2. Описание экспериментальной установки

Блок-схема экспериментальной установки приведена на рис.1. В данном разделе будет более подробно описано главное устройство для регистрации α-частиц.

Сцинтилляционный детектор (рис. 2) состоит из сцинтиллятора (цилиндрический блок из специальной пластмассы), фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) и источника питания ФЭУ. Попадая в сцинтиллятор, -частица вызывает вспышку света, которая регистрируется ФЭУ и преобразуется в электрический импульс. С фотоумножителя электрический импульс поступает на пересчетное устройство, сопряженное с компьютером.

На входе пересчетного устройства имеется амплитудный дискриминатор-нормализатор. Его назначение состоит в том, чтобы «отсечь» сигналы с амплитудой меньше определенного значения, т. е. дискриминатор отфильтровывает «шум» ФЭУ. Сигналы с амплитудой выше порога дискриминации преобразуются в стандартные импульсы заданной амплитуды и длительности и поступают на вход счетчика. Для того чтобы эти величины совпадали, требуется предварительная настройка ФЭУ(подбор напряжения питания, для используемого в данной работе прибора оно находится в диапазоне 1,5–2 кВ). При меньшем напряжении эффективность ФЭУ понижается, а при большем – возникают «ложные» срабатывания.

Рис.2. Схема сцинтилляционного детектора:

Сц – сцинтиллятор (цилиндр из специальной пластмассы, поглощение в котором -частицы сопровождается вспышкой света); ИП – высоковольтный источник постоянного тока; R0 – сопротивления делителя напряжения; Rн – нагрузочное сопротивление; Счетчик – электронное устройство для фиксации количества импульсов тока с ФЭУ. Элементы ФЭУ: ФК – фотокатод, Д1, Д2 – диноды, А – анод

3. Результаты измерений

Первой задачей данной работы был подбор оптимального рабочего напряжения ФЭУ с учетом систематической погрешности, связанной с его шумами.

Для этого была снята счетная характеристика детектора с α-источником(N) и без него(N*) при различных значениях напряжения(U)

Рис.3. Счетная характеристика детектора N(сплошная линия) Cчетная характеристика темнового тока N*(пунктирная линия)

Из графика (рис.3) видно, что значение оптимального напряжения соответствует ~1,35 кВ.

Далее проверялась зависимость Sх_ср и x_ср от количества измерений N в режиме непосредственного счета, а также влияние интервала счета на точность измерений (ниже приведена таблица с полученными данными).

Таблица1.Зависимость Sхср xср от N
N	xср	Sхср
43	2.88372	0.301729
49	2.12245	0.260022
90	2.38889	0.207653
100	2.34501	0.206703
1511	2.21178	0.2053272

График распределения α-частиц по Гауссу и Пуассону приведен ниже.

Рис.4. Количество проведенных измерений – 5000. Время одного измерения – 1 мс. Величина для дискретного распределения бина – 1.