双源法测GM计数器的分辨时间

1、北航物理实验研究性报告双源法测计数装置的分辨时间实验成员：* 目录TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 一、实验原理2GM计数管2 HYPERLINK l bookmark8 GM计数管的输出波形2 HYPERLINK l bookmark10 1.3坪曲线3 HYPERLINK l bookmark12 1.4双源法31.54 HYPERLINK l bookmark14 二、实验仪器4 HYPERLINK l bookmark16 二、实验过程4 HYPERLINK l bookmark18 3.1坪曲线的测量：4 HYPERLINK l bookmark

2、20 双源法测GM计数管的分辨时间：4 HYPERLINK l bookmark22 三、实验结果54.1坪曲线的测量5 HYPERLINK l bookmark24 4.2分辨时间的测量6 HYPERLINK l bookmark26 4.3不确定度计算6 HYPERLINK l bookmark28 4.4最后的测量结果7 HYPERLINK l bookmark30 五、注意爭项与误差分析7 HYPERLINK l bookmark32 六、参考文献7一、实验原理1.1GM计数管GM计数器是一种气体探测器。当带电粒子射入灵敏体积时，引起气体分子电离，进而触发“自持放电”。因此，G-M计数

3、管的输出电流、电压信号与入射粒子的类型和能量无关，仅由技术管本身工作状态及输出回路参量决定。G-M技术管输出脉冲幅度与工作电压的人小和计数管的灵敏体积有关系。1、卩粒子的电离作用与外加电压的关系曲线计数I一_卜1离室区|3粒子I1O01O81O61O410220040060080010001200，国1夕卜力口电压/V限初比区区M连续放电!复；正比计数筍IXI1O121.2GM计数管的输出波形1).失效时间(死时间切)：计数管在一次放电后，正离子鞘空间电荷使阳极附近气体放大区域内的电场减弱,即使有带电粒子射入，也不会引起放电，一直到正离子鞘漂移一段距离后，阳极表面电场恢复到阈值以上，这时有带电

4、粒子入射才回引起放电而输出信号。一般为100微秒左右。.恢复时间(S):正离子鞘继续向阴极运动,经过S后到达阴极，这时计数管完全恢复到放电前的状态，此后入射离子产生的脉冲幅度与最初一样。.分辨时间(r)：记录脉冲时，电子线路总 有一定的甄别阈只有在经过6后，待入射离子的脉冲恢复到高于甄别阈后才能有计数。t称为技术装置的分辨时间，ill计数管和记录装置共同决定，一般为几百微秒左右。13坪曲线坪曲线是衡量GM计数管性能的重要标志。在使用计数管之前必须测量它。坪曲线是指入射粒子强度不变时，计数管的计数率随工作电压变化的关系曲线。主要参量有：（1）起始电压Vo：计数装置开始计数的工作电压值。（2）坪长

5、：大小为V2-V1（单位V）,G-M计数器的工作区域，工作电压一般选在坪区中央或三分之二附近。（3）坪斜：在坪区内工作电压每增加100V的计数率增长的百分率。坪斜=叱严一08柚人）（-心）1.4双源法设单位时间内计数装置实际测得的平均粒子数为m,n为单位时间内真正进入计数管的平均粒子数。T为计数装置的分辨时间，则在分辨时间7不变和mx1时，单位时间漏记的粒子数为n-m=nmr,这枷=-o1mr在完全相同的实验条件下，测量放射源2、2单独的计数率TH、TH?以及1、2同时存在时的计数率尬12，（假定它们包含相同的本底计数率mb）。所以，源1的真实计数率为：心=-7：1miT1源2的真实计数率为：

6、112=严-宀：1ni2T1nibT源1和源2同时存在的真实计数率：n12=严一-亠。1m|2t1由于实验条件相同，源1和源2在单位时间内入射计数管的粒子数等于源1、源2在单位时间内分别入射到计数管的粒子数之和，即n12=n1+n2亦即叫2+叫=且_+且lm12T11?U2T1ni|T解得T=T11+y（m12-mb）j,其中01=实验时，一般取“。1.5二、实验仪器FH463B型智能定标器、J242型圆柱形计数管、2个237Cs源。二、实验过程3.1坪曲线的测量：选择合适的阈值，测量GM计数管的坪曲线，鉴定GM计数管的质量，并确定其工作电压V。32双源法测GM计数管的分辨时间:（1）在工作电

7、压V下测量本底时GW计数管的计数率g,，每次累计20秒，共测4次。（2）将源1放在合适的位置，使此时GM计数管的计数率为200次/秒左右，记录此时源1的位置，测量此时GM计数管的计数率TH,每次累计20秒，共测20次。（3）将源1放到不影响GM计数管计数率的地方，将源2放在合适的位置（不要与源2的位置有重合），使此时GM计数管的计数率为200次/秒左右，测量此时GM计数管的计数率HI?,每次累计20秒，共测10次。（4）将源1取回放在原来标记的位置，测量此时双源时GM计数管的计数率7H12,测量此时GM计数管的计数率,每次累计20秒，共测10次。三、实验结果4.1坪曲线的测量由坪曲线，实验时取

8、定标器电压为384V电压/V计数/20s平均计数率/sF0.2753232153326107110271034986F102.953331492147414681464r147.453422795276226902704F273.7753512784280927612713F276.6753612495237124492451F244.153732467241424712421F244.3253832466241624632465F245.253942589252225972540F256.24052749272027822789F2764132889289729692854F290.2254

9、203159325731013112F315.7254303461361834183546F351.0754403602370536093646F364.054.2分辨时间的测量测量条件环境木底源1源2双源NO.171422641007478NO.275419639617564NO.378428239577505NO.469421040567487NO.564427740767308NO.663424941917453NO.775421140417545NO.877428939777371NO.977421140397484NO.1074421640627473平均值/s3.615211.83

10、5202.3373.34所以，mh=3.615/s,mi=211.835/s,m2=202.3/s,mi2=373.34/s,计算得到该计数装置的分辨时间T=486.69微秒。43不确定度计算InZ=n(mL+m2m12mb)hi(mxmb)hi(m2mb)ln2dr】diq+dtn2_山吐_chidiq_dndm?_duqn+ni._n2_i几码_i几ni._i几1汽N】+N?+N】。2010班码）=1200X/u2(NJ+u2(N2)+u2(N10)ru(r)=(48.72.5)xlO/zsKn=i3J=舟xjN+N,+N严雰所以有测量条件环境本底源1源2双源平均值/s3.615211.835202.3373.34误差/s0.1347791.0317321.0082451.3696837计算得U（r）=24.78微秒4.4最后的测量结果tu(t)=(48.72.5)xl0/zs五、注意事项与误差分析2、计数率不能太低也不能太高。一般选取讣数率在200/秒左右。2、源2、2单独射入与共同射入时的位置应保持一致。3、计数管工作后会有光敏作用产生，实验应注意适当避光，不能暴漏在强光下。4、测量过程