盖革弥勒计数器及核衰变的统计规律

盖革-弥勒计数器及核衰变的统计规律内容摘要1.仪器介绍2.实验原理3.相关名词4.实验内容5.注意事项

仪器介绍盖革弥勒计数器（G-M计数器）是射线气体探测器中应用最广泛的一种，主要测量ß射线和

γ射线的强度。

由G-M计数管，高压电源，定标器三部分组成。高压电源为计数管提供工作电压，计数管在射线作用下产生脉冲，定标器则来记录计数管输出的脉冲数。高压电源G-M计数管R前置放大器定标器CG-M计数器可分为ß计数管和γ计数管。

γ计数管阳极阴极玻璃壳阳极阴极云母片玻璃管内有圆筒状阴极，在阴极对称轴上装有丝状阳极。先将管内抽成真空，再冲入一定量惰性气体和少量猝灭气体（卤素或有机物）。ß形和γ形不同在于钟罩下是云母片，因为ß射线穿透力低，为提高探测效率采取的措施。

实验原理和相关名词使用G-M计数器测量时，两极间形成柱状轴对称电场。射线进入，引起气体电离，所产生电子就向阳极移动，在阳极附近与气体分子发生打出次级电子的碰撞，电子同样向阳极移动。引起“雪崩”放电。将产生大量紫外光光子，引起全管放电。大量电子移动到阳极被中和。大量正离子由于质量大，移动缓慢，在阳极附近形成正离子鞘。可将计数器看作电容器，使阳极得到一个负的脉冲。电源高，波幅大：电阻高，脉冲宽。猝灭气体由上述可知，一旦计数器放电就会一直进行。要想测量射线强度，必须在一次放电后，猝灭连续放电。猝灭气体能强烈吸收光子，使光子不会再打到阴极上打出光电子。同时，可以与惰性气体正离子碰撞，转换成猝灭气体的正离子，不再打出电子。分为两类：有机物和卤素。坪长，坪坡度，阈电压开始输出小，计数器示零，电压超过某一值时，定标器开始计数，此时电压Va为阈电压。随着脉冲幅度升高，计数率迅速增加，升到Vb时，只要产生一个离子对，就能引起全管雪崩放电。进一步升高，只能提高幅度，不能增加个数，直到Vc，称为坪区。Vc-Vb为坪长度。坪坡度定义为电压升高1伏计数率的相对增加量。死时间，恢复时间，分辨时间随着正离子鞘向阴极移动，阳极附近电场逐渐回复，假定t时间运动到某处，使得阳极附近电场恢复到能引起雪崩放电程度，t就称为死时间。

正离子鞘从该处运动到阴极的时间称为恢复时间。

如果在时间t以后出现脉冲，开始能被定标器记录下来，称为分辨时间。探测效率，温度效应指进入计数管的射线粒子数被记录的几率。在计数率不太高时，可以认为只要射线粒子在计数管的灵敏体积内引起电离就能被记录。ß粒子带电，探测效率高，一般98%以上。γ粒子不带电，探测效率较低，一般在1%。温度效应：计数管在一定温度范围内才能工作。实验内容(1)一.测量G-M计数管坪特性：连好电路，置放射源于适当位置。根据计数管类型选择定标器高压电源输出电压档。将电压旋钮调制最低。打开定标器电源开关，再打开电压开关，使定标器处于计数状态。缓慢升高电压，找出阈电压每隔20伏计数，直到坪区结束。测量结束后，将高压调到阈电压一下。

画出坪曲线，求出坪长度，坪坡度，阈电压。二.观察测量次数对计数率标准误差的影响：

测量本底计数率：时间取一分钟，共测5次，分别求出标准误差和相对标准误差;测5分钟本底计数：算出每分钟本底计数率，及误差。

实验内容（2）三.观察本底对净计数率的影响。1.将放射源放在一位置，使总计数率为本底计数率10倍，测一分钟总计数。2.移动放射源，使总计数率为本底计数率5倍，测两分钟总计数率。3.分别求两种情况下1分钟净计数率（总-本底）。讨论本底在计数中所占比例不同时本底对净计数率标准误差影响的大小。实验内容（2）四.验证核衰变所遵从统计规律。荷衰变的统计规律和放射性测量的统计误差衰变遵从N(t)=

习惯上还用半衰期描述放射性衰变快慢。T=五.用示波器测量计数管死时间，恢复时间。注