МУ-Я-61 (1003906), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Вероятность появления того или иногозначения Ni дается распределением Пуассона [3]. Из него следует, что случайную погрешность можно найти из одного измерения (а не из нескольких, какдля обычных измерений [4]).14Для достаточно большого числа N зарегистрированных частиц среднеквадратическая статистическая погрешностьσ=N.Следовательно, с доверительной вероятностью P искомая величина N* находится в доверительном интервалеN* = (N - σ ) … (N + σ ) для P = 0,68 илиN* = (N -2 σ ) … (N +2 σ ) для P = 0,95.Например, для N = 100 доверительный интервал N* = 90…110 с вероятностью P = 0,68 или N* = 80…120 с вероятностью P = 0,95. Если счетчик регистрировал все распады, а фоновое излучение мало, то N* - искомое число распадов за данное время.Относительная погрешность измерения величины N равнаε=σ/N=1/ N .С ростом N абсолютная погрешность σ = N растет, а относительная ε –уменьшается.
Например, ε = 0,1 = 10% при N =100 и ε = 0,01 = 1% при N = 104.Чтобы измерить радиоактивность с малой статистической ошибкой, необходимо зарегистрировать большое число частиц.Рассмотрим погрешности в случае, когда фоновым излучением пренебречьнельзя. Пусть за одинаковое время зарегистрировано Nф импульсов фона состатистической погрешностью σ 2 = N ф и N импульсов от источника со статистической погрешностью σ 1 = N .
Погрешность измерения величины Nр = N Nф равна (см. [4])σ р = (σ21+ σ 22)1/2 = (N + Nф)1/2 .(27)ЭКСПЕРИМЕТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 1. β-ИЗЛУЧЕНИЕ(суммарное время экспозиций примерно 1 час)Порядок выполнения работы. Работа состоит из двух частей, выполняемыхна различных установках одновременно двумя бригадами. В первой части изучают β -излучение, во второй - γ -излучение. После выполнения своей частибригады меняются местами.Задание 1. Ознакомиться с установкойУстановка (рис.
9) состоит из счетчика Гейгера-Мюллера, слюдяное окошкокоторого обращено вниз, и блока регистрации. Под счетчиком устанавливаютβ -препараты из соли KCl. На передней панели блока регистрации расположены цифро-буквенный индикатор и управляющие кнопки. На задней стенке находятся сетевой выключатель и клемма заземления.1534521Рис. 9. Схема установки для β-излучения:1 – препарат; 2 – счетчик Гейгера; 3 – бокс для препаратов; 4 – блок регистрации; 5 – индикатор; 6 – кнопки управления1.
Проверить наличие заземления. При отсутствии заземления обратиться кдежурному по лаборатории.2. Вставить сетевую вилку в розетку и включить выключатель “Сеть” назадней стенке. После чего должны появиться подсветка выключателя, а на индикаторе - “time 10.0 s”. Эта запись означает, что время счета (экспозиция) будет 10 с. С помощью кнопок “+” и “-” можно задать экспозицию от 1 до 999 с.3.
Установить небольшую экспозицию, например 20 с. Если под счетчикоместь препарат, убрать его. Нажать и отпустить кнопку “Пуск”. При этом начинается регистрация импульсов фона. Верхняя строка индикатора показываетпрошедшее время, а нижняя - число зарегистрированных импульсов (imp.). Показание индикатора считывают, когда секундомер остановится. Для повторения измерения нажать кнопку “Пуск”.Задание 2. Измерить пробег и энергию β -частиц1. Ознакомиться с методикой измерений (см.
раздел 7 “Теоретической части”).2. Подготовить табл. 1 и 2.3. Установить экспозицию t = 500 с. Все измерения в заданиях 2, 3 выполнять с одинаковой экспозицией. Значение t записать в табл. 1. Примечание: вовремя длительных экспозиций необходимо обрабатывать результаты измерений (см. ниже).4. Измерить фоновое излучение, когда под счетчиком отсутствует препарат.Нажать и отпустить кнопку “Пуск”. Когда счет прекратится, записать числоимпульсов фона Nф в табл.1.16Таблица 1t=…Nф = …d0 = …Emax = …ε=…Таблица 2d, г/см2NNр = N -NфσрПримечание: в табл. 5 строк5.
Измерить излучение препарата № 2. Толщину d слоя соли записать в табл.2. Установить препарат под счетчиком до упора, измерить количество импульсов N, результат записать в табл. 2.6. Повторить измерения п. 5 с препаратами № 3 – 6.Обработать результы измерений задания 21. По результатам измерений вычислить величину Nр= N - Nф (см. (21)) и записать ее в табл. 2.2. Вычислить статистическую погрешность σ р для величины Nр (см. (27)) изаписать ее в табл. 2.3. Построить графическую зависимость Nр от d (см.
рис. 8). Для каждой экспериментальной точки отметить на графике погрешность σ р вертикальнойчертой длиной σ р в обе стороны от экспериментальной точки.4. Через экспериментальные точки с учетом погрешностей провести плавную кривую. Толщину слоя d0 , при которой кривая выходит на горизонтальный (или пологий) участок, принять за пробег β -частиц с максимальной энергией Emax.
Результат измерения d0 записать в табл. 1.5. Вычислить Emax (см. (14)), результат записать в табл. 1.6. Вычислить отклоненение ε , %, результата измерения Emax от табличногозначения 1,3 МэВ. Результат записать в табл. 1.Задание 3. Измерить период полураспада1. Ознакомиться с методикой измерений (см. раздел 7 “Теоретической части”).2. Подготовить табл. 3.Таблица 3Коэффициент регистрацииМасса, г, KCl в препарате №1Количество атомов 40K в препарате №1Количество импульсовРегистрируемая активность, 1/сАктивность, БкПериод полураспада (в секундах и годах)Погрешность измерения T, %f=m=N40 =N=nр =A=T=ε =173. Характеристики препарата №1 (m, f ), приведенные на препарате, записатьв табл. 3.4.
Для препарата №1 измерить количество импульсов N за 500 с, результатзаписать в табл. 3.5. Выключить питание установки тумблером на задней стенке блока регистрации.Обработать результы измерений задания 31. Вычислить и записать в табл. 3 следующие величины: N40 (см. (23)), nр(см.
(20)); A (см. (24)); T (см. (22)).2. Вычислить относительное отклонение полученного значения T от табличного Tт = 1,3 .10 9 лет: ε = 100 % (T - Tт) / Tт.ЭКСПЕРИМЕТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 2. γ-ИЗЛУЧЕНИЕ(суммарное время экспозиций примерно 1/2 часа)Задание 4. Ознакомиться с установкойДля измерения поглощения γ -излучения используется установка, состоящаяиз дозиметра, источника излучения и поглотителя (см. рис.
7, б). Внутри дозиметра находятся четыре цилиндрических счетчика Гейгера-Мюллера. Источником γ -излучения служит KCl массы несколько килограмм. Поглотительвставляют между излучателем и счетчиками в трубу прямоугольного сечения.Дозиметр работает от 9-вольтового адаптера.Счетчики обернуты свинцовой фольгой, в которой происходят взаимодействия γ -квантов с передачей энергии электрону (и позитрону). Испущенные калием β -частицы поглощается в корпусе дозиметра и свинце, поэтому не регистрируются.1.
Включить питание дозиметра: вставить в розетку сетевую вилку, при этомдолжен загореться светодиод адаптера. После включения питания прибор начинает работать, а на индикаторе появляются цифры. (Примечание. На правойбоковой стенке дозиметра имеется выключатель; нормально он должен бытьвключен и заклеен скотчем).2. Ознакомиться с работой дозиметра и его индикатором (рис.
10). Прибор0.007а00.30б18работает в автоматическом циклическом режиме. При каждом срабатываниисчетчиков издается звуковой щелчок, а электрический импульс поступает в пересчетное устройство. В течение 18 с прибор считает импульсы, при этом положение десятичной точки на индикаторе показано на рис. 10, а. По окончаниисчета прибор издает звуковой сигнал, а на индикаторе в течение несколькихсекунд высвечивается результат измерения (рис. 10, б). Затем результат сбрасывается и начинается новый цикл.Данный прибор предназначался для измерения мощности дозы γ -излученияв микрозивертах в час (мкЗв/ч).
При использовании в данной работе число наиндикаторе необходимо увеличить в сто раз (т.е. отбросить десятичную точку),тогда получим число пар зарегистрированных импульсов. В таком виде результат записывают.Задание 5. Измерить фон и γ -излучение источника1. Подготовить табл. 4, в которой i - порядковый номер отсчета на индикаторе дозиметра. Во всех столбцах таблицы 4 число измерений должно бытьодинаковым и равным 15 (или больше).Таблица 4i12ФонИсточникFe, x = … смAl, x =… смNф =…N0 =…N0 - Nф =…N =…N - Nф =…N =…N - Nф =…Примечание: в таблице i = 1 –15.2.
Измерить фоновое излучение. Убрать контейнер с солью на расстояниебольше полуметра от дозиметра. Записать во второй столбец табл. 4 пятнадцать показаний дозиметра (десятичную точку отбрасывать).3. Вычислить суммарное количество импульсов фона Nф = 2 ∑ Ni. Результатзаписать в табл. 4. Примечание: умножаем на два, т. к. на индикаторе число паримпульсов.4. Установить контейнер с KCl вплотную к трубе, в которой не должно бытьпоглощающих пластин. Если контейнер в плане не квадратный, то к счетчикамдолжна быть обращена узкая сторона. Повторить измерения п. 2, результатызаписать в третий столбец табл. 4. Вычислить количество импульсов N0 =2 ∑ Ni.
Разность N0 - Nф равна интенсивности γ -излучения калия в относительных единицах.Задание 6. Измерить поглощение γ -излучения в железе и алюминии1. Три железных пластины толщины примерно по 6 мм сложить вместе иизмерить суммарную толщину x, результат записать в табл. 4. Вставить всепластины в трубу. Результаты 15 измерений записать в четвертый столбецтабл. 4. Вычислить N = 2 ∑ Ni. Разность N - Nф равна интенсивности прошедшего через железо γ -излучения в относительных единицах.192. Взять пластину из алюминия толщины 16 – 18 мм, измерить толщину x.Повторить измерения п. 1, результаты записать в табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
