Лабораторная работа №25
.docЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №25
ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ СЦИНТИЛЛЯЦИОННОГО
СЧЕТЧИКА ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
Задание для подготовки к лабораторной работе:
По указанной литературе [1, с. 499 - 501], [2, с. 194 - 196], [3, с. 69 - 73] изучите устройство и принцип работы сцинтилляционного счетчика ионизирующих излучений.
Ответьте на следующие вопросы:
-
Что такое сцинтилляции?
-
Какие вещества используются в качестве сцинтилляторов?
-
Принципы работы сцинтилляционного детектора.
-
Какова роль фотоэлектронного умножителя в сцинтилляционном детекторе?
-
Что такое фотоэлектрический эффект? Перечислите его законы.
-
Что такое вторичная электронная эмиссия?
-
Опишите работу фотоэлектронного умножителя.
-
Перечислите преимущества сцинтилляционного детектора.
-
Каким образом можно достигнуть необходимого оптического контакта между сцинтиллятором и входным окном фотоэлектронного умножителя?
-
Почему фотоэлектронный умножитель необходимо светоизолировать?
Начертите принципиальную схему включения сцинтилляционного счетчика.
По указанной литературе ознакомьтесь с энергетическим спектром бета – излучения.
Ответьте на следующие вопросы:
-
Что такое энергетический спектр излучения?
-
Какие существуют виды бета-распада?
-
Как объясняется непрерывный характер энергетического спектра бета – излучения?
-
Какими свойствами обладает нейтрино?
Ознакомьтесь с описанием хода лабораторной работы. В рабочем журнале заготовьте необходимые таблицы и запишите расчетные формулы.
Ход работы
Задание 1: Изучение счетной характеристики сцинтилляционного детектора.
-
Включите электропитание сцинтилляционного счетчика. Установите источник ионизирующего излучения вблизи входного окна детектора. По указанию преподавателя установите определенный уровень дискриминации регистрируемых импульсов.
-
Плавно увеличивая напряжение питания, добейтесь начала срабатывания пересчетного устройства.
-
Меняя напряжение питания U через 100 В, для каждого значения напряжения проведите по 5 измерений числа зарегистрированных импульсов N за интервал времени 30с.
-
Для каждого значения напряжения найдите среднее число зарегистрированных импульсов N. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 1.
U |
N1 |
N2 |
N3 |
N4 |
N5 |
σ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-
Постройте график зависимости N = N(U)
-
Определите рабочее напряжение сцинтилляционного детектора
Оцените относительную погрешность определения рабочего напряжения.
-
Для каждого значения N определите среднеквадратичное отклонение
Задание 2: Исследование вида энергетического спектра бета – радиоактивного источника.
-
Подайте на сцинтилляционный детектор определенное в задании 1 рабочее напряжение.
-
Установите минимальный уровень дискриминации регистрируемых импульсов D =1.
-
Измерьте в течение 1 минуты число регистрируемых шумовых импульсов Nф.
-
Изменяя уровень дискриминации от 1 до 10, проведите аналогичные измерения Nф.
-
Установите источник бета – излучения вблизи входного окна детектора.
-
Изменяя уровень дискриминации от 1 до 10, проведите измерения числа зарегистрированных импульсов N. Время измерения 1 минута.
-
Для каждого уровня дискриминации D вычислите число регистрируемых импульсов, создаваемых непосредственно источником бета – излучения
.
Рассчитайте значение среднеквадратического отклонения
-
Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 2.
D |
Nф |
N |
Nист |
σ |
|
|
|
|
|
|
|
-
На миллиметровой бумаге построить график зависимости Nист=Nист(D).
-
По графику зависимости NИСТ = NИCT(D) для каждого D найти производную
-
Построить дифференциальный энергетический спектр бета – радиоактивного источника: как функцию от D.
Список рекомендуемой литературы
-
Широков Ю.М., Юдин Н.П. Ядерная физика. М., 1980.
-
Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.5, 4.2. М., 1989.
-
Фрауэнфельдер Г. Субатомная физика. М., 1979.