Лабораторная работа №2 тема: счетная характеристика самогасящегося счетчика теоретическа часть

Обнаружение и измерение радиоактивности основано на регистрации излучения, испускаемого радиоактивными атомами. При прохождении и - излучения через различные вещества возникает ряд явлений: ионизация, люминисценция, фотографическое действие, тепловой эффект и т.д., которые могут быть зарегистрированы при помощи соответствующих приборов.

Газоразрядный счетчик частиц – широко распространенный прибор для научных исследований и практических работ с радиоактивными изотопами. Газоразрядные счетчики представляют собой газонаполненные трубки, внутри которых помещаются два электрода – анод (+) и катод (-). К электродам приложена разность потенциалов ( для разных типов счетчиков от 300 до 1800 В). Основное достоинство газоразрядных счетчиков – чрезвычайно высокая чувствительность.

Ионизирующая частица, проникая в межэлектродное пространство, вызывает ионизацию некоторого числа атомов и молекул газа, наполняющего счетчик. Увлекаемые электрическим полем, положительные ионы движутся к катоду, а отрицательные устремляются к аноду. Явления, происходящие при этом в счетчике, и вместе с тем его свойства, существенно зависят от напряжения, подаваемого на счетчик. Это можно проиллюстрировать графиком изменения величины импульса, возникающего на центральном электроде в зависимости от напряжения и величины начальной ионизации (Рис.1).

N, им/мин	Область напряже­ния, в которой счётчик работает как ионизирующая камера	Пропорциональная область	Область ограниченной пропорциональности	Область Гейгера	Непрерывный разряд
0					V счётчика

Рис. 1 График изменения величины импульса в зависимости от напряжения.

Каждый счетчик характеризуется определенными параметрами. Для их определения снимается счетная характеристика, которая выражает зависимость скорости счета - число импульсов в минуту (N имп/мин) от напряжения (Рис.2).

Рис.2 График счётной характеристики самогасящегося счётчика.

По оси абсцисс отложены значения напряжения (разности потенциалов между анодом и катодом), по оси ординат – число импульсов в минуту при неизменном положении источника ионизирующих частиц. Точкой начала счета считается то минимальное напряжение, которое нужно приложить к счетчику, чтобы установка стала считать импульсы.

С ростом напряжения растет число регистрирующих импульсов. Этому отвечает участок подъема счетной характеристики. Затем следует участок «плато», то есть участок рабочей области напряжения, где производятся измерения счетчиками. У идеально работающих счетчиков «плато» совершенно горизонтально, то есть скорость счета на участке «плато» не зависит от напряжения и определяется лишь числом частиц, падающих в счетчик. У большинства счетчиков рабочее напряжение рассчитывается по формуле:

(1)

Рабочее напряжение счетчика можно определить графически. Оно равно или 1/2 длины «плато» или 1/3 от начала длины «плато».

Наклон «плато»-это относительное приращение числа импульсов, приходящихся в среднем на каждые 100 V «плато» характеристики. У большинства счетчиков ярко выражен наклон «плато», который определяется по формуле:

(2)

Длина «плато» - это диапазон рабочих напряжений, в котором работают газоразрядные счетчики. Определяется по формуле:

. (3)

Считается, что чем больше длина и меньше наклон «плато», тем более достоверные данные можно получить на приборе.

ПРАКИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

После подготовки прибора к работе и установки в счетчик радиоактивного препарата на прибор подают минимальное напряжение – 50 V в течение 3-5 минут и снимают показания счетчика. Затем, повышают напряжение опять на 50V и так до 1500V и после каждого повышения напряжения снимают показания счетчика и записывают их в таблицу №1

Таблица №1

Влияние напряжения на скорость счета прибора при постоянном радиоактивном источнике

№ измерения	Напряжение на счетчике V – вольт	Время измерения за t – мин.	Число зарегистрированных импульсов за t – мин. n.	Скорость счета

На основании табличных данных строят график счетной характеристики. Ориентировочный масштаб графика 1 см. – 50 V и 1 см. –200-500 имп/мин. (Бк).

На полученном графике определяют рабочие напряжения прибора.