2. Описание установки

В работе используется изотопный источник, в котором α-частицы образуются в результате радиоактивного распада изотопа плутония ²³⁹Рu с периодом полу распада 24 360 лет и энергией α-частиц, равной 5–5.1 МэВ.

Рисунок 1. Схема экспериментальной установки.

Альфа-частицы – это ядра гелия ⁴Не²⁺ (дважды ионизованные атомы гелия). Источник α-частиц представляет собой алюминиевую подложку, в углублении которой нанесен слой радиоактивного вещества. Активный слой покрыт защитной металлической пленкой(обычно слой алюминия толщиной не более 10 микрометров).

В качестве первичного преобразователя в установке применен сцинтиляционный детектор. Он 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.

Рисунок 2. Схема ФЭУ.

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 «шумы» ФЭУ. Сигналы с амплитудой выше порога дискриминации преобразуются в стандартные импульсы заданной амплитуды и длительности и поступают на вход счетчика. Нужно обратить внимание на то, что пересчетное устройство фиксирует не количество α-частиц, которые попали в сцинтиллятор, а количество электрических импульсов. 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.

3. Результаты измерений

В первой серии(таблица 1) - счет с выводом гистограммы, интервал времени счета ΔT = 200 миллисекунд, число измерений в выборке N = 20. Во второй серии (таблица 2) - Δt = 500 миллисекунд, напряжение — 2,2 кВ.

Таблица 1. Первая серия измерений

V, кВ.	1	2	2	1,7	1,8	1,9	2	2,1	2,2	2,3	2,4	2,5
x	0	0	10	73,8	97	100,2	103,3	122,1	210,8	517	1952	4985
x, б/и.	0	0	0	0	5	7	9	11	70	200	1500	4500

Таблица 2. Вторая серия измерений.

N	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
x	297	288	284	286	284	285	286	289	287	288
СА	297	293	290	289	288	287	287	287	287	287
СКО		6,36	6,66	5,74	5,4	4,97	4,56	4,27	4	3,78
СКО СА		3,18	3,7	3,71	3,72	3,67	3,58	3,45	3,32	3,2
N	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
x	286	288	286	287	288	286	288	287	289	286
СА	287	287	287	287	287	287	287	287	287	287
СКО	3,61	3,45	3,32	3,19	3,08	2,99	2,91	2,82	2,77	2,71
СКО СА	3,09	2,99	2,9	2,81	2,74	2,67	2,6	2,54	2,48	2,42
СКО СА	3,09	2,99	2,9	2,81	2,74	2,67	2,6	2,54	2,48	2,42

Данные были внесены в таблицы 1 и 2, и были построены графики изменения СКО, СКО СА, СА и график измерений случайной величины x. Данные графики показаны ниже.

График изменения среднеквадратичного отклонения случайной величины и график изменения среднеквадратичного отклонения среднего значения от количества проведенных измерений.

Рисунок 3. График изменения СА от количества измерений.	Рисунок 4. График зависимости СКО и СКО СА от количества измерений.