放射性實驗1

1、實驗一 放射性衰變漲落的統(tǒng)計規(guī)律 、實驗目的1、驗證放射性衰變的漲落性2、掌握放射性伽瑪儀測量的觀測方法3、熟悉放射性測量誤差的表示方法，了解統(tǒng)計誤差的意義，掌握計算統(tǒng)計誤差的方法4、檢驗放射性衰變漲落的概率分布類型5、學會用列表和作圖法表示實驗結(jié)果,1、放射性統(tǒng)計漲落規(guī)律的驗證1）在相同測量條件下，重復測量裝置的放射性本底（計數(shù)）；2）在相同測量條件下，重復測量一定強度放射性源的計數(shù)率；2、放射性測量誤

2、差影響測量1）不同測量時間對測量誤差的影響2）重復測量次數(shù)對測量誤差的影響3、用列表法和作圖法表示實驗結(jié)果：列出頻數(shù)，頻率統(tǒng)計表和本底計數(shù)的頻數(shù)、頻率、累積頻率曲線圖。4、確定放射性統(tǒng)計漲落規(guī)律的概率分布類型。,二、實驗內(nèi)容,1、放射性衰變漲落的統(tǒng)計規(guī)律 放射性物質(zhì)是由大量的放射性原子所組成。其中的原子核在什么時刻，哪一個或哪幾個核衰變是完全獨立的、隨機的。也是不可預測的，也就是說，放射性核衰變純屬偶然性的。核

3、衰變現(xiàn)象是一種隨機現(xiàn)象。因此，在完全相同的實驗條件下（例如放射性源的半衰期足夠長，在實驗時間內(nèi)可以認為其活度基本上沒有變化，源與計數(shù)管的相對位置始終保持不變，每次測量的時間不變；測量時間足夠精確，不會產(chǎn)生其他誤差等）重復測量放射源的計數(shù)，其值是不完全相同的。而是圍繞某一個計數(shù)值上下漲落，漲落較大的情況只是極小的可能性．這種現(xiàn)象謂之放射性漲落，它是由核衰變的隨機性引起的。,三、 實驗原理,,,當放射性原子核的數(shù)目較多時，其衰變產(chǎn)生的計數(shù)分

4、布（也即核衰變數(shù)的分布）服從泊松分布：,,,正態(tài)分布：,,—計數(shù)的平均值和均方差； N一相等時間間隔內(nèi)單次測量的計數(shù)； P（N）一計數(shù)為N的概率。,應當指出，當 值較大時，由于N值出現(xiàn)在期望值附近的概率也較，此時均方差,泊松分布與被測曲線( 取m = 3. 5),正態(tài)分布曲線,2、放射性測量誤差的表示方法,,由于放射性的衰變并不是均勻地進行，所以在相同的時間間隔內(nèi)作重復的測量時測量的放射性粒子數(shù)并不嚴格的保持一致，而是在某個平均

5、值附近起伏。通常我們都把平均值n看作是測量結(jié)果的幾率值，并用它來表示放射性活度，而把起伏帶來的誤差叫做測量的統(tǒng)計誤差，習慣上用標準誤差 來描述。實驗室里都將一次測量的結(jié)果當作平均值，并做類似的處理而記為 ，其中N表示放射性本身， 則表示其測量誤差。,，,計數(shù)的相對標準誤差為 它能說明測量的準確度。當N大時，相對標準誤差小，準確度高，反之則相對誤差大，準確度低。為了得到

6、足夠的計數(shù)N以保證準確度，就需要延長放射性的測量時間t或增加相同測量的次數(shù)m。根據(jù)簡單的計算可知，從時間t內(nèi)測得的結(jié)果中算出的計數(shù)率的標準誤差為,其中N為t時間內(nèi)測得的脈沖數(shù)目，n為單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)。,,計數(shù)率的相對標準誤差E用下式表示: 在每次測量的數(shù)據(jù)里，實際上都包含本底計數(shù)，本底計數(shù)是由于宇宙射線和測量裝置周圍有微量放射性物質(zhì)沾污等因素造成的，也服從統(tǒng)計規(guī)律。所以，本底的標準誤差也要加到樣品的測量結(jié)果里去，這

7、就增加了測量的標準誤差。如果能夠避免其他因素只剩下宇宙射線的影響，則本底計數(shù)將是最小值。因此，采用有足夠厚度的鉛室屏蔽對測量結(jié)果的準確度是有利的。,,,四、實驗設(shè)備1、GP-1-B型定標儀，F(xiàn)J-367探頭，及GP-1-M幅度分析器，高壓發(fā)生器。,2、 Cit-3000F伽瑪能譜儀,五、實驗步驟,1、儀器的連接，高壓電源——輸出線——脈沖幅度分析器的輸入線——定標器的輸入信號線2、脈沖幅度分析器，按儀器面板上的——電源——“開”。

8、3、定標器，按儀器面板上的電源——“開”。4、加高壓，打開高壓電源，將高壓旋扭調(diào)至工作電壓700V。5、調(diào)節(jié)脈沖幅度分析器的閾值，根據(jù)測量要求，調(diào)至合適的位置，數(shù)控制在10cps附近6、調(diào)節(jié)定標器的閾值，使測量值的大小在較寬的測量范圍。7、選擇好條件——測量時間，放大倍數(shù)，測量量程。8、開始測量，按定標器的“工作”，當測量間到了，儀器停止計數(shù)，記錄讀數(shù)。9、連續(xù)重復測量裝置的本底計數(shù)（N）100次以上，并記錄之。10、按

9、下列表格統(tǒng)計，并計算出,（一）、GP-1-B型定標儀，F(xiàn)J-367探頭，及GP-1-M幅度分析器，高壓發(fā)生器－實驗步驟,選擇γ總量測量1、系數(shù)設(shè)置：用戶在測量前請檢查總量單位Gama（γ）。如果不對，參照5.4.1設(shè)置總量系數(shù)。2、時間設(shè)置：主界面狀態(tài)下，在儀器面板上按“功能鍵”，選擇“1”（time）輸入測試時間30，按回車鍵，按“9”保存，再按“0”退出。選擇設(shè)置測量時間為30鈔。3、測 量：探頭表面緊貼測量對象，在儀器

10、面板上按 “1”開始測量，測量結(jié)束后在液晶顯示屏左上方讀取總量數(shù)據(jù)。4、記錄：在屏的右上方顯示出總計數(shù)率，記錄下來。將光標移到115道左右，記錄下此道的計數(shù)率。5、分別將兩組數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，獲得儀器在鉛室條件下每一道的計數(shù)率及總道計數(shù)率的分布。,（二）Cit-3000F伽瑪能譜儀實驗步驟,,6、放射性測量誤差影響測量將一放射性源放于探頭前，改變測量時間，進行多次測量，計算：1）不同測量時間對測量誤差的影響2）重復測量次數(shù)對測

11、量誤差的影響,,實測概率P（N）,（三）、數(shù)據(jù)的整理 以計數(shù)N為橫軸，以概率P（N）和P’(N)為縱軸，畫出分布曲線直方圖，然后連成圓滑曲曲。,7、計算理論概率及實測概率分布,六、編寫實驗報告 注意：資料整理中也可使用計算機完成。,七、思考題 1．什么叫放射性衰變漲落？它服從什么規(guī)律？如何檢驗？ 2．以單次測量值N表示放射測量結(jié)果時，為什么是 ，其物理意義是什么？ 3.