Ćwiczenia 1

Izabela Chojnicka
I. Metodyka pomiarów z wykorzystaniem analizatora wyposażonego
w detektor Geigera-Müllera
1. Zdejmowanie charakterystyki napięciowej licznika GM
Charakterystyka napięciowa licznika
30000
25000
cpm
20000
15000
10000
5000
0
400 420 440 460 480 490 500 510 520 530 540 550 560 580 600 620 640 660 680 690 700 720
napięcie [V]
U1 = 490 V (napięcie na początku plateau)
U2 = 660 V (napięcie na końcu plateau)
Up = 575 V (napięcie pracy licznika, znajdujące się w połowie plateau)
Dla Up cpm wynosi 7843 (Na zajęciach następne pomiary wykonywaliśmy dla U0 = 550 V
zgodnie z poleceniem prowadzącego. Z wykresu dla U0 cpm wynosi 5715 )
Stopień zużycia licznika (czyli nachylenie plateau względem osi napięcia) wyznacza się ze
wzoru:
S = 100(N2 – N1)/ N2 (U2 – U1)
Gdzie:
N1, N2 – szybkość liczenia impulsów na początku i na końcu plateau [cpm]
S = 0,547
Duże nachylenie plateau względem osi napięcia wskazuje na znaczne zużycie licznika.
2. Błąd w pomiarze promieniowania
Średnia 10 pomiarów cpm dla U0 wynosiła 4415,4.
Odchylenie standardowe populacyjne wynosiło 144,2.
Średnia pomiarów dla U0 znacznie różni się od wartości cpm uzyskanej podczas zdejmowania
charakterystyki napięciowej. Odchylenie standardowe, mówiące jak szeroko wartości danej
wielkości są rozrzucone wokół jej średniej, ma dużą wartość.
3. Pomiar tła licznika
Dla U0 średnia 5 kolejnych pomiarów cpm tła wynosiła 13,6.
Tło licznika ma wartość niewielką, według mnie zaniedbywalną przy wartościach cpm rzędu
kilku tysięcy.
4. Rozchodzenie promieniowania β w powietrzu
4,5
4
3,5
log
3
2,5
Tło
log cpm
2
1,5
1
0,5
0
0mm 5mm 10mm 20mm 30mm 40mm 50mm 60mm 70mm 80mm 90mm
odległość
Rprakt –max. praktyczny zasięg cząstek β
Rprakt = 85 mm
Z wykresu otrzymałam, że cząstki β rozchodzą się w powietrzu do 8,5 cm.
Wnioskuję, że cząstki β mają ograniczony zasięg rozchodzenia się w powietrzu.
5. Pochłanianie promieniowania β przez metal
3,5
logarytm cpm
3
2,5
2
log cpm
tło
1,5
1
0,5
0
0cm 0,2cm 0,4cm 0,6cm 0,8cm 1cm 1,2cm 1,4cm 1,6cm 1,8cm 2cm
grubość metalu
d1/2 – grubość warstwy półchłonnej (przy której wygaszeniu ulega połowa promieniowania źródła)
Dla grubości 0cm log10 cpm wynosi 3,29. Dla grubości 0,2cm log10 cpm wynosi 2,72. Wygaszeniu
ulega połowa promieniowania źródła (log10 cpm = 3) przy grubości d1/2 = 0,1 cm
Liniowy współczynnik pochłaniania obliczamy ze wzoru: µ = ln2 / d1/2 [cm-1]
µ = 6,93
Masowy współczynnik pochłaniania obliczamy ze wzoru: µm = µ/d [cm2/g],
gdzie: d –gęstość ośrodka, d = 2,7 g/cm3
µm = 2,57
Wnioskuję, że cząstki β są mogą być całkowicie pochłonięte przez aluminium. Z wykresu wynika,
że całkowite pochłanianie cząstek β przez aluminiową blaszkę następuje przy grubości 1,34 cm.