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1、G-M计数管特性的研究 牟锴钰 pb05210379G-M计数管特性的研究实验目的： 学习、掌握G-M计数管的结构、工作原理和使用方法并对其主要特性进行研究，同时要学习有关使用放射源的安全操作规则。实验原理：1G-M计数管的结构和工作原理一个带电粒子进入计数管，可以引起一次放电过程而产生一个电压脉冲信号而被记录。2G-M计数管的特性G-M计数管的主要特性包括坪曲线、死时间等。（1）坪曲线正常的G-M计数管在强度不变的放射源的照射下，测量计数率随阳极和阴极间外加电压的关系，得到如图4.3.1-2所示的曲线，称为坪曲线。随着外加电压的升高，计数管开始有计数，此时对应的外加电压V0，称为起始电压或阈
2、电压。随着外加电压的继续升高，计数率也迅速增加，但外加电压从V1到V2这一范围内，计数率却几乎不变，这一段外加电压的范围称为坪区，V1-V2的电压值称为坪长。计数管的坪区也并非完全平坦，随着外加电压的进一步升高，计数率也稍有增加，如电压从V1升至V2，计数率也从N1升至N2。其原因主要是猝灭不够完全，即猝灭气体的正离子到达计数管阴极时有少数也还可能产生次级电子，引起假计数。这些假计数是随外加电压的升高而增加的。为了表示这一特性，定义坪斜T为 实验内容：1、 测量G-M计数管的坪曲线，确定其工作电压由所测得的数据绘制带有误差标志的坪曲线，计算待测量计数管的起始电压V0、工作电压、坪长和坪斜T。起
3、始电压，如下表所示 外电压/v 33010421110109310823401080114011211114350111710861133111236010951115118911333701129112611621139380106411041166111139012071141114711654001154112812161166410117111941152117242012291233116212084301258123712131236440123612051211121745012221227126612384601333134813141332470140913151322134
4、94801357136213551358490142814761375142650014641327135813835101491150215131502由以上数据作出计数管的坪曲线为由图上可以读出V1、V2，外加电压在V1到V2这一范围内，计数率几乎不变=330 =1082=420 = 1208V可以计算出坪长为420-330=90坪斜为T=*100%=*100%=0.13%略大于0.1%所以此计数管在一定误差范围内符合实验要求。当计数管两极上所加电压超过V2时，计数率会明显上升。此时计数管不能正常使用且很容易损坏，实验中应尽量避免外加电压超过坪长区域，所以可以选，之间的电压为工作电压，可选
5、工作电压为V=400V。误差分析：由图上可以看出这些点并不是较好的集中在曲线上，而是分布在曲线的两侧，说明测量的误差还是比较大的，误差产生可能是，射线的数量是随机的，存在较大的误差范围；仪器的探测会产生一定的假计数或漏计数；仪器本身存在一定的精度，而测量次数又不够多，致使误差较大。而且这里的曲线与理论的差别还是很大的，这可能是因为实验中仪器的限制。在实验中，得到的数据并不是随着电压的增加一直上升的，而是出现了几次反复，这有可能对实验造成较大的影响。2 验证放射性计数服从统计规律固定电压为500V，测得如下数据：计数0123456789总数个数388396997733251334471由泊松分布
6、的概率分布函数 可得统计计数的频率（上栏）和实验结果的相对频度（下栏）分别为 计数0123456789P0.0570.1640.2340.2230.1600.0910.0430.0180.0060.002计数0123456789P0.0810.1760.2040.2100.1630.0700.0530.0280.0060.008由上表绘制统计计数的泊松分布概率图，并在上面标记实验结果的相对频度（黑线），即计数红色：统计数据 绿色：实验数据分析：由上图可以看出实验结果的相对频度近似为泊松分布，但是两者并未符合得很好，只可以说两者只是在一定的误差范围内才相符合，产生误差的原因可能是：1、 原子核蜕变过程属随机事件，应服从统计规律；多次测量相同时间间隔内的放射性计数，应服从统计分布。但可能受测量次数的限制，两者并没有完全的附合。而且此处为用仪器来探测射线或本底数，此事件的发生肯定要受到许多因素的影响，如仪器本身的性能影响等均会造成误差甚至错误。2、 实验中取不同的电压值也会有一定的影响。5