Μελέτη των χαρακτηριστικών του ανιχνευτή Geiger Muller. Μας ενδιαφέρει η χαρακτηριστική καμπύλη του; ο νεκρός χρόνος; το οροπέδιο και η απόδοσή του για τις ακτινοβολίες β και γ

Αποτελείται από έναν ανιχνευτή G-M (αρχή λειτουργίας;), έναν καταμετρητή παλμών, τροφοδοτικό, χρονόμετρο και πηγές ακτινοβολιών β και γ

 Sr⁹⁰

Co⁶⁰

Το χρονόμετρο έχει δυο κλίμακες (0,01 min & 0,01 sec, αντίστοιχα). Εάν επιλέξετε για παράδειγμα την πρώτη κλίμακα (0,01 min) θα πρέπει για χρόνο μέτρησης 1 min να θέσετε στο χρονόμετρο δεκάδες -> 0  μονάδες -> 1 και αριθμός μηδενικών -> 2 ώστε να προκύψει ο αριθμός 0100 που στην κλίμακα των 0,01 min αντιστοιχεί σε 1 min

• Μεταβάλουμε την τάση στο βολτόμετρο από 300 μέχρι και 500 Volt (επειδή η κλίμακα του βολτομέτρου είναι kVolt προφανώς η ένδειξη του θα είναι της τάξης 0,3 - 0,5) με βήμα 20Volt και καταγράφουμε τις αντίστοιχες ενδείξεις για τα σωματίδια.

•  Κατασκευάζουμε σε μιλιμετρέ χαρτί (καλό είναι να έχετε μαζί σας) την καμπύλη Ν (κρούσεις / t) = f (V) (για να κατασκευάσετε την καμπύλη, αλλά και για να διεκπεραιώσετε τις υπόλοιπες πράξεις στο εργαστήριο καλό θα ήταν να έχετε μαζί σας έναν υπολογιστή τσέπης). Από την καμπύλη αυτή καθορίζουμε το οροπέδιο (την περιοχή κατά την οποία το γράφημα είναι σταθερό και σχεδόν επίπεδο). Η αρχή του οροπεδίου αντιστοιχεί σε μια τιμή τάσης V₁ ενώ το τέλος του σε μια τιμή τάσης V₂.  H V_λ είναι ο μέσος όρος των δυο αυτών τιμών.

• Σφάλμα βολτομέτρου: Το ψηφιακό βολτόμετρο είναι όργανο μεγάλης ακρίβειας. Μπορούμε να θεωρήσουμε ένα μικρό σφάλμα ανάγνωσης, της τάξης του 1 Volt

Από εδώ και έπειτα όλες οι μετρήσεις γίνονται έχοντας ως input την V_λ

• Τοποθετούμε ταυτόχρονα δυο όμοιες πηγές ακτινοβολίας β, συμμετρικά ως προς τον ανιχνευτή (προσέχουμε ώστε ο άξονας του ανιχνευτή να είναι απέχει ίση απόσταση από τα αντίστοιχα κέντρα των δυο πηγών). Λαμβάνουμε δυο μετρήσεις των δυο λεπτών η κάθε μια και τελικά προκύπτει ο μέσος όρος. Οι μετρήσεις αυτές ονομάζονται n₁₂, αφού αφορούν και τις δυο πηγές.  

• Κατόπιν αφαιρούμε την μια πηγή και επαναλαμβάνουμε τις μετρήσεις ώστε να προκύψει η μέση τιμή n₁

• Η διαδικασία επαναλαμβάνεται άλλη μια φορά μόνο για την δεύτερη πλέον πηγή. Δηλαδή αφαιρούμε την προηγούμενη πηγή και στη θέση της βάζουμε αυτήν που είχαμε αφαιρέσει στο προηγούμενο βήμα. Η μέση τιμή που προκύπτει εδώ είναι η n₂

• Τέλος απομακρύνουμε και τις δυο πηγές και λαμβάνουμε δυο μετρήσεις για το υπόβαθρο. Η μέση τιμή τώρα συμβολίζεται με n_b

ΠΡΟΣΟΧΗ: Ο χρόνος διαχωρισμού που δίνεται από την σχέση (1-5) του φυλλαδίου απαιτεί η πράξη: n₁ + n₂ -  n₁₂  - n_b να δίνει θετικό αριθμό, ώστε ο χρόνος που προκύπτει να μην είναι αρνητικός. Εάν ο χρόνος αυτός βγει αρνητικός έχει γίνει λάθος στις μετρήσεις και η [Β] διαδικασία θα πρέπει να επαναληφθεί 

• Για μια πηγή ακτίνων β και για μια πηγή ακτίνων γ πραγματοποιώντας τις γνωστές πλέον μετρήσεις προκύπτουν οι μέσες τιμές Ν_β και Ν_γ, αντίστοιχα. Από αυτές όμως θα πρέπει να αφαιρέσουμε το υπόβαθρο Νb. Έτσι θα προκύψουν οι τιμές Ν_{β καταγεγραμμένο} και Ν_{γ καταγεγραμμένο}.

• Η απόδοση ορίζεται από την σχέση (1-6) του φυλλαδίου. Οπότε για να υπολογίσουμε την Α σε κάθε μια περίπτωση αρκεί να βρούμε το Ν _{εισερχόμενο}. Για το σκοπό αυτό χρήσιμος είναι ο τύπος: C =C_o e ^-λt , όπου C_o είναι η ενεργότητα της πηγής όταν κατασκευάστηκε (δες αρχικό πίνακα χαρακτηριστικών), t ο χρόνος που μεσολάβησε από την δημιουργία της πηγής μέχρι και την ημέρα που κάνατε την μέτρηση και λ = ln2 / t_1/2   , όπου t_1/2 ο είναι ο χρόνος ημίσειας ζωής (δες αρχικό πίνακα χαρακτηριστικών).

• Για τον υπολογισμό της άγνωστης ενεργότητας μιας πηγής χρησιμοποιούμε τον τύπο του φυλλαδίου (1-12). Στη σχέση αυτή λαμβάνονται υπόψη ο καταμετρούμενος ρυθμός σωματιδίων για την πηγή άγνωστης ενεργότητας Να και ο καταμετρούμενος ρυθμός για την πηγή γνωστής ενεργότητας Νγ, εφόσον έχουμε αφαιρέσει και από τις δυο τιμές το υπόβαθρο Ν_b.

• Λαμβάνοντας υπόψη τον διορθωτικό παράγοντα fr το παραπάνω αποτέλεσμα άλλαζει; Συγκρίνετέ το με την τιμή που δίνει ο κατασκευαστής (δες αρχικό πίνακα χαρακτηριστικών).