Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ПГУПС
Кафедра физики
Лабораторная работа № 322
«Исследование газового счётчика»
Выполнил: Гройзман П.В.
ПВТ-011
2001год.
Цель работы:
Целью работы является исследование газового счётчика:
- снятие счётной характеристики газового счётчика
- определение разрешающего времени счётчика.
Краткое теоретическое обоснование:
Схема счетчика и его включения приведена на рисунке, где А - анод, К -катод счетчика.
Попавшая в счетчик ионизирующая частица ионизирует несколь ко молекул газа, в результате чего между электродами появляются несколько свободных электронов и столько же положительных ионов. Электроны, двигаясь к аноду, могут при известных условиях (при достаточной напряженнос ти поля и достаточной длине пробега) ионизировать встреч ные атомы. При этом число электронов лавинообразно воз растает и до анода вместо од ного электрона доходит целая лавина. Вследствие флуктуаций вторичных процессов при напряжении, равном Uзаж, разряд может быстро погаснуть или вообще но развиться. Для получения устойчивого разряда используют напря жения, большие Uзаж на некоторую определенную величину U .
Если между электродами счетчика установлено напряжение, обеспечивающее устойчивый разряд (самостоятельную проводимость), то попавшая в счетчик частица начнет разряд, который будет про должаться сколь угодно долго. (Счетчик, работавший в таком ре жиме, называется несамогасящимся, или счетчи ком Гейгера - Мюллера). Для уменьшения разрешающего времени были разработаны так называемые самогасящиеся счетчики. В отличие от счетчика Гейгера - Мюллера баллон самогасящегося счетчика запол няется смесью из 90 % инертного газа (чаща всего - аргона) и 10 % газа со сложными молекулами (например, этилового спирта). Наличие в газе больших сложных молекул значительно снижает дей ствие вторичных процессов, что приводит к быстрому погасанию разряда в счетчике.
Счетной характеристикой счетчика называют зависимость ско рости счета частицы n от напряжения на счетчике U (при не изменной интенсивности облучения). Примерный вид счетной харак теристики представлен на рисунке.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗРЕШАЮЩЕГО ВРЕМЕНИ СЧЁТЧИКА
Время, в течение которого после прихода частицы счетчик остается нечувствительным к следующей, называется разрешающим временем (или мерт вым временем).
Схема установки:
Метод определения разрешающего времени состоит в сопо ставлении совместного и раздельного действия двух источников ядерного излучения. Принципиальная схема установки для определе ния разрешающего времени приведена на рисунке.
Под газовым счет чиком С расположены два алюминиевых ста канчика Д1, и Д2, в крышках которых имеют ся небольшие отверстия. В центре каждого ста канчика укреплены ра диоактивные препараты Р1 и Р2. В работе ис пользуются препараты, которые излуча ют электроны - частицы. Это излучение полностью поглощается стенками стаканчиков, так что в счетчик попадает только узкий пучок излучения, выреза емый отверстием в каждом стаканчике. Отверстия стаканчиков могут быть перекрыты задвижками, которые полностью поглощают электро ны и -частицы, испускаемое радиоактивными источниками Р1 и Р2.Предположим, что:
n1 - число частиц, считаема счетчиком за 1с при закрытом втором источнике а открытом первом Р1
n2 - число частиц, считаемых счетчиком за 1c при закрытом
первом источнике и открытом втором P2
n - число частиц, считаемых счетчиком за 1с при одновре менном действии двух источников Р1 и Р2 (оба открыты);
N1, N2, N- число частиц, попадающих в счетчик за 1с соответст венно от первого источника, второго и одновременно от двух источников.
Таким образом, для определения разрешающего времени описан ным методом необходимо определить число частиц, считаемых счет чиком раздельно от каждого источника, и число частиц при совмест ном действии обоих источников.
Таблица измерений:
Снятие счётной характеристики счётчика:
|
№ опыта |
Напряжение U (В) |
Число частиц N |
|
1 2 3 4 |
14 18 22 26 |
194 202 206 210 |
Время t : 10c
Определение фона счётчика:
|
№ опыта |
Число импульсов фона (за 1сек) |
Число импульсов фона (за 10сек) |
|
1 2 3 |
1 1,1 0,8 |
10 11 8 |
Время t : 10c
|
№ опыта |
Число частиц при открытом 1ом источнике |
Число частиц при открытом 2ом источнике |
Число частиц при обоих открытых источниках |
|
1 2 3 среднее |
119 197 216 177 |
104 108 102 105 |
245 288 252 262 |
Время t : 10c
Вывод:
Таким образом рабочее напряжение равно 20В,
Разрешающее время равно 0,0031520,0000004с
А для того, чтобы число просчётов не превышало 1% необходима скорость 31726.
Расчёты:
Рабочее напряжение счётчика равно:
=20В, где U1 и U2 –напряжения отмеченные на графике.
Разрешающее время равно:
=0,003152с, где n1 – число частиц за 1с. при открытом 1ом источнике, n2 – число частиц за 1с. при открытом 2ом источнике, n – число частиц за 1с. при обоих открытых источниках, nф – фон источника.
Погрешность:
Относительная погрешность:
=0,000119
0,00012
Абсолютная погрешность:
0,0000003735с0,0000004с
Таким образом 0,0031520,0000004с
Расчёт скорости счёта, при которой число просчётов не превышает 1%:
Так как в течение 1с. счётчик находится в нечувствительном состоянии в течение времени , то 31726
График: