三級g計數(shù)管特性的研究

1、G-M 計數(shù)管特性的研究牟鍇鈺pb05210379G-M 計數(shù)管特性的研究實驗?zāi)康模簩W(xué)習(xí)、掌握 G-M 計數(shù)管的結(jié)構(gòu)、工作原理和使用方法并對其主要特性進行研究，同時要學(xué)習(xí)有關(guān)使用放射源的安全操作規(guī)則。實驗原理：1G-M 計數(shù)管的結(jié)構(gòu)和工作原理一個帶電粒子進入計數(shù)管，可以引起一次放電過程而產(chǎn)生一個電壓脈沖信號而被。2G-M 計數(shù)管的特性G-M 計數(shù)管的主要特性包括坪曲線、死時間等。（1）坪曲線正常的 G-M 計數(shù)管在強度不變的放射源的照射下，測量計數(shù)率隨陽極和陰極間外加電壓的關(guān)系，得到如圖 4.3.1-2 所示的曲線，稱為坪曲線。隨著外加電V0，稱為起始電壓或閾電壓的升高，計數(shù)管開始有計數(shù)，此時

2、對應(yīng)的外加電壓壓。隨著外加電壓的繼續(xù)升高，計數(shù)率也迅速增加，但外加電壓從 V1 到 V2 這一范圍內(nèi)，計數(shù)率卻幾乎不變，這一段外加電壓的范圍稱為坪區(qū)，V1-V2 的電壓值稱為坪長。計數(shù)管的坪區(qū)也并非完全平坦，隨著外加電壓的進一步升高，計數(shù)率也稍有增加，如電壓從 V1 升至 V2，計數(shù)率也從 N1 升至 N2。其主要是猝滅不夠完全，即猝滅氣體的正離子到達計數(shù)管陰極時有少數(shù)也還可能產(chǎn)生次級電子，引起假計數(shù)。這些假計數(shù)是隨外加電壓的升高而增加的。為了表示這一特性，定義坪斜 T 為N 2 - N1T =´100%N1 (V2 - V1 )1G-M 計數(shù)管特性的研究牟鍇鈺pb05210379實

3、驗內(nèi)容：1、 測量 G-M 計數(shù)管的坪曲線，確定其工作電壓由所測得的數(shù)據(jù)繪制帶有誤差標志的坪曲線，計算待測量計數(shù)管的起始電壓 V0、工作電壓、坪長和坪斜 T。起始電壓V1 = 330 ，如下表所示n11042108011171095112910641207115411711229125812361222133314091357142814641491n21110114010861115112611041141112811941233123712051227134813151362147613271502外電壓/v33034035036037038039040041042043044045046

4、0n31093112111331189116211661147121611521162121312111266n108211141112113311391111116511661172120812361217123815131502由以上數(shù)據(jù)作出計數(shù)管的坪曲線為2G-M 計數(shù)管特性的研究牟鍇鈺pb05210379150014001300120011001000320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520X Axis Title由圖上可以讀出 V1、V2，外加電壓在 V1 到 V2 這一范圍內(nèi)，計數(shù)率幾乎不變V1 =330N1 =1082V2 =420N

5、 2 = 1208V可以計算出坪長為 420-330=901208 -1082坪斜為 T= N 2-N1 *100%=N1(V 2-V 1)*100%=0.13%V -1 略大于 0.1%V -11082 *(420 - 330)所以此計數(shù)管在一定誤差范圍內(nèi)符合實驗要求。V2 時，計數(shù)率會明顯上升。此時計數(shù)管不能當計數(shù)管兩極上所加電壓超過正常使用且很容易損壞，實驗中應(yīng)盡量避免外加電壓超過坪長區(qū)域，所以可以選V1 ，V2 之間的電壓為工作電壓，可選工作電壓為 V=400V。誤差分析：由圖上可以看出這些點并不是較好的集中在曲線上，而是分布在曲線的兩側(cè)，說明測量的誤差還是比較大的，誤差產(chǎn)生可能是，射

6、線的數(shù)量是隨機的，存在較大的誤差范圍；儀器的探測會產(chǎn)生一定的假計數(shù)或漏計數(shù)；儀器本身存在一定的精度，而測量次數(shù)又不夠多，致使誤差較大。而且這里的曲線與理論的差別還是很大的，這可能是因為實驗中儀器的限制。在3Y Axis TitleB3 point FFT Smoothing of Data2_BG-M 計數(shù)管特性的研究牟鍇鈺pb05210379實驗中，得到的數(shù)據(jù)并不是隨著電壓的增加一直上升的，而是出現(xiàn)了幾次反復(fù)，這有可能對實驗造成較大的影響。2 驗證放射性計數(shù)服從統(tǒng)計規(guī)律固定電壓為 500V，測得如下數(shù)據(jù)：n = 2.86由泊松分布的概率分布函數(shù)(n)np(n) =-nen!可得統(tǒng)計計數(shù)的頻率

7、（上欄）和實驗結(jié)果的相對頻度（下欄）分別為由上表繪制統(tǒng)計計數(shù)的泊松分布概率圖，并在上面標記實驗結(jié)果的相對頻度（黑線），即B C0.250.200.150.100.050.000123456789X Axis Title計數(shù)紅色：統(tǒng)計數(shù)據(jù)綠色：實驗數(shù)據(jù)4Y Axis Title計數(shù)0123456789P0.0570.1640.2340.2230.1600.0910.0430.0180.0060.002計數(shù)0123456789P0.0810.1760.2040.2100.1630.0700.0530.0280.0060.008計數(shù)0123456789總數(shù)個數(shù)388396997733251334471G-M 計數(shù)管特性的研究牟鍇鈺pb05210379分析：由上圖可以看出實驗結(jié)果的相對頻度近似為泊松分布，但是兩者并未符合得很好，只可以說兩者只是在一定的誤差范圍內(nèi)才相符合，產(chǎn)生誤差的可能是：1、原子核蛻變過程屬隨機，應(yīng)服從統(tǒng)計規(guī)律；多次測量相同時間間隔內(nèi)