Исследование газового счетчика - файл n1.doc

Исследование газового счетчика
Скачать все файлы (203 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.doc203kb.18.02.2014 15:45скачать

n1.doc



Лабораторная работа №322

ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗОВОГО СЧЕТЧИКА

Цель работы - определение основных характеристик несамогасящегося газового счётчика Гейгера: рабочего напряжения и разрешающего времени.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Принцип действия. В газовом счётчике используется явление самостоятельной проводимости газов. Если к электродам счётчика приложено достаточно большое напряжение, то попавшая в счётчик ионизирующая частица "зажигает" газовый разряд, что и позволяет зарегистрировать её. Наиболее удобным для регистрации ядерных частиц является коронный разряд, возникающий в случае сильно неоднородного поля между электродами. Необходимостью создания такого поля и определяется конструкция счётчика.

Газовый счётчик представляет собой баллон, заполненный газом под давлением, в котором расположены два электрода разной геометрии. Чаще других используются счётчики, катодом (К) которых является цилиндрическая металлическая (алюминиевая) стенка баллона (конечно, стенка должна быть достаточно тонкой, чтобы регистрируемая частица могла проникнуть в рабочий объем счётчика), а анодом (А) - металлическая нить, натянутая по оси цилиндра.

Счётчик включается обычно в схему, представленную на рис.1.


Рисунок 1. Схема включения счетчика
Попавшая в счётчик частица ионизирует несколько молекул газа и таким образом создает равное количество свободных электронов и положительных ионов. Электроны, двигаясь к аноду, могут при известных условиях (достаточная напряженность поля и достаточная длина пробега) ионизировать встречные атомы. Этот процесс называется ударной ионизацией. При этом возникают новые электроны, которые, в свою очередь, снова ионизируют встречные атомы^и т.д. Число электронов лавинообразно возрастает, и до анода доходит вместо одного электрона целая лавина. Кроме этого основного процесса, в газовом промежутке могут возникать вторичные процессы: ионизация молекул газа положительными ионами, выбивание ими электронов из катода, фотоэффект на поверхности катода, вызываемый излучением возбужденных атомов, и т.д.

Счётной характеристикой счётчика называют зависимость скорости счёта частиц п от напряжения на счётчике U (при неизменной интенсивности облучения).

Время, в течение которого после прихода одной частицы счетчик остается нечувствительным к следующей, называется разрешающим временем (или мёртвым временем). Из-за наличия определённого разрешающего времени число сосчитанных счётчиком частиц всегда меньше истинного количества частиц, попадающих в счётчик. Разрешающее время является важной характеристикой любого счётчика ядерных частиц.

ХОД РАБОТЫ
Счёт числа импульсов в счётчике производится в данной работе с помощью двух приборов, первый прибор включает в себя:

  1. газовый счетчик.

  2. два источника радиоактивного излучения со свинцовыми заслонками.

  3. усилитель и формирователь электрических импульсов.

  4. высоковольтный блок питания с измерительной головкой.

Второй прибор - стандартный счётчик электрических импульсов, называемый пересчётным прибором.
Снятие счетной характеристики газового счетчика

1. Открываем заслонку одного радиоактивного источника.

2. Медленно повышая высокое напряжение на счетчике, находим пороговое значение, при котором обнаруживаются импульсы (момент начала счета). Затем, изменяя напряжение ступенями по 10 В, измеряем число частиц N, фиксируемых счетчиком за определенный интервал времени, снимая данные с пересчётного прибора. Интервал времени равен 50 секунд.

Результаты измерений заносим в таблицу 1.

Таблица 1.

U, В

330

340

350

360

370

380

390

400

410

420

430

440

450

460

N, имп

0

180

183

166

158

152

196

169

168

184

-

-

-

-

п, имп/с

0

3,6

3,66

3,32

3,16

3,04

3,92

3,38

3,36

3,68

-

-

-

-


3. По данным табл.1 строим график зависимости n(U) и определяем рабочее напряжение.


Рисунок 2. – Полученная счетная характеристика счетчика
В
Определение разрешающего времени счётчика

1. Устанавливаем на счетчике рабочее напряжение.

2. Определяем при закрытых источниках излучения фон счетчика



Интервал времени счёта берем 200 секунд. Результаты измерений заносим в таблицу 2.

Таблица 2.

п/п

tc

Nф, имп.

пф,имп/с

?nф, имп/с

(?nф)2, (имп/с)2

1

200

238

1,19

0,040

0,001600

2

200

246

1,23

0,000

0,000000

3

200

241

1,205

0,025

0,000625


3. Определяем скорость счета n1 при открытом первом источнике.

4. Определяем скорость счета n2 при открытом втором источнике (первый источник при этом закрыт).

5. Определяем скорость счета n при одновременном действии обоих источников.

В таком же порядке снимаем данные ещё два раза. Результаты записываем в таблицы 2 и 3.

Таблица 3

п/п

Первый источник открыт

Второй источник открыт

Оба источника открыты




N1, имп.

n1,имп/с

N2, имп

п2, имп/с

N,имп.

п, имп/с

1

960

4,8

460

2,3

1193

5,965

2

968

4,84

476

2,38

1189

5,945

3

953

4,765

495

2,475

1176

5,88


6. Для измеренных величин пф; п1; п2; п в соответствии с правилами обработки невоспроизводимых косвенных измерений (т.е. аналогично обработке результатов прямых многократных измерений) рассчитаем абсолютные погрешности.

имп/с – среднее значение

  выборочное среднеквадратическое отклонение среднего значения

Абсолютная погрешность (надежность 0,9)

имп/с – абсолютная погрешность (случайная составляющая)

где - коэффициент Стьюдента



















7. Для каждого из трех опытов рассчитаем разрешающее время ? счётчика по формуле



с/имп

0.045

0.295

Найдем среднее значение ? и вычислим его абсолютную погрешность ?? в соответствии с правилами обработки результатов невоспроизводимых косвенных измерений.







8. По полученному значению ? рассчитаем, при какой скорости счёта число просчётов не превышает 1% по формуле

имп/с
Вывод. Таким образом, в данной работе была снята счетная характеристика данного газового счетчика. С помощью полученной характеристики было определено рабочее напряжение счетчика, которое составляет 380 В. Было определено разрешающее время счетчика с/имп и при этом учтено влияние фона. Исходя из полученных данных определили, что в данном счетчике Гейгера скорость счёта при которой число просчётов не превышает 1% равна имп/с
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации