XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG PLAUTEAU CỦA ỐNG ĐẾMGEIGER-MULER

Trả lời: Thế điện điều khiển hệ số nhân điện tử, chính hệ số nhân điện tử sẽ ảnh hưởng đếm độ lớn của tín hiệu, mà độ lớn tín hiệu lại quyết định đến việc xung có được ghi nhận hay không

Thí nghiệm 1:

XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG PLAUTEAU CỦA ỐNG ĐẾM

GEIGER-MULER

I, Câu hỏi chuẩn bị trước khi tiến hành thí nghiệm:

Câu 1: Đồ thị của đường Plateau sẽ có hình dạng như thế nào?

Trả lời: Đường Plateau chuẩn là đường cong có dạng hình chữ ‘S’ nằm ngang Tăng dần

lên từ phía bên trái, ở giữa khá cân bằng và lên cao nhất ở phía bên phải.

Câu 2: Điện thế có ảnh hưởng như thế nào đến sự vận hành của ống GM?

Trả lời: Thế điện điều khiển hệ số nhân điện tử, chính hệ số nhân điện tử sẽ ảnh hưởng đếm

độ lớn của tín hiệu, mà độ lớn tín hiệu lại quyết định đến việc xung có được ghi nhận hay không( Điện thế xác định độ lớn của điện trường)

II, Câu hỏi sau khi hoàn thành thí nghiệm:

Câu 1: Thế vận hành tốt nhất đối với ống đếm GM này là: 940(V).

Câu 2: Giá trị thế vận hành sẽ giống nhau đối với tất cả các ống đếm GM trong phòng thí nghiệm này phải không?

Trả lời: Giá trị thế vận hành này sẽ không giống nhau đối với tất cả các ống đếm GM trong

phòng thí nghiệm

Câu 3: Giá trị thế vận hành này của ống GM sẽ giống nhau trong 10 năm tới phải không?

Trả lời: Trong 10 năm tới thế vận hành của ống đếm G-M sẽ không giống nhau

Câu 4: Có 1 cách để kiểm tra xem thế vận hành mà sinh viên xác định được có nằm trên đường Plateau không, đó là tìm độ dốc của đường Plateau Nếu như độ dốc của đường Plateau

GM là dưới 10% trên 100V, thì đó là đường Plateau tốt Hãy xác định điểm bắt đầu và kết thúc của đường Plateau vá xác nhận đó là đường Plateau tốt a có phương trình độ dốc là:

Vậy đường Plateau là không tốt.

Trong đó: R1, R2 tương ứng là tốc độ đếm tại điểmbắt đầu và kết thúc của đường Plateau.

V1, V2 lần lượt là thế tại điểm bắt đầu và kết thúc và kết thúc của đường Plateau.

Với R1=510 , R2= 708

V1=760 , V2=1060

III, BẢNG DỮ LIỆU TRONG THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG PLATEAU CỦA ỐNG ĐẾM GM:

Bảng số liệu trong thí nghiệm với nguồn 137

sai số tuyệt đối sai số

tuyệt đối trung bình

Thí nghiệm 2:

THỐNG KÊ SỐ ĐẾM

I, Câu hỏi chuẩn bị trước khi tiến hành thí nghiệm:

Câu 1: Công thức tính giá trị trung bình của phân bố Poisson và Gaussian?

x X

n

i i

II, Câu hỏi trả lời sau thí nghiệm:

Câu 1: Hàm phân bố nào phù hợp với số đếm của phông? Phân bố Gaussian mô tả dữ liệu của Cs137 như thế nào?

Không thể thu nhập dữ liệu tốt đối với phân bố Poisson từ hàm phân bố Poisson vì khi có nguồn số lần tương tác mà ống đếm GM ghi nhận được rất lớn, từ đó dẫn đến giá trị trung

bình dữ liệu đối với số đếm của Cs137 quá lớn.

Câu 3 : Giá trị độ lệch chuẩn sẽ như thế nào khi tính toán cùng với hàm phân bố Poisson và phân bố Gaussian? Có phải một cái chính xác hơn? Có phải một cái dê dàng tính toán hơn?

Trả lời:

Giá trị độ lệch chuẩn của hai phân bố có xu hướng cân bằng với nhau Chúng lệch nhiều

hơn đối với số đếm của Cs137 Phân bố nào càng ước lượng đúng với dữ liệu thì phân bố đó càng chính xác hơn Ở đây thì chỉ có sự sai khác đôi chút giữa hai phân bố Phân bố Poisson thì dễ dàng tính toán hơn bởi vì độ lệch chẩn của phân bố Poisson chính là căn bậc hai của giá trị trung bình.

III, BẢNG DỮ LIỆU TRONG THÍ NGHIỆM THỐNG KÊ SỐ ĐẾM:

High Voltage Counts

Elapsed Time

8

Xử lý số liệu với phông môi trương :

Gía trị trung bình Số đếm Tần số Phân bố poisson

Phân bố gaussian

Biểu đồ phân bố tần số

10

Biểu đồ phân bố Poisson:

12

Đồ thị phân bố Gaussian

14

718 890 13 1 11/26/15 05:59:43 AM 719 890 22 1 11/26/15 05:59:44 AM

Xử lý số liệu nguồn Cs 137 :

Gía trị trung bình

Số đếm

Tần số

Phân bố poisson

Phân bố gaussian

Đồ Thị phân bố Poission với nguồn Cs137

:

Đồ Thị Phân bố Gaussian của nguồn Cs137

:

26

Thí nghiệm 3:

XÁC ĐỊNH PHÔNG PHÓNG XẠ

I, Trả lời câu hỏi trước khi thí nghiệm:

Câu 1: Hãy kể tên các nguồn phóng xạ tự nhiên và nguồn phóng xạ nhân tạo gây ra bức xạ

phông?

Trả lời:

Có 3 nguồn phóng xạ tự nhiên chủ yếu đó là:

+ Bức xạ từ vũ trụ như bức xạ của mặt trời.

+ Bức xạ trên vỏ Trái Đất như Uranium trong đất đá hoặc khí Radon phát sinh từ phân rã Uranium trong đất đá.

+ Bức xạ trong cơ thể con người (K40)

Một vài nguồn phóng xạ nhân tạo:

+ Nguồn phóng xạ trong y học như là tia X.

+ Nguồn phóng xạ trong các sản phẩm tiêu dùng , các đồ điện tử như TV, máy vi tính… đều phát ra phóng xạ.

+ Phóng xạ từ công nghiệp Công nghiệp sử dụng tia X và 1 vài nguồn phóng xạ để kiểm tra mẫu.

Câu 2: Lượng bức xạ phông trung bình của công dân Mỹ phải chịu mỗi năm là bao nhiêu?

Trả lời: Lượng bức xạ phông trung bình 1 công dân Mỹ phải chịu 1 năm khoảng 360mrem

(gần bằng 1mrem /ngày) Trong đó khoảng 200mrem từ khí Radon, 40mrem từ tia X trong y học, 28mrem từ vỏ trái đất và phần còn lại từ các nguồn khác Giá trị này bằng 7,2% liều lượng bức xạ được phép đối với công dân và bằng 0,72 giá trị liều lượng tối thiểu gây ra nguy hiểm về mặt sinh học.

II, Trả lời câu hỏi sau khi tiến hành thí nghiệm:

Câu 1: Có những phương pháp nào để hạn chế bức xạ do phông gây ra?

Trả lời: Một số biện pháp để hạn chế bức xạ do phông gây ra: Che chắn khi đo đạc, có thể

dùng vật liệu chì hoặc bê tông.

Câu 2: Liều lượng của bức xạ mà sinh viên đang chịu có giá trị có giá trị khoảng bao nhiêu (đổi ra các đơn vị là trên phút, trên ngày và trên năm)?

Trả lời: Liều lượng của bức xạ phông mà sinh viên đang chịu có giá trị là:

166 x 1440 = 239040 số đếm trên ngày

239040 x 365 = 87,2.106 số đếm trên năm

Câu 3: Có phải số đếm của phông luông giống nhau trong mọi phép đo phông hay không? Nếu không thì có phải nguyên nhân là do hệ thống đo đạc hay không?

Trả lời: Số đếm phông của mỗi lần đo có thể giống hoặc khác nhau, nguyên nhân không

phải do hệ thống đo lường mà là do phóng xạ là một quá trình ngẫu nhiên, nguồn bức xạ gây ra bức xạ phông mỗi thời điểm là không giống nhau.

28

III, BẢNG DỮ LIỆU TRONG THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH PHÔNG PHÓNG XẠ:

Thí nghiệm 4:

XÁC ĐỊNH ĐỘ PHÂN GIẢI THỜI GIAN

CỦA ÔNG ĐẾM GM

I, Trả lời câu hỏi trước khi tiến hành thí nghiệm:

Câu 1: Khi bức xạ đi vào trong vùng cửa sổ cửa sổ của ống GM, các quá trình xảy ra như thế nào?

Trả lời: Bức xạ sẽ gây ra sự ion hóa chất khí bên trong ống, số điện tử sẽ được nhân lên

trên đường mà chúng tới anode, chúng gây ra quá trình thác lũ tại anode và tạo ra một xung thế Câu 2: Ống GM có thể phân biệt được nhiều hơn một bức xạ khi mà chúng vào trong vùng nhạy cùng một lúc hay không?

Trả lời: Ống GM sẽ không thể phân biệt được nhiều hơn một bức xạ khi mà chúng vào

trong vùng nhạy cùng một thời điểm Trong trường hợp này thác lũ điện tử sẽ chồng lên nhau và tạo ra một tín hiệu ảo Điều này là do ống GM hoạt đông dưa trên nguyên lý chỉ có thể là có hoặc không có tín hiệu khi mà bức xạ đi vào ống.

II, Trả lời câu hỏi sau khi tiến hành thí nghiệm:

Câu 1: Độ phân giải thời gian của ống GM sinh viên vừa tiến hành trong thí nghiệm bằng bao nhiêu? Giá trị độ phân giải thời gian của ống GM nằm trong khoảng 1µs đến 100 s phải không?

Trả lời: Độ phân giải thời gian của ống GM là: 8.29E-05 Giá trị này nằm trong khoảng 1µs

đến 100µs.

Câu 2: Giá trị phần trăm hiệu chỉnh là giống nhau đối với tất cả các giá trị mà sinh viên đã thu được phải không? Tại sao?

Trả lời: Sự hiệu chỉnh sẽ khác nhau đối với các phép đo khác nhau Bởi vì đối với tốc độ

đếm lớn khả năng các bức xạ đến ống đếm GM cùng thời điểm sẽ lớn hơn là đối với trường hợp

có tốc độ đếm nhỏ.

30

III, BẢNG DỮ LIỆU TRONG THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ PHÂN GIẢI THỜI GIAN CỦA ỐNG GM:

Thí nghiệm 5:

XÁC ĐỊNH HIỆU SUẤT GHI CỦA ỐNG ĐẾM GM

I, Trả lời câu hỏi trước khi tiến hành thí nghiệm:

Câu 1: Sinh viên có thể xác định hoạt độ của nguồn phóng xạ như thế nào? Hãy tìm hoạt độ

của ba nguồn phóng xạ mà bạn sẽ sử dụng trong thí nghiệm?

Trả lời: Ta có thể xác định hoạt độ nguồn bằng cách tìm hoạt độ tại thời điểm nguồn được

đo Sau đó tính thời gian từ lúc nguồn được đo tới thời điểm hiện tại Sau đó, áp dụng công thức

để tính hoạt độ của nguồn:

Trong đó: a: là hoạt độ tại thời điểm đo.

ao: là hoạt độ ban đầu ghi trên nguồn.

T: là thời gian bán rã.

t: là thời gian đo tính từ lúc nguồn có hoạt độ ao.

Hoạt độ phóng xạ của ba nguồn sử dụng trong thí nghiệm (tính tới thời điểm đo) là:

Trả lời: Đường cong hiệu suất ghi nhận trong thí nghiệm này sẽ khá tồi Bởi vì ống đếm

GM chỉ ghi được một phần nhỏ trong tất cả các bức xạ phát ra, ngoài ra do nguồn bức xạ mà chúng ta sử dụng là nguồn gamma thường xuyên đi qua ông GM mà ít tạo ra quá trình ion hóa.

II, Trả lời câu hỏi sau khi tiến hành sau thí nghiệm:

Câu 1: Mỗi đường cong hiệu suất ghi của từng đồng vị sẽ được đặc trưng cho loại đồng vị

đó đúng hay sai? Giải thích?

Trả lời: Mỗi đường cong hiệu suất ghi sẽ đặc trưng cho mỗi loại đồng vị đó, bởi vì mỗi loại

đồng vị sẽ phát ra những bức xạ có năng lượng hoàn toàn xác định riêng không giống nhau.

Câu 2: Nếu đặt nguồn phóng xạ vào các vị trí khác nhau trên giá đỡ thì hiệu suất ghi có thay đổi không? Vì sao?

Trả lời: Nếu đặt nguồn phóng xạ càng xa bề mặt ống đếm thì hiệu suất ghi càng giảm

xuống Bởi vì khi bức xạ đi trong không khí thì xảy ra hiện tượng bị hấp thụ, dẫn đến số lượng

32

bức xạ đi vào ống đếm giảm xuống (điều này sẽ thấy rất rõ khi đo nguồn phóng xạ hạt alpha và beta).

Câu 3: Bán kính cửa sổ của ống GM là 3.5cm, đặt nguồn cách bề mặt ống 3cm Hãy so sánh diện tích của hình cầu với bán kính 3cm và diện tích bề mặt của ống đếm Tỷ số đó lien quan đến thí nghiệm này như thế nào? Nhận xét về kết quả mà bạn đã tính được.

Trả lời: Tỉ số diện tích hình cầu bán kính 3cm và diện tích bề mắt ống:

( ) ( )

22

22

Hiệu suất của ống đếm sẽ đạt gái trị cực đại tại khoảng cách trên.

Câu 4: Nếu thời gian mỗi lần chạy là một phút thì hiệu suất ghi có khác nhau như thế nào? Tại sao?

Trả lời: Hiệu suất ghi sẽ khác nhau khi thời gian của phép đo khác nhau Bởi vì nếu thời

gian ghi nhận dữ liệu càng lâu thì kết quả thu được càng chứa ít sai số

III, BẢNG DỮ LIỆU TRONG THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH HIỆU SUẤT GHI CỦA ỐNG ĐẾM G-M:

Chuyển đổi từ micro Cuire sang phân rã trên phút

Hiệu chỉnh độ phân giải thời gian Hiệu chỉnh phông

689,4 1947,8 7752

34

Thí nghiệm 6:

QUY LUẬT SUY GIẢM CƯỜNG ĐỘ BỨC XẠ THEO

BÌNH PHƯƠNG KHOẢNG CÁCH

I, Trả lời câu hỏi trước thí tiến hành thí nghiệm:

Câu 1: Hãy cho biết công thức toán học của quy luật suy giảm cường độ bức xạ theo bình phương khoảng cách?

III, BẢNG DỮ LIỆU TRONG THÍ NGHIỆM QUY LUẬT SUY GIẢM CƯỜNG ĐỘ BỨC XẠ THEO BÌNH PHƯƠNG KHOẢNG CÁCH:

XÁC ĐỊNH SỰ HẤP THỤ CỦA BỨC XẠ GAMMA

I, Trả lời câu hỏi trước khi tiến hành thí nghiệm:

Câu 1: Các tia gamma tương tác với vật chất như thế nào?

Câu 3: Làm sao để tính được bề dày khối (g/cm2) từ các đại lượng khác?

Trả lời: Lấy mật độ của vật chất (g/cm3) nhân với bề dày (cm) của tấm hấp thụ.

II, Trả lời câu hỏi sau khi tiến hành thí nghiệm:

1 Dữ liệu bạn thu được có tuyến tính hay không? Vì sao?

Trả Lời :

Đồ thị thu được có dạng tuyến tính , só đếm giảm khi bề sày tăng.

2 Từ dữ liệu thu được với phương trình cường độ và số đếm trên phút, giá trị x1/2 bạn tính

được có chính xác không?

Trả Lời : Giá Trị x1/2 = 996

Giá trị x1/2 không thuộc trong khoảng các tấm trên hệ đo Bởi vì thực tế tác yếu tố bên ngoài như nguồn phóng xạ, hệ đo và môi trường không đạt được sự tối ưu như trong lý thuyết.

3 Chúng ta có thể che chắn hoàn toàn các tia gamma hay không? Vì Sao?

38

Bảng dữ liệu trong Thí Nghiệm:

Voltag

11/29/15 11:18:57 SA

11/29/15 11:28:06 SA

11/29/15 11:51:17 SA J

Bảng dữ liệu trong Thí Nghiệm

Các Tấm Hấp Thụ Sử Dụng

Là Nhôm

Bề Dày (mg/cm2)

Hiểu Chỉnh Thời Gian Chết

Hiểu Chỉnh Phông Gian Thời

THE END