⋅ 10^-5 = 9.03⋅ 10^-6 s

( 1.462⋅10^-5 < τ < 3.268⋅10^-5 ) s

A

C

do układu

wzmacniającego

i rejestrującego

K

U

R

N₂

U₁

N₁

U₂

U [V]

---