1、 实验一 放射性衰变涨落的统计规律1 、 实验目的1、验证放射性衰变的涨落性2、掌握放射性伽玛仪测量的观测方法3、 熟悉放射性测量误差的表示方法 , 了解统计误差的意义,掌握计算统计误差的方法4、检验放射性衰变涨落的概率分布类型5、学会用列表和作图法表示实验结果1、放射性统计涨落规律的验证1) 在相同测量条件下,重复测量装置的放射性本底(计数) ;2) 在相同测量条件下,重复测量一定强度放射性源的计数率;2、放射性测量误差影响测量1)不同测量时间对测量误差的影响2)重复测量次数对测量误差的影响3、 用列表法和作图法表示实验结果:列出频数,频率统计表和本底计数的频数、频率、累积频率曲线图。4、确
2、定 放射性统计涨落规律的 概率分布类型。二 、 实验内容1、放射性衰变涨落的统计规律放射性物质是由大量的放射性原子所组成。其中的原子核在什么时刻,哪一个或哪几个核衰变是完全独立的、随机的。也是不可预测的,也就是说,放射性核衰变纯属偶然性的。核衰变现象是一种随机现象。因此,在完全相同的实验条件下(例如放射性源的半衰期足够长,在实验时间内可以认为其活度基本上没有变化,源与计数管的相对位置始终保持不变,每次测量的时间不变;测量时间足够精确,不会产生其他误差等)重复测量放射源的计数,其值是不完全相同的。而是围绕某一个计数值上下涨落,涨落较大的情况只是极小的可能性这种现象谓之放射性涨落,它是由核衰变的随
3、机性引起的。三、 实验原理当放射性原子核的数目较多时,其衰变产生的计数分布(也即核衰变数的分布)服从泊松分布:正态分布: 计数的平均值和均方差;N一相等时间间隔内单次测量的计数;P( N)一计数为 N的概率。应当指出,当 值较大时,由于 N值出现在期望值附近的概率也较,此时均方差泊松分布与被测曲线 ( 取 m = 3. 5)正态分布曲线2、放射性测量误差的表示方法由于放射性的衰变并不是均匀地进行,所以在相同的时间间隔内作重复的测量时测量的放射性粒子数并不严格的保持一致,而是在某个平均值附近起伏。通常我们都把平均值 n看作是测量结果的几率值,并用它来表示放射性活度,而把起伏带来的误差叫做测量的统
4、计误差,习惯上用标准误差 来 描述。实验室里都将一次测量的结果当作平均值,并做类似的处理而记 为 ,其中 N表示放射性 本身, 则 表示其 测量误差。,计数的相对标准误差为 它能说明测量的准确度。当 N大时,相对标准误差小,准确度高,反之则相对误差大,准确度低。为了得到足够的计数 N以保证准确度,就需要延长放射性的测量时间 t或增加相同测量的次数 m。根据简单的计算可知,从时间 t内测得的结果中算出的计数率的标准误差为其中 N为 t时间内测得的脉冲数目, n为单位时间内的脉冲数。计数率的相对标准误差 E用下式表示 : 在每次测量的数据里,实际上都包含本底计数,本底计数是由于宇宙射线和测量装置周
5、围有微量放射性物质沾污等因素造成的,也服从统计规律。所以,本底的标准误差也要加到样品的测量结果里去,这就增加了测量的标准误差。如果能够避免其他因素只剩下宇宙射线的影响,则本底计数将是最小值。因此,采用有足够厚度的铅室屏蔽对测量结果的准确度 是有利的 。四、实验设备1、 GP-1-B型定标仪, FJ-367探头,及 GP-1-M幅度分析器,高压发生器。探头铅室脉冲幅度分析器定标器高压发生器2、 Cit-3000F伽玛能谱仪五、实验步骤1、仪器的连接,高压电源 输出线 脉冲幅度分析器的输入线 定标器的输入信号线2、脉冲幅度分析器,按仪器面板上的 电源 “ 开 ”。3、定标器,按仪器面板上的电源 “ 开 ”。4、加高压,打开高压电源,将高压旋扭调至工作电压 700V。5、调节脉冲幅度分析器的阈值,根据测量要求,调至合适的位置,数控制在 10cps附近6、调节定标器的阈值,使测量值的大小在较宽的测量范围。7、选择好条件 测量时间,放大倍数,测量量程。8、开始测量,按定标器的 “工作 ”,当测量间到了,仪器停止计数,记录读数。9、连续重复测量装置的本底计数( N) 100次以上,并记录之。10、按下列表格统计,并计算出(一)、 GP-1-B型定标仪, FJ-367探头,及 GP-1-M幅度分析器,高压 发生器实验步骤