Studijní text

1. Změřte napěťovou charakteristiku Geigerova-Müllerova detektoru pro záření gama. U jednotlivých měření stanovte chybu a vyznačte ji do grafu. Určete délku a sklon plata v charakteristice detektoru a diskutuje přesnosti v určení těchto veličin.
2. Změřte mrtvou dobu detektoru metodou dvou zářičů a stanovte chybu měření.
3. Studujte počty naměřených impulsů v různých časových intervalech. Srovnejte jejich rozdělení s Poissonovým, respektive Gaussovým rozdělením.

Pokyny k měření:

Ad 1. Napěťovou charakteristiku měřte v rozsahu 295 - 1050 V V (externí digitální multimetr ukazuje 1/100 vysokého napětí, jeho údaj je nutné vynásobit 100). Pro malá napětí od 300V použijte Zdroj 1. Pokuste se zachytit počátek funkce GM detektoru (kolem 297 V) a podrobněji ho proměřit. Pro vyšší napětí použijte Zdroj 2. V oblasti plata není nutné měřit příliš podrobně (stačí např. po 50 V), podrobněji proměřte až nárůst indikované četnosti nad 1000 V. Vhodná doba expozice je 10 - 20 s.

Ad 2. Pro další měření je vhodné napětí kolem 400 V. Použijte přesnější Zdroj 1. Vzhledem ke vztahům pro určení mrtvé doby metodou dvou zářičů je potřebné měřit dílčí hodnoty s co nejlepší přesností. Doporučená expozice je 400s (minimálně 200s) pro všechna měření, jejichž přesnost se podílí na chybě výsledku. Měřící software umožňuje zjistit i načítané impulzy během poloviny měřícího intervalu (funkce Statistika). S použitím samostatného vyhodnocení první poloviny a druhé poloviny intervalu a celého intervalu diskutujte přesnost této metody stanovení mrtvé doby GM detektoru. Pozor na záměnu četnosti impulsů n (která má rozměr s^-1) s bezrozměrným počtem impulsů N !

Ad 3. Pro získání statistiky nasnímejte zářič s dostatečně dlouhou expozicí (alespoň 1 000 s). Polohu zářiče zvolte tak, aby střední doba mezi registrovanými impulzy (převrácená hodnota četnosti 1/n) byla řádově větší (30-50x), než mrtvá doba detektoru (0,5-1ms / četnost 30-50 impulzů za sekundu). Následně vyberte vhodně dlouhé intervaly (v rozsahu 20 - 1 000 ms) a prohlédněte příslušné statistiky. Vhodné statistiky s příslušnými histogramy uložte a porovnejte s Poissonovým, respektive Gaussovým rozdělením.

Program „GM nový“ pro zpracování měření zaznamenává dobu měření (nastavujeme po kliknutí na tlačítko Nové měření), počet zaregistrovaných impulzů a příslušnou četnost. Nastavené napětí zapisujeme (případně s dalšími parametry) do horního okna (pod nastavenou Maximální dobou snímání). Pro následné zpracování v Excelu je vhodné mezi příslušné napětí a jednotku (V) vložit mezeru. V případě potřeby lze měřící interval předčasně ukončit tlačítkem Stop. Ve spodním okně Záznam měření zobrazuje program zaznamenaná data (tlačítkem Zaznamenat). Data v tomto okně již nejsou editovatelná.

Po ukončení měření data uložíme tlačítkem Uložit do souboru. Pro zobrazení statistiky a histogramu použijeme libovolné tlačítko oddílu Statistiky a histogramy. Do okna Interval zpracování vepíšeme požadovaný časový údaj v milisekundách a po potvrzení Enter se provede zpracování celého měření a zobrazí statistika s histogramem. Oba tyto soubory dat lze samostatně uložit, posledních 6 použitých intervalů lze vyvolat příslušným tlačítkem oddílu. Pokud chceme ukončit záznam dané úlohy a začít měřit jinou, je vhodné program ukončit a znovu otevřít.