Shiia Mahmood 2.x
Fysikjournal nr. 5
November 2001
Side 1 af 3
GM-tællerens dødtid.
Formål:
Formålet med forsøget er, at bestemme GM-tællerens dødtid.
Materialer:
GM-tæller + Stativ
Stopur
β-kilde –
Sr
90
38
(Sr –90)
γ-kilde –
Cs
137
55
(Cs –137)
Lineal
Fremgangsmåde:
Forsøget opstilles som vist på figuren nedenfor:
Der udføres nu 3 forsøg med kilder i afstanden 10 cm. 1.β-kilden, 2.γ-kilden og 3.β – og γ-kilden sammen.
Først startes med β-kilden og der tælles i 60 sekunder. Efter 60 sekunder fjernes β-kilden og så tager vi γ-
kilden og tæller igen i 60 sekunder. Efter de 60 sekunder fjernes γ-kilden og nu bruger vi både γ- og β-
kilden. Resultaterne behandles og dødtiden beregnet.
Teori:
Ved dødtiden forstås den tid Δt, som tælleren er om at registrere en enkelt impuls. Ankommer en ny impuls
inden for samme tid, bliver den ikke registreret. Fænomenet hænger sammen med GM-rørets funktion.
Når der registreres n impulser pr. sekund , beslaglægges derved tiden nΔt af hvert sekund. Hvis det virkelige
impuls tal er N impulser pr. sekund , kan antallet af NnΔt ikke nå at blive registreret. Man har altså:
tn
n
NntNnN
1
For de 3 forsøg får man:
tn
n
N
1
1
1
1
tn
n
N
2
2
2
1
tn
n
N
2,1
2,1
2,1
1
Da man har N
1,2
= N
1
+ N
2
får man ved indsættelse:
Shiia Mahmood 2.x
Fysikjournal nr. 5
November 2001
Side 2 af 3
tntn
tnnnn
tn
n
21
2121
2,1
2,1
11
2
1
og da Δt er en lille størrelse, kan nævnerne sættes lig med 1 og man får:
21
2,121
2 nn
nnn
t
Nedenfor er angiver nogle typiske dødtider:
Gode GM-rør har dødtiden = 10
-4
sek.,
uorganiske scintillatorer har dødtiden = 10
-6
sek., mens
halvlederdetektorer og organiske scintillatorer har dødtiden = 10
-9
sek.
Vores antagelser:
Vi antager, at det virkelige antal impulser N = 500 = s
-1
= Bq som kommer ind i tælleren. Dødtiden er 1ms.
Diskussion og resultater:
Afstand mellem GM-rør og kilde: 10 cm.
Med disse resultater kan vi nu beregne dødtiden Δt:
mssek
nn
nnn
t 15,42.10215,4
2
4730
2
5
21
2,121
Ny afstand: 13,2 cm.
kilde
Tællinger pr. 60 sek.
Tællinger pr. sek. ( intensitet).
β-kilde
1636 impulser
27 impulser
γ-kilde
632 impulser
11 impulser
γ+β
2033 impulser
34 impulser
Vi er nu blevet bedt om, at finde ud af hvordan det går med dødtiden, når vi ændrer antallet af tællinger pr.
sek. Dersom vi har øget afstanden mellem kilden og GM-røret, kan vi beregne dødtiden ved tællingerne ved
den nye afstand. Afstanden spiller dog også en rolle i dødtidens størrelse.
Dødtiden bliver så:
mssek
nn
nnn
t 114.1014,1
636
2
4
21
2,121
større.
kilde
Tællinger pr. 60 sek.
Tællinger pr. sek. ( intensitet).
β-kilde
4730 impulser
79 impulser
γ-kilde
2157 impulser
36 impulser
γ+β
6027 impulser
101 impulser
Shiia Mahmood 2.x
Fysikjournal nr. 5
November 2001
Side 3 af 3
Dvs. ved at gentage målingen med en afstand der er større end den vi havde før, så for vi en værdi af
dødtiden der er større end den værdi vi havde for afstanden 10 cm.
Antal impulser der tabes pr. sekund:
Fejlkilder:
Her er lige et par ting som vi lige skal tage højde for:
· Upræcis tidtagning
· Upræcis afmåling af afstanden til GM-røret
Konklusion:
Med forsøget har vi også fundet dødtiden for det GM-rør, der blev brugt i øvelsen. Dødtiden blev ???? sek.
Denne værdi er svær at konkludere noget om idet at der ikke findes nogen tabelværdi.
kilde
Tabte impulser pr. sek.
Δn
Den procentvise tabte impulser pr. sek.
Δn/N
β-kilde
52 impulser
γ-kilde
25 impulser
γ+β
67 impulser