GM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?學(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程而產(chǎn)生一個(gè)電壓脈沖信號(hào)而被記錄。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。隨著外加電壓的升高，計(jì)數(shù)管開始有計(jì)數(shù)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的外加電壓v0，稱為起始電壓或閾

2、電壓。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為坪區(qū)，v1-v2的電壓值稱為坪長(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。其原因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 實(shí)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

3、始電壓，如下表所示 外電壓/v 33010421110109310823401080114011211114350111710861133111236010951115118911333701129112611621139380106411041166111139012071141114711654001154112812161166410117111941152117242012291233116212084301258123712131236440123612051211121745012221227126612384601333134813141332470140913151322134

4、94801357136213551358490142814761375142650014641327135813835101491150215131502由以上數(shù)據(jù)作出計(jì)數(shù)管的坪曲線為由圖上可以讀出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=330 =1082=420 = 1208v可以計(jì)算出坪長(zhǎng)為420-330=90坪斜為t=*100%=*100%=0.13%略大于0.1%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。當(dāng)計(jì)數(shù)管兩極上所加電壓超過v2時(shí)，計(jì)數(shù)率會(huì)明顯上升。此時(shí)計(jì)數(shù)管不能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坪長(zhǎng)區(qū)域，所以可以選，之間的電壓為工作電壓，可選

5、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)，說明測(cè)量的誤差還是比較大的，誤差產(chǎn)生可能是，射線的數(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)：計(jì)數(shù)0123456789總數(shù)個(gè)數(shù)388396997733251334471由泊松分布

6、的概率分布函數(shù) 可得統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)的頻率（上欄）和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相對(duì)頻度（下欄）分別為 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），即計(jì)數(shù)紅色：統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) 綠色：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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，只可以說兩者只是在一定的誤差范圍內(nèi)才相符合，產(chǎn)生誤差的原因可能是：1、 原子核蛻變過程屬隨機(jī)事件，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)的放射性計(jì)數(shù)，應(yīng)服從統(tǒng)計(jì)分布。但可能受測(cè)量次數(shù)