三級(jí)g計(jì)數(shù)管特性的研究

1、G-M 計(jì)數(shù)管特性的研究牟鍇鈺pb05210379G-M 計(jì)數(shù)管特性的研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)、掌握 G-M 計(jì)數(shù)管的結(jié)構(gòu)、工作原理和使用方法并對(duì)其主要特性進(jìn)行研究，同時(shí)要學(xué)習(xí)有關(guān)使用放射源的安全操作規(guī)則。實(shí)驗(yàn)原理：1G-M 計(jì)數(shù)管的結(jié)構(gòu)和工作原理一個(gè)帶電粒子進(jìn)入計(jì)數(shù)管，可以引起一次放電過(guò)程而產(chǎn)生一個(gè)電壓脈沖信號(hào)而被。2G-M 計(jì)數(shù)管的特性G-M 計(jì)數(shù)管的主要特性包括坪曲線、死時(shí)間等。（1）坪曲線正常的 G-M 計(jì)數(shù)管在強(qiáng)度不變的放射源的照射下，測(cè)量計(jì)數(shù)率隨陽(yáng)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(chēng)為坪曲線。隨著外加電V0，稱(chēng)為起始電壓或閾電壓的升高，計(jì)數(shù)管開(kāi)始有計(jì)數(shù)，此時(shí)

2、對(duì)應(yīng)的外加電壓壓。隨著外加電壓的繼續(xù)升高，計(jì)數(shù)率也迅速增加，但外加電壓從 V1 到 V2 這一范圍內(nèi)，計(jì)數(shù)率卻幾乎不變，這一段外加電壓的范圍稱(chēng)為坪區(qū)，V1-V2 的電壓值稱(chēng)為坪長(zhǎng)。計(jì)數(shù)管的坪區(qū)也并非完全平坦，隨著外加電壓的進(jìn)一步升高，計(jì)數(shù)率也稍有增加，如電壓從 V1 升至 V2，計(jì)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(dá)計(jì)數(shù)管陰極時(shí)有少數(shù)也還可能產(chǎn)生次級(jí)電子，引起假計(jì)數(shù)。這些假計(jì)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(jì)數(shù)管特性的研究牟鍇鈺pb05210379實(shí)

3、驗(yàn)內(nèi)容：1、 測(cè)量 G-M 計(jì)數(shù)管的坪曲線，確定其工作電壓由所測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制帶有誤差標(biāo)志的坪曲線，計(jì)算待測(cè)量計(jì)數(shù)管的起始電壓 V0、工作電壓、坪長(zhǎng)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(jì)數(shù)管的坪曲線為2G-M 計(jì)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(jì)數(shù)率幾乎不變V1 =330N1 =1082V2 =420N

5、 2 = 1208V可以計(jì)算出坪長(zhǎng)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(jì)數(shù)管在一定誤差范圍內(nèi)符合實(shí)驗(yàn)要求。V2 時(shí)，計(jì)數(shù)率會(huì)明顯上升。此時(shí)計(jì)數(shù)管不能當(dāng)計(jì)數(shù)管兩極上所加電壓超過(guò)正常使用且很容易損壞，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)盡量避免外加電壓超過(guò)坪長(zhǎng)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(diǎn)并不是較好的集中在曲線上，而是分布在曲線的兩側(cè)，說(shuō)明測(cè)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(jī)的，存在較大的誤差范圍；儀器的探測(cè)會(huì)產(chǎn)生一定的假計(jì)數(shù)或漏計(jì)數(shù)；儀器本身存在一定的精度，而測(cè)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?yàn)閷?shí)驗(yàn)中儀器的限制。在3Y Axis TitleB3 point FFT Smoothing of Data2_BG-M 計(jì)數(shù)管特性的研究牟鍇鈺pb05210379實(shí)驗(yàn)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(duì)實(shí)驗(yàn)造成較大的影響。2 驗(yàn)證放射性計(jì)數(shù)服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律固定電壓為 500V，測(cè)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(jì)計(jì)數(shù)的頻率

7、（上欄）和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相對(duì)頻度（下欄）分別為由上表繪制統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)的泊松分布概率圖，并在上面標(biāo)記實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相對(duì)頻度（黑線），即B C0.250.200.150.100.050.000123456789X Axis Title計(jì)數(shù)紅色：統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)綠色：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)4Y Axis Title計(jì)數(shù)0123456789P0.0570.1640.2340.2230.1600.0910.0430.0180.0060.002計(jì)數(shù)0123456789P0.0810.1760.2040.2100.1630.0700.0530.0280.0060.008計(jì)數(shù)0123456789總數(shù)個(gè)數(shù)388396997733251334471G-M 計(jì)數(shù)管特性的研究牟鍇鈺pb05210379分析：由上圖可以看出實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相對(duì)頻度近似為泊松分布，但是兩者并未符合得很好，只可以說(shuō)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(guò)程屬隨機(jī)，應(yīng)服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律；多次測(cè)量相同時(shí)間間隔內(nèi)