试验1盖革弥勒计数器的特性预习提要试验目的试验仪器.pdf

实验 1 盖革—弥勒计数器的特性 [ 预习提要 ] 1． 弄清实验原理及操作方法和注意事项。 2． 坪曲线怎样进行测绘？测量中要注意什么问题？ 3． 如何由坪曲线求得 G-M 计数管的性能参量和确定工作电压？ 4． 设计各项实验数据记录表格。 [ 实验目的 ] 1． 了解盖革—弥勒计数器的结构、原理和主要性能参数的测定方法，了解核辐射探测常识。 2 ． 熟悉放射性测量误差的表示方法及其与测量次数和时间之间的关系。 3 ． 应用微机系统处理实验数据。 [ 实验仪器 ] 盖革—弥勒计数管 1 支，长寿命放射源 1 个，铅室 1 个，FJ-367 型通用闪烁探头 1 个， FH-408 型自动定标器 2 台，长余辉示波器 1 台，微机及计算软件 1 套。 [ 实验基础知识 ] 在原子核物理领域内的实验技术可分为三个方面：加速器技术、反应堆技术和探测技术。 它们构成一套完整的和物理实验技术。加速器核反应堆是产生核辐射的工具，也就是粒子源。 探测技术则包括探测和研究这些核辐射的性质，以及它们与物质的相互作用等课题。在我们 做得和物理实验中，主要是掌握一些辐射探测技 术。近四十年来探测技术发展很快，就放射性计 阴极 阳极 阴极 数测量的装置就有各式各样的很多，如盖革—弥 勒计数器（简称 G-M 计数器），正比计数器，脉 冲电离室，闪烁计数器，半导体探测器等等。本 实验要介绍和使用的 G-M 计数器是核辐射探测 玻璃管 器中较简单的一种。它本身只能用于测定辐射粒 子的数目。它是最早使用的核辐射探测器，近年 来随着闪烁计数器和半导体探测器的发展，其重 要性有所下降，但由于它设备简单，使用方便， 云母窗 阳极 a. 钟罩型 b. 长圆管形型 仍广泛用于有关放射性测量的工作中。 图 1-1-1 G-M 计数管 1. G-M 计数器的结构和工作原理 G-M 计数器由 G-M 计数管、高压电源和定标器构成。G-M 计数管有各种不同的结构。 最常见的有钟罩形 β 计数管（ 图 1-1-1a）和长圆管形 γ 计数管（ 图 1-1-1b）两种。他们都 是由圆筒状的阴极和装在轴上 的阳极丝密封在玻璃管内构成。管内充 以一定量的气体（主要 是惰性气体如氩、氖等）气压比大气压低，例如 10cmHg 。因为 β 射线易被吸收，所以 β 计 数管需要一薄窗 （用云母片左），以便 β 射线易于进入；γ 射线管则不必，因为 γ 射线贯穿 本领很强。 用 G-M 计数器作测量时，高压是由电源经过高 电阻 R 加到计数管的阳极上，于是就在 计数管内产生一柱状对称电场；但有射线进入计数管时，就会使计数管放电输出一个负脉冲， 由定标器记录负脉冲的个数。其计数器装置如图 1-1-2 所示。 探头 定标器 高压电源 ±10V 稳压电源 屏蔽室 R C 阴 极 成型 译码 跟随器 进位器 电路 显示 放射源 示波器 图 1-1-2 G-M 计数器装置方框图 负脉冲产生的过程是这样的：当射线射入计数管后，引起管内的气体电离，所产生的负 离子（实际上即是电子）在电场加速