蓋革彌勒計(jì)數(shù)器及核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律

蓋革-彌勒計(jì)數(shù)器及核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律內(nèi)容摘要1.儀器介紹2.實(shí)驗(yàn)原理3.相關(guān)名詞4.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容5.注意事項(xiàng)

儀器介紹蓋革彌勒計(jì)數(shù)器（G-M計(jì)數(shù)器）是射線氣體探測(cè)器中應(yīng)用最廣泛的一種，主要測(cè)量?射線和

γ射線的強(qiáng)度。

由G-M計(jì)數(shù)管，高壓電源，定標(biāo)器三部分組成。高壓電源為計(jì)數(shù)管提供工作電壓，計(jì)數(shù)管在射線作用下產(chǎn)生脈沖，定標(biāo)器則來記錄計(jì)數(shù)管輸出的脈沖數(shù)。高壓電源G-M計(jì)數(shù)管R前置放大器定標(biāo)器CG-M計(jì)數(shù)器可分為?計(jì)數(shù)管和γ計(jì)數(shù)管。

γ計(jì)數(shù)管陽(yáng)極陰極玻璃殼陽(yáng)極陰極云母片玻璃管內(nèi)有圓筒狀陰極，在陰極對(duì)稱軸上裝有絲狀陽(yáng)極。先將管內(nèi)抽成真空，再?zèng)_入一定量惰性氣體和少量猝滅氣體（鹵素或有機(jī)物）。?形和γ形不同在于鐘罩下是云母片，因?yàn)?射線穿透力低，為提高探測(cè)效率采取的措施。

實(shí)驗(yàn)原理和相關(guān)名詞使用G-M計(jì)數(shù)器測(cè)量時(shí)，兩極間形成柱狀軸對(duì)稱電場(chǎng)。射線進(jìn)入，引起氣體電離，所產(chǎn)生電子就向陽(yáng)極移動(dòng)，在陽(yáng)極附近與氣體分子發(fā)生打出次級(jí)電子的碰撞，電子同樣向陽(yáng)極移動(dòng)。引起“雪崩”放電。將產(chǎn)生大量紫外光光子，引起全管放電。大量電子移動(dòng)到陽(yáng)極被中和。大量正離子由于質(zhì)量大，移動(dòng)緩慢，在陽(yáng)極附近形成正離子鞘?？蓪⒂?jì)數(shù)器看作電容器，使陽(yáng)極得到一個(gè)負(fù)的脈沖。電源高，波幅大：電阻高，脈沖寬。猝滅氣體由上述可知，一旦計(jì)數(shù)器放電就會(huì)一直進(jìn)行。要想測(cè)量射線強(qiáng)度，必須在一次放電后，猝滅連續(xù)放電。猝滅氣體能強(qiáng)烈吸收光子，使光子不會(huì)再打到陰極上打出光電子。同時(shí)，可以與惰性氣體正離子碰撞，轉(zhuǎn)換成猝滅氣體的正離子，不再打出電子。分為兩類：有機(jī)物和鹵素。坪長(zhǎng)，坪坡度，閾電壓開始輸出小，計(jì)數(shù)器示零，電壓超過某一值時(shí)，定標(biāo)器開始計(jì)數(shù)，此時(shí)電壓Va為閾電壓。隨著脈沖幅度升高，計(jì)數(shù)率迅速增加，升到Vb時(shí)，只要產(chǎn)生一個(gè)離子對(duì)，就能引起全管雪崩放電。進(jìn)一步升高，只能提高幅度，不能增加個(gè)數(shù)，直到Vc，稱為坪區(qū)。Vc-Vb為坪長(zhǎng)度。坪坡度定義為電壓升高1伏計(jì)數(shù)率的相對(duì)增加量。死時(shí)間，恢復(fù)時(shí)間，分辨時(shí)間隨著正離子鞘向陰極移動(dòng)，陽(yáng)極附近電場(chǎng)逐漸回復(fù)，假定t時(shí)間運(yùn)動(dòng)到某處，使得陽(yáng)極附近電場(chǎng)恢復(fù)到能引起雪崩放電程度，t就稱為死時(shí)間。

正離子鞘從該處運(yùn)動(dòng)到陰極的時(shí)間稱為恢復(fù)時(shí)間。

如果在時(shí)間t以后出現(xiàn)脈沖，開始能被定標(biāo)器記錄下來，稱為分辨時(shí)間。探測(cè)效率，溫度效應(yīng)指進(jìn)入計(jì)數(shù)管的射線粒子數(shù)被記錄的幾率。在計(jì)數(shù)率不太高時(shí)，可以認(rèn)為只要射線粒子在計(jì)數(shù)管的靈敏體積內(nèi)引起電離就能被記錄。?粒子帶電，探測(cè)效率高，一般98%以上。γ粒子不帶電，探測(cè)效率較低，一般在1%。溫度效應(yīng)：計(jì)數(shù)管在一定溫度范圍內(nèi)才能工作。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)一.測(cè)量G-M計(jì)數(shù)管坪特性：連好電路，置放射源于適當(dāng)位置。根據(jù)計(jì)數(shù)管類型選擇定標(biāo)器高壓電源輸出電壓檔。將電壓旋鈕調(diào)制最低。打開定標(biāo)器電源開關(guān)，再打開電壓開關(guān)，使定標(biāo)器處于計(jì)數(shù)狀態(tài)。緩慢升高電壓，找出閾電壓每隔20伏計(jì)數(shù)，直到坪區(qū)結(jié)束。測(cè)量結(jié)束后，將高壓調(diào)到閾電壓一下。

畫出坪曲線，求出坪長(zhǎng)度，坪坡度，閾電壓。二.觀察測(cè)量次數(shù)對(duì)計(jì)數(shù)率標(biāo)準(zhǔn)誤差的影響：

測(cè)量本底計(jì)數(shù)率：時(shí)間取一分鐘，共測(cè)5次，分別求出標(biāo)準(zhǔn)誤差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)誤差;測(cè)5分鐘本底計(jì)數(shù)：算出每分鐘本底計(jì)數(shù)率，及誤差。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（2）三.觀察本底對(duì)凈計(jì)數(shù)率的影響。1.將放射源放在一位置，使總計(jì)數(shù)率為本底計(jì)數(shù)率10倍，測(cè)一分鐘總計(jì)數(shù)。2.移動(dòng)放射源，使總計(jì)數(shù)率為本底計(jì)數(shù)率5倍，測(cè)兩分鐘總計(jì)數(shù)率。3.分別求兩種情況下1分鐘凈計(jì)數(shù)率（總-本底）。討論本底在計(jì)數(shù)中所占比例不同時(shí)本底對(duì)凈計(jì)數(shù)率標(biāo)準(zhǔn)誤差影響的大小。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（2）四.驗(yàn)證核衰變所遵從統(tǒng)計(jì)規(guī)律。荷衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律和放射性測(cè)量的統(tǒng)計(jì)誤差衰變遵從N(t)=

習(xí)慣上還用半衰期描述放射性衰變快慢。T=五.用示波器測(cè)量計(jì)數(shù)管死時(shí)間，恢復(fù)時(shí)間。注