蓋革彌勒計數(shù)器及核衰變的統(tǒng)計規(guī)律

蓋革-彌勒計數(shù)器及核衰變的統(tǒng)計規(guī)律內(nèi)容摘要1.儀器介紹2.實驗原理3.相關(guān)名詞4.實驗內(nèi)容5.注意事項

儀器介紹蓋革彌勒計數(shù)器（G-M計數(shù)器）是射線氣體探測器中應用最廣泛的一種，主要測量?射線和

γ射線的強度。

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

γ計數(shù)管陽極陰極玻璃殼陽極陰極云母片玻璃管內(nèi)有圓筒狀陰極，在陰極對稱軸上裝有絲狀陽極。先將管內(nèi)抽成真空，再沖入一定量惰性氣體和少量猝滅氣體（鹵素或有機物）。?形和γ形不同在于鐘罩下是云母片，因為?射線穿透力低，為提高探測效率采取的措施。

實驗原理和相關(guān)名詞使用G-M計數(shù)器測量時，兩極間形成柱狀軸對稱電場。射線進入，引起氣體電離，所產(chǎn)生電子就向陽極移動，在陽極附近與氣體分子發(fā)生打出次級電子的碰撞，電子同樣向陽極移動。引起“雪崩”放電。將產(chǎn)生大量紫外光光子，引起全管放電。大量電子移動到陽極被中和。大量正離子由于質(zhì)量大，移動緩慢，在陽極附近形成正離子鞘。可將計數(shù)器看作電容器，使陽極得到一個負的脈沖。電源高，波幅大：電阻高，脈沖寬。猝滅氣體由上述可知，一旦計數(shù)器放電就會一直進行。要想測量射線強度，必須在一次放電后，猝滅連續(xù)放電。猝滅氣體能強烈吸收光子，使光子不會再打到陰極上打出光電子。同時，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：有機物和鹵素。坪長，坪坡度，閾電壓開始輸出小，計數(shù)器示零，電壓超過某一值時，定標器開始計數(shù)，此時電壓Va為閾電壓。隨著脈沖幅度升高，計數(shù)率迅速增加，升到Vb時，只要產(chǎn)生一個離子對，就能引起全管雪崩放電。進一步升高，只能提高幅度，不能增加個數(shù)，直到Vc，稱為坪區(qū)。Vc-Vb為坪長度。坪坡度定義為電壓升高1伏計數(shù)率的相對增加量。死時間，恢復時間，分辨時間隨著正離子鞘向陰極移動，陽極附近電場逐漸回復，假定t時間運動到某處，使得陽極附近電場恢復到能引起雪崩放電程度，t就稱為死時間。

正離子鞘從該處運動到陰極的時間稱為恢復時間。

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

畫出坪曲線，求出坪長度，坪坡度，閾電壓。二.觀察測量次數(shù)對計數(shù)率標準誤差的影響：

測量本底計數(shù)率：時間取一分鐘，共測5次，分別求出標準誤差和相對標準誤差;測5分鐘本底計數(shù)：算出每分鐘本底計數(shù)率，及誤差。

實驗內(nèi)容（2）三.觀察本底對凈計數(shù)率的影響。1.將放射源放在一位置，使總計數(shù)率為本底計數(shù)率10倍，測一分鐘總計數(shù)。2.移動放射源，使總計數(shù)率為本底計數(shù)率5倍，測兩分鐘總計數(shù)率。3.分別求兩種情況下1分鐘凈計數(shù)率（總-本底）。討論本底在計數(shù)中所占比例不同時本底對凈計數(shù)率標準誤差影響的大小。實驗內(nèi)容（2）四.驗證核衰變所遵從統(tǒng)計規(guī)律。荷衰變的統(tǒng)計規(guī)律和放射性測量的統(tǒng)計誤差衰變遵從N(t)=

習慣上還用半衰期描述放射性衰變快慢。T=五.用示波器測量計數(shù)管死時間，恢復時間。注