4、盖革-米勒计数管
γ剂量率测量仪的研制
γ剂量率测量仪的研制此仪器为测量环境中γ放射性剂量率浓度的测量仪表，分成探头和主机两大部分：其中探头由高低量程GM计数管、计数单元和通讯单元组成；主机由通讯、处理单元、键盘、和显示部分组成。
1探头原理1．1盖革-弥勒计数管原理GM管原理见图1。
盖革-弥勒计数管(GM管)也称气体放电计数器。
一个密封玻璃管，中间是阳极用钨丝材料制作，玻璃管内壁涂一层导电物质，或是一个金属圆管作阴极，内部抽空充惰性气体(氖、氦)、卤族气体。
特点是工作电压低。
当射线进入计数管后气体被电离，负离子由阳极吸引移向阳极时，离子又与其他气体分子碰撞后产生多个次级电子，快到阳极时次极电子急剧倍增产生雪崩现象。
雪崩引起阳极整条线上雪崩，发生放电，放电后空间电子又被中和，剩下许多正离子包围阳极，形成正离子鞘。
正离子鞘和阳极间的电场因正离子的存在而减弱。
此时若有电子运动到该区域，也会产生雪崩放电，这段时间不能计数，称"死时间"。
正离子打到阴极时会产生(打出)电子，电子被电场加速，又引起计数管放电产生正离子鞘，这一过程循环出现。
计数管上电压U一定时，射线入射越强电流I越大，输出脉冲数N越大，a、b段称"坪"，盖格计数管主要用于探测β粒子和γ射线。
1．2探头电路探头有高压产生电路、高低量程两支盖革-弥勒计数管(GM管)、单片机SM89C52、串口转485通信芯片MAX485构成，如图2所示。
高压产生电路为高低量程GM管提供高压，使得GM管可以工作。
GM管用来测定辐射，射线通过GM管并引起电离时便使该GM管产生电流脉冲，脉冲经整形电路、2分频电路后变成边缘陡峭的方波，送到SM89C52的T0，T1定时器做计数，对低量程使用T0作计数，T1作1秒定时，而高量程则使用T1作计数，T0作定时，主机可通过发送命切换令高低量程测量，当探头接到主机发来的查询命令后便把每秒计数值(CPS)返回给主机。
探头电源透过电缆从主机得到。
辐射探测器与检测技术
气体探测器
四、电离室（ionization chamber） 脉冲电离室：记录单个辐射粒 子，主要用于测量重带电粒子 的能量和强度。（计数电离室） V=eNi/C 电流电离室：记录大量粒子 平均效应，主要用于测量X, g, b 和中子的强度或通量。 （累积电离室） I=neNi +阳极
++++++++ - - - - - - - 阴极
5.G-M计数管的主要特性
1）坪特性 坪长：V1-V2
坪斜：
(N2-N1) 1/2 (V2-V1) (N2+N1) 有机管坪长150－300V 卤素管坪长100V左右
气体探测器
六、盖革－米勒计数管（Geiger-Muller counter）
5.G-M计数管的主要特性
2）死时间、恢复时间和分辨时间
探测器由下列三部分构成 1.灵敏区 2.结构部分 3数据输出机构 按材料分类 1.气体探测器
核辐射 探测器
2.闪烁探测器
3.半导体探测器
核辐射探测器
气体探测器 闪烁探测器
半导体探测器
径迹探测器
一、气体的电离
带电粒子使气体原子电离而形成负电子和正离子对的现 象称为气体的电离。电离出来的电子称为次级电子，其 中一些能量较大的电子还可以使气体分子电离。通常， 我们把由带电粒子直接产生的电离叫做原电离，而把由 次级电子所产生的电离叫做次电离。原电离和次电离之 和称为总电离。
半导体探测器 Semiconductor detector
半导体探测器是60年代以后迅速发展起来的一种核辐射探 测器，其探测介质是半导体材料。随着半导体材料和低噪 声电子学的发展以及各种应用的要求，先后研制出了P-N结 型探测器、锂漂移型探测器、高纯锗探测器、化合物半导 体探测器以及位置灵敏探测器，内放大半导体探测器等特 殊类型半导体探测器。
盖革计数器基本原理
蓋革計數器基本原理蓋革-牟勒計數器（ G ei ger-M uel l er count er）俗稱G-M計數器或簡稱為蓋革管（G ei ger t ube），是現存幾種陳舊的輻射偵檢器之一。
在1928年由蓋革（Geiger）和牟勒（Mueller）所提出，其基本的結構是包括兩個電極，外電極（負極）為空心圓柱，內電極（正極）則是位於圓柱內中心軸的細金屬線，在兩電極間則是充滿氣體（一般為鈍氣）。
一個典型的Tow ns end aval anche是由一單獨的原始電子所產生，而許多激態的氣體分子是由電子碰撞二次離子所形成。
激動態的分子大約是在幾毫微秒的時間內降回基態，至於激動態與基態間的能量差，則釋出光子的方式帶出，其波長大約是介於可見光和紫外線之間。
這些光子所帶有的能量是傳遞連鎖反應的主要關鍵，亦即構成蓋革放電的主要機制。
當光子經由光電吸收作用而與陰極表面的氣體或管內其他位置的氣體互相作用時，則釋出一新的電子，此電子隨即遷移至陽極，然後再觸發另一次的突崩（avalanche）。
通常產生所有離子對和激動態分子所需的時間，對一突崩而言，僅為幾毫微秒（~10-9sec）。
因為激動態分子的壽命相當的短且光子以光速前進，所以管內兩次自由電子（ s econd f r ee el ect r on）的產生幾乎是符合於首次突崩，而這些兩次自由電子僅需漂移至放大區即可產生二次突崩，其所需的時間亦僅需一微秒的一小部分而已，因此對整個蓋革放電過程所需的時間而言，大約也僅需一微秒而已。
從單一突崩的發生到脈衝完整輸出所需的時間，較上述的蓋革放電為長，所以此時的脈衝振幅僅簡單地表為蓋革放電所產生全部電荷的總和。
一次蓋革放電的終止過程是來自正離子，而正離子的產生是在突崩時伴隨著電子的產生而來的，正離子的移動率遠低於自由電子，本質上，這些正離子是不動的，其不動的時間約為收集所有來自增值區域的自由電子。
當這這離子的濃度相當高的時候，陽極線周圍附近電場強度的大小會隨著正離子的存在而改變。
放射防护题
职业照射个人剂量限值适用于医疗照射;A 对B 错正确答案：错正确答案：对题目分数：1 得分： 0年龄小于16周岁的人员不得接受职业照射;A 对B 错正确答案：对题目分数：1 得分： 0佩戴个人剂量计可有效防止放射线对人体造成直接伤害;放射工作人员无权查阅、复印本人的职业健康监护档案;A 对B 错正确答案：错题目分数：1 得分： 0外照射个人剂量监测方法：活体测量、离体测量;A 对;A 对B 错正确答案：对题目分数：1 得分： 0核医学诊断用设备外照射场所监测GBZ 130—2013医用X射线诊断放射防护要求;A 对B 错正确答案：错题目分数：1 得分： 0B 错正确答案：对题目分数：1 得分： 0对于开放性同位素工作场所应选在常规操作的最大用量活度条件下进行;A 对B 错正确答案：对题目分数：1 得分： 0闪烁探测器,切伦科夫探测器,热释光探测器等属于发光型探测器;A 对B 错正确答案：对题目分数：1 得分： 0190N型中子巡测仪属于中子辐射剂量测量仪;A 对A 对B 错正确答案：错题目分数：1 得分： 0单选题带电粒子与物质相互作用,可以让物质原子被电离或激发,原子退激发所发射的可用作核素识别;A 俄歇电子B 特征γ射线C 康普顿电子下列数字中,有可能是组织权重因子WT的是： ;A 0.12B 10C 20D 05正确答案：0.12题目分数：2 得分： 0原子核所带电性为： ;C 是一种用来测量每个受射照射的工作人员在工作时所受照射剂量的仪器D 是一种可防止辐射对人体造成直接伤害的防辐射仪器正确答案：是一种用来测量每个受射照射的工作人员在工作时所受照射剂量的仪器题目分数：2 得分： 0在正常本底地区,天然辐射源对成年人造成的平均年有效剂量约为 ;A 20mSvB 24mSvC 5mSvD 50mSv15 一个人受到的总的辐照是 ;A 内照射的量减去外照射的量B 外照射的量减去内照射的量C 外照射的量加上内照射的量D 外照射与内照射的平方和正确答案：外照射的量加上内照射的量题目分数：2 得分： 0对核设施的批准方式应采取: ;D 中子正确答案：中子题目分数：2 得分： 0当量剂量的SI单位名称的符号;A SvB radC GyD rem正确答案：GyA 2B 3C 4D 1正确答案：2题目分数：2 得分： 0放射工作单位应当安排本单位的放射工作人员接受个人剂量监测,外照射个人剂量的监测周期一般为天,最长不应超过天;A 30,90D 5正确答案：4题目分数：2 得分： 2一个人受到的总的辐照是 ;A 内照射的量减去外照射的量B 外照射的量减去内照射的量C 外照射的量加上内照射的量正确答案：外照射的量加上内照射的量题目分数：2 得分： 0B 25cm2C 20cm2D 100cm2正确答案：100cm2题目分数：2 得分： 0应当按照有关规定配戴个人剂量计;A 患者B 公众C 受检者Hp3,适用于体表下3mm深处的器官或组织,多用于 ;A 皮肤B 眼晶体C 胸部D 腹部正确答案：眼晶体题目分数：2 得分： 2Hp007,适用于体表下007mm深处的器官或组织,多用于 ;C 每半年D 每三个月正确答案：每两个月题目分数：2 得分： 2对于开放型同位素工作场所, 是评价工作场所防护优劣的重要手段之一;A 个人剂量监测B 漏射线检测C 设备防护性能检测D 表面污染的监测外照射场所监测GBZ 120-2006 临床核医学放射卫生防护标准;A DR机B 核医学诊断用设备C 介入放射学用设备D 电子加速器正确答案：核医学诊断用设备题目分数：2 得分： 0外照射场所监测GBZ 130—2013医用X射线诊断放射防护要求;A DR机正确答案：一次题目分数：2 得分： 2探测器均有一定的 ,因此在测量时应使探测器的监测面垂直于放射的入射方向;A 对称性B 角度性C 方向性D 适应性正确答案：方向性题目分数：2 得分： 0A 05mB 1mC 15mD 2m正确答案：1m题目分数：2 得分： 2外照射监测对于工作场所外的屏蔽泄露监测一般为离屏蔽墙门面处测量;A 20cmB 25cm题目分数：2 得分： 0选择测量仪器时应尽量选择能量响应好,能响系数接近的仪器;A 0B 1C 2D 3正确答案：1题目分数：2 得分： 0C 电离型探测器D 热释光探测器正确答案：电离型探测器题目分数：2 得分： 2是中子巡测仪 ;A 451P型巡测仪B FH752型巡测仪C AT1123型X-γ剂量仪D 9DP P型巡测仪个人剂量监测不包含下列哪项内容;A 外照射个人剂量监测B 表面污染监测C 内照射个人剂量监测D 皮肤污染监测正确答案：表面污染监测题目分数：2 得分： 2是指为估算和控制公众、放射诊疗职业人员、患者或受检者、陪同人员或探视人员所受放射剂量而进行的测量,它是放射防护的重要组成部分;。
近代物理实验习题答案
近代物理实验习题答案文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]《近代物理实验》练习题参考答案 一、 填空1、核物理实验探测的主要对象是核衰变时所辐射的射线、射线和中子。
因为这些粒子的尺度非常小，用最先进的电子显微镜也不能观察到，只能根据射线与物质相互作用产生的各种效应实现探测。
2、探测器的能量分辨率是指探测器对于能量很接近的辐射粒子加以区分的能力。
用百分比表示的能量分辨率定义为：％峰位置的脉冲幅度宽度最大计数值一半处的全1000V V ⨯∆=R 。
能量分辨率值越小，分辨能力越强。
3、射线与物质相互作用时，其损失能量方式有两种，分别是电离和激发。
其中激发的方式有三种，它们是光电效应、康普顿效应和电子对效应。
4、对于不同的原子，原子核的质量 不同 而使得里德伯常量值发生变化。
5、汞的谱线的塞曼分裂是 反 常塞曼效应。
6、由于氢与氘的 能级 有相同的规律性，故氢和氘的巴耳末公式的形式相同。
7、在塞曼效应实验中，观察纵向效应时放置1/4波片的目的是 将圆偏振光变为线偏振光 。
8、射线探测器主要分“径迹型”和“信号型”两大类。
径迹型探测器能给出粒子运动的轨迹，如核乳胶、固体径迹探测器、威尔逊云室、气泡室、火花室等。
这些探测器大多用于高能核物理实验。
信号型探测器则当一个辐射粒子到达时给出一个信号。
根据工作原理的不同又可以分成气体探测器、闪烁探测器和半导体探测器三种，这是我们在低能核物理实验中最常用的探测器。
9、测定氢、氘谱线波长时，是把氢、氘光谱与铁光谱拍摄到同一光谱底片上，利用线性插值法来进行测量。
10、在强磁场中，光谱的分裂是由于能级的分裂引起的。
11、原子光谱是线状光谱。
12、原子的不同能级的总角动量量子数J不同，分裂的子能级的数量也不同。
13、盖革－弥勒计数管按其所充猝灭气体的性质，可以分为①有机管和②卤素管两大类。
坪特性是评价盖革－弥勒计数管的重要特性指标。
包括起始电压、坪长、坪斜等。
盖革米勒计数器实验报告
近代物理实验报告指导教师：得分：实验时间： 2009 年 10 月 22 日，第九周，周四，第 5-8 节实验者：班级材料0705 学号 200767025 姓名童凌炜同组者：班级材料0705 学号 2007670 姓名车宏龙实验地点：综合楼 507实验条件：室内温度℃，相对湿度 %，室内气压实验题目：盖革-米勒计数器实验仪器：（注明规格和型号）圆柱形γ计数管一支，自动定标器一台（带高压电源），示波器一台，137Cs放射源一枚。
实验目的：1.掌握盖革-米勒计数器的结构、原理、使用方法2.验证核衰变的统计规律，熟悉放射性测量误差的表示方法实验原理简述：1.计数管的构造与工作原理GM计数管有圆柱形和钟罩型两种，其共同结构为圆筒状的阴极和装在轴线上的阳极丝共同密封在玻璃管内而成。
管内通常充有约10kpa的惰性气体及相应的猝熄气体。
当带电粒子进入计数管的灵敏区域时，将引起管内气体的电离，电力产生的电子在电场加速下向阳极运动，一方面因电场加速获得能量，一方面又因与气体分子碰撞而损失能量。
在充有猝熄气体的计数管中，这些光子大部分将被猝熄气体所吸收，因而达不到阴极，但却会逐步沿铅丝极方向扩展并产生新的电子（光电作用），这些电子又会进一步产生雪崩式的放电。
当电子到达阳极的时候，因为正离子移动的很慢，基本上没有移动能力，从而形成了围绕着丝级的正离子鞘。
由于放电后电子中和了阳极上的一部分电荷， 使得阳极电位降低， 随着正粒子向着阳极运动， 高压电源便通过电阻R 向计数管充电， 使得阳极电位回复， 在阳极上变得到一个负的脉冲电压。
这个负的脉冲电压， 便起到了计数的显示作用。
2. 计数管的特性2.1 坪特性——包括起始电压、 坪长、 坪斜等 当射入计数管的粒子数目不变时， 改变计数管两级之间所加的高压值， 发现由定标器测得的计数率有变化， 如图所示的曲线。
在这个图中， V0称为起始电压， ΔV=V2-V1称为坪长， 在坪区内， 电压每升高1V 是， 计数率增加的百分数称为坪斜， 由公式表示为%100*)(12112V V n n n k l --=坪特性曲线反映了计数管的性能， 所以使用前必须对它进行测量。
盖革-弥勒计数管及核衰变的统计规律实验报告
改革-弥勒计数器及核衰变的统计规律姓名：学号：一、实验目的了解盖革-弥勒计数器的结构、工作原理、性能、特性，学会其使用方法。
掌握核衰变的统计规律。
二、实验仪器G-M计数器，β粒子放射源，脉冲示波器三、实验原理（一）盖革-弥勒计数的工作原理结构：原理：盖革弥勒计数器（G-M计数器）是射线气体探测器中应用最广泛的一种，主要测量ß射线和γ射线的强度。
它由G-M计数管，高压电源，定标器三部分组成。
高压电源为计数管提供工作电压，计数管在射线作用下产生脉冲，定标器则来记录计数管输出的脉冲数。
玻璃管内有圆筒状阴极，在阴极对称轴上装有丝状阳极。
先将管内抽成真空，再冲入一定量惰性气体和少量猝灭气体（卤素或有机物）。
ß形和γ形不同在于钟罩下是云母片，因为ß射线穿透力低，为提高探测效率采取的措施。
使用G-M计数器测量时，两极间形成柱状轴对称电场。
射线进入，引起气体电离，所产生电子就向阳极移动，在阳极附近与气体分子发生打出次级电子的碰撞，电子同样向阳极移动。
引起“雪崩”放电。
将产生大量紫外光光子，引起全管放电。
大量电子移动到阳极被中和。
大量正离子由于质量大，移动缓慢，在阳极附近形成正离子鞘。
可将计数器看作电容器，使阳极得到一个负的脉冲。
电源高，波幅大：电阻高，脉冲宽。
（二）计数管的特性开始输出小，计数器示零，电压超过某一值时，定标器开始计数，此时电压Va 为阈电压。
随着脉冲幅度升高，计数率迅速增加，升到Vb 时，只要产生一个离子对，就能引起全管雪崩放电。
进一步升高，只能提高幅度，不能增加个数，直到Vc ，称为坪区。
Vc-Vb 为坪长度。
坪斜]%100[)(2212121每伏特⋅-⋅+-=V V n n n n ε，表示为电压升高1伏计数率的相对增加量。
（三）核衰变的统计规律及测量数据的处理 1、衰变规律：对大量核而言，其衰变遵从统计规律，有衰变定律-λλ0(t)e N =N其中t 表示时间，N0为t=0时刻的放射性核数，N(t)为t 时刻的放射性核数，λ称为衰变常数。
盖革一米勒计数管的特性及放射性衰变的统计规律
盖革一米勒计数管的特性及放射性衰变的统计规律盖革一米勒计数管是一种用于测量放射性物质活度的仪器。
其特性与放射性衰变的统计规律密切相关。
下面将详细介绍盖革一米勒计数管的特性及放射性衰变的统计规律。
盖革一米勒计数管是由法国物理学家盖革和德国物理学家米勒在1913年发明的。
它是一种形如圆柱的金属壳，在其中装有一个压低的臭氧气体。
在管壳的中心沿着一条垂直的轴线上插入一个细管，细管两端开口。
当放射性粒子通过细管时，会将小部分气体离子化。
气体离子受电场作用，向电极移动，产生电流。
电流被放大并记录，由此可测出放射性物质的活度。
盖革一米勒计数管的工作原理基于放射性衰变的特性。
放射性元素会自行衰变，释放出粒子或辐射能。
放射性衰变的过程是随机的，不可预测。
因此，在一定时间内，放射性元素发生衰变的数量是随机的，服从泊松分布。
泊松分布是一种描述随机事件发生次数的概率分布函数。
它与时间和平均事件发生率有关。
具体来说，放射性元素发生衰变的平均速率称为活度（单位为贝克勒尔），而发生k次衰变的概率可以用泊松分布的公式P(k)来表示：P(k) = (λt)^ke^(-λt)/k!其中，λ是单位时间内发生的平均次数，t是时间，k是具体的发生次数。
泊松分布的均值和方差都等于λt。
由于放射性衰变是随机的，所以盖革一米勒计数管测量的结果也是有误差的。
这个误差可以用统计分析来描述。
假设在一连续多个独立的时间间隔内，放射性元素发生衰变的平均速率始终不变。
则在每个时间间隔内，衰变次数服从泊松分布。
因此，如果测量n个时间间隔，每个时间间隔的测量结果都可以采用泊松分布来描述。
这些结果的总和也是服从泊松分布的。
根据泊松分布的性质，其标准差为平均值的开方。
因此，盖革一米勒计数管的误差与时间间隔的开方成反比，即误差随时间间隔的增加而减小。
综上所述，盖革一米勒计数管的特性与放射性衰变的统计规律密切相关。
该仪器利用放射性元素的随机衰变来测量其活度，并根据泊松分布的特性来描述衰变次数的随机性和误差的大小。
盖革一米勒计数管的特性及放射性衰变的统计规律
1.计数管在什么情况下出现连续放电？ 出现连续放电时怎徉处理？ 如何延长计数管的使用寿命？当电场强度大到一定程度时，由于放大后的次级离子数足够多，电离电荷所产生的电场抵消一部分外加电场，即所谓空间电荷效应，这时气体放大系数不是恒定的，而与原电离有关。
区域Ⅴ为G-M 区，进入该区后，离子倍增更加猛烈，空间电荷效应越来越强，此时电离电流强度不再与原电离有关，反映在曲线上是α和β两根曲线重合，并且随电压的变化较小。
工作在该区的气体探测器是G-M 计数管。
当工作电压超过2V 继续升高时，计数率将急剧上升，这时计数管已进入“连续放电区”。
计数管经过一次连续放电，就会使猝熄气体大量分解。
使用时，要小心避免发生连续放电。
升高电压时，应该特别注意其计数情况，如发现计数率剧增，要立刻降低电压！计数管每计数一次，就有部分猝熄气体分子被分解(每次约1010个)，从而失去猝熄作用，所以G-M 计数管有一定的寿命。
在正常条件下，有机管约为891010次计数。
卤素气体分解后有可能重新复合，因此尽管含量少，但计数寿命可达9101010次计数。
G-M 计数管必须在一定温度范围内才能正常工作。
温度太低时，部分猝熄气体会凝聚，使猝熄作用减弱，坪长缩短直至完全丧失猝熄能力而连续放电。
一般有机管的工作温度约为0～40℃，卤素管约为-10～50℃。
2.G-M 计数管的计数与哪些因素有关？ 能否用它来测量能量和区分射线种类？与坪曲线、分辨时间、探测效率和寿命等因素有关。
在一定的外加电压下，不论射线在计数管内打出多少正负离子对，最后形成的正离子鞘总是一样的。
因此，G-M 计数管不能区分不同种类，不同能量的粒子，只要射入的粒子引起电离，就可以被记录。
3.分辨时间的存在对计数有什么影响？ 能否克服？ 如何用示波器来测量分辨时间？ 一般情况下，G-M 计数管的分辨时间在100μs ～400μs 之间。
由于分辨时间较长，故G-M 计数管不能进行快速计数。
物理实验报告（精选11篇）
物理实验报告物理实验报告（精选11篇）在现实生活中，越来越多人会去使用报告，写报告的时候要注意内容的完整。
你知道怎样写报告才能写的好吗？以下是小编整理的物理实验报告，仅供参考，大家一起来看看吧。
物理实验报告篇1实验课程名称：近代物理实验实验项目名称：盖革—米勒计数管的研究姓名：学号：一、实验目的1、了解盖革——弥勒计数管的结构、原理及特性。
2、测量盖革——弥勒计数管坪曲线，并正确选择其工作电压。
3、测量盖革——弥勒计数管的死时间、恢复时间和分辨时间。
二、使用仪器、材料G－M计数管（F5365计数管探头），前置放大器，自动定标器（FH46313Z智能定标），放射源2个。
三、实验原理盖革——弥勒计数管简称G－M计数管，是核辐射探测器的一种类型，它只能测定核辐射粒子的数目，而不能探测粒子的能量。
它具有价格低廉、设备简单、使用方便等优点，被广泛用于放射测量的工作中。
G－M计数有各种不同的结构，最常见的有钟罩形β计数管和圆柱形计数管两种，这两种计数管都是由圆柱状的阴极和装在轴线上的阳极丝密封在玻璃管内而构成的，玻璃管内充一定量的某种气体，例如，惰性气体氩、氖等，充气的气压比大气压低。
由于β射线容易被物质所吸收，所以β计数管在制造上安装了一层薄的云母做成的窗，以减少β射线通过时引起的吸收，而射线的贯穿能力强，可以不设此窗圆柱形G-M计数管计数管系统示意图在放射性强度不变的情况下，改变计数管电极上的电压，由定标器记录下的相应计数率（单位时间内的计数次数）可得如图所示的曲线，由于此曲线有一段比较平坦区域，因此把此曲线称为坪特性曲线，把这个平坦的部分（V1－V2）称为坪区；V0称为起始电压，V1称为阈电压，△V=V2-V1称为长度，在坪区内电压每升高1伏，计数率增加的百分数称为坪坡度。
G－M计数管的坪曲线由于正离子鞘的存在，因而减弱了阳极附近的电场，此时若再有粒子射入计数管，就不会引起计数管放电，定标器就没有计数，随着正离子鞘向阴极移动，阴极附近的电场就逐渐得到恢复，当正离子鞘到达计数管半径r0处时，阳极附近电场刚刚恢复到可以使进入计数管的粒子引起计数管放电，这段时间称为计数管的死时间，以td来表示；正离子鞘从r0到阴极的一段时间，我们称为恢复时间，以tr表示。
盖革米勒计数器的原理
盖革米勒计数器的原理
盖革米勒计数器（Gagern-Müller counter）是一种电子计数器，用于测量光脉冲的频率和计算时间间隔。
它是由德国物理学家Ernst von Gagern和Werner Müller于1938年发明的。
盖革米勒计数器的原理基于互补频率判据和几何序列频率判据。
假设光脉冲信号的周期为T，那么频率为f=1/T。
在计数器中，会将输入的信号分频为不同频率的几个信号。
每个分频信号都会经过一个门电路，用于判断光脉冲的到达。
当一个光脉冲到达时，门电路会打开一段时间，这段时间是分频信号的周期。
如果光脉冲的周期正好是这段时间的倍数，那么计数器会将计数值加1。
通过不同的分频，可以得到不同频
率的计数值。
盖革米勒计数器可以通过测量不同频率计数值的变化来推导出原始光脉冲的频率。
当光脉冲的周期与某个分频信号周期相等时，计数器会得到最大的计数值。
根据互补频率判据和几何序列频率判据，可以计算出光脉冲的准确频率。
总结来说，盖革米勒计数器通过分频和计数的方式测量光脉冲的频率，并通过计数值的变化推导出准确的频率。
它在时间间隔测量和频率测量方面有广泛的应用。
近代物理实验2-1盖革-米勒计数器及核衰变统计规律
盖革-米勒计数器及核衰变统计规律方啸（南开大学物理科学学院，天津 300071）【摘要】本文介绍了盖革-米勒计数器的基本结构、工作原理和性能，并给出了核衰变的理论统计规律。
之后作者通过设计实验和分析数据测量了盖革-米勒计数管的坪特性，并验证了核衰变的统计规律。
【关键字】盖革-米勒计数器计数管坪特性核衰变统计规律1.引言盖革-米勒计数器（G-M计数器）是一种气体电离探测器，由德国物理学家盖革（Hans Wilhelm Geiger,1882～1945）和米勒（E. Walther Muller，1905～1979）在1928年发明[1]。
G-M计数器与正比计数器类似，但所加的电压更高。
带电粒子射入气体，在离子增殖过程中，受激原子退激，发射紫外光子，这些光子射到阴极上产生光电子，光电子向阳极漂移，又引起离子增殖，于是在管中形成自激放电。
为了使之能够计数，计数器中充有有机气体或卤素蒸气，能吸收光子，起到猝灭作用。
盖革-米勒计数器优点是灵敏度高，脉冲幅度大，缺点是不能快速计数。
1908年，盖革按照卢瑟福（ E. Ernest Rutherford，1871～1937）的要求，设计制成了一台α粒子计数器。
卢瑟福和盖革利用这一计数器对α粒子进行了探测。
从1920年起，盖革和米勒对计数器作了许多改进，灵敏度得到很大提高，被称为盖革-米勒计数器，应用十分广泛。
本文第二个部分先介绍了G-M计数器的结构组成，阐述了其重要部件G-M 计数管的工作原理和性能。
第三部分给出了核衰变的理论统计规律，并对测量误差做出了理论估计。
第四部分是实验的具体设计。
第五部分对实验获得的数据进行分析处理。
实验成功测得了G-M计数管的坪特性，并验证了核衰变的统计规律。
2.G-M计数器图1 G-M计数器实验装置图G-M计数器由G-M计数管、高压电源和定标器三部分组成（如图1）。
G-M计数管按用途可分为γ计数管(常见圆管型）和β计数管(常见钟罩型)(如图2)。
近代物理实验-盖革米勒计数管的特性测量
近代物理实验——盖革-米勒计数管的特性测量一、实验简介盖革-米勒计数器是根据射线能使气体电离的性能制成的，是最常用的一种金属丝计数器。
两端用绝缘物质封闭的金属管内贮有低压气体，沿管的轴线装了金属丝，在金属丝和管壁之间用电池组产生一定的电压（比管内气体的击穿电压稍低），管内没有射线穿过时，气体不放电。
当某种射线的一个高速粒子进入管内时，能够使管内气体原子电离，释放出几个自由电子，并在电压的作用下飞向金属丝。
这些电子沿途又电离气体的其它原子，释放出更多的电子。
越来越多的电子再接连电离越来越多的气体原子，终于使管内气体成为导电体，在丝极与管壁之间产生迅速的气体放电现象。
从而有一个脉冲电流输入放大器，并有接于放大器输出端的计数器接受。
计数器自动地记录下每个粒子飞入管内时的放电，由此可检测出粒子的数目。
1937年盖革和物理学家席勒（Leo Szilard，1898-1964）用九个盖革-米勒计数器排成一个环形，测定了宇宙射线的角分布。
盖革-米勒计数器是核物理学和粒子物理学中不可缺少的探测器，至今仍然是实验室中敏锐的“眼睛”。
二、实验目的1.了解盖革米勒计数管的原理，结构及参数测量方法。
2.熟悉放射性测量误差的表示方法。
3.应用微机系统处理数据。
三、实验原理在GM计数管两极加几百伏电压，两极间形成柱对称电场。
当射线进入管内引起气体电离。
产生大量电子-正离子对。
在电场作用下，向两极运动。
电子在向阳极运动过程中，与气体碰撞，产生新的电子-离子对，使阳极附近产生爆炸性增殖，同时，受激分子退激发或粒子复合产生光子。
光子在阴极打出光电子。
光电子在电场作用下产生新的雪崩。
由于电子漂移速度快，电子被阳极收集，而正离子滞留在阳极附近，形成正离子鞘导致雪崩停止。
正离子鞘向阴极运动。
当电压较小时，场强不足以引起雪崩，不能触发定标器。
定标器开始计数对应起始电压，随电压升高，计数率退速增大。
从A B V V - 引起全管放电。
B A V V - 为坪长。
盖革弥勒计数器及核衰变的
为提高探测效率采取的措施。
实验原理和相关名词
使用G-M计数器测量时，两极间形成柱状轴对称电场。射线进 入，引起气体电离，所产生电子就向阳极移动，在阳极附近与 气体分子发生打出次级电子的碰撞，电子同样向阳极移动。引 起“雪崩”放电。将产生大量紫外光光子，引起全管放电。大 量电子移动到阳极被中和。大量正离子由于质量大，移动缓慢， 在阳极附近形成正离子鞘。
坪坡度
定义为电压升高1伏计数率的相对增加量。
死时间，恢复时间，分辨时间
随着正离子鞘向阴极移动，阳极附近电场逐渐回复，假定t时间 运动到某处，使得阳极附近电场恢复到能引起雪崩放电程度，t 就称为死时间。 正离子鞘从该处运动到阴极的时间称为恢复时间。 如果在时间t以后出现脉冲，开始能被定标器记录下来，称为分 辨时间。
盖革-弥勒计数器及核 衰变的统计规律
内容摘要
1. 仪器介绍 2.实验原理 3.相关名词 4.实验内容 5.注意事项
仪器介绍
盖革弥勒计数器（G-M计数器）是射线气体探测器中 应用最广泛的一种，主要测量ß射线 和 γ射线的强度。
由G-M计数管，高压电源，定标器三部分组成。
高压电源为计数管提供工作电压，计数管在射线作用 下产生脉冲，定标器则来记录计数管输出的脉冲数。
注意事项
1.放射性射线对人体有危害，开始前一定要阅读实验关于使用放 射性源的规定，严格遵守。
2.计数器是低气压玻璃器件，易碎，防止碰撞，使用时工作电压 选取适当，严防出现连续放电现象。
高压电源
R
G-M计数管
前置放大 器
C
定标器
G-M计数器可分为ß计数管和γ计数管。
阴 极
阳极
γ计数管 阳极
云母 片
玻璃壳
盖革米勒管原理
盖革米勒管原理
盖革米勒管（Geiger-Müller管）是一种用来探测放射线的装置，是一种闪烁计数器。
它由恩斯特·盖革和沃尔夫冈·丹尼尔·米勒于1928年发明。
盖革米勒管的原理是利用放射线与气体分子碰撞产生正离子和电子对，电场加速电子对中的电子，使其与气体分子再次碰撞，产生更多的电子对。
如此循环反复，形成一个电子的“雪崩效应”，最终导致一个电流脉冲，这个电流脉冲可以被测量和记录。
盖革米勒管的结构一般由一个中心阴极和一个环形阳极组成，两者之间有一个亲和气体充满，常用的亲和气体为氩气或氙气。
当放射线击中中心阴极时，产生的正离子和电子对经过上述的“雪崩效应”形成电流脉冲，这个电流脉冲可以被放大和记录，
从而测量放射线的强度和能量。
盖革米勒管具有高灵敏度和高响应速度的特点，可以探测到各种类型的放射线，包括α粒子、β粒子和γ射线。
它在核物理、放射医学以及核辐射监测等领域中得到了广泛的应用。
盖革-米勒计数管
盖革—米勒计数管的特性及放射性衰变的统计摘要：盖革—米勒计数管是核辐射气体探测器的一种，通常简称为G-M计数管，它是由盖革和米勒两位科学家发明的，由于它具有结构简单、使用方便、成本低廉、可以做成便携式仪器等特点，至今在放射性同位素应用和剂量监测工作中，仍是常用的探测元件。
关键词：盖革—米勒计数管原理坪曲线泊松分布1.实验目的(1)了解盖革-米勒计数管的工作原理及特点。
(2)学会测量盖革-米勒计数管的特性参数及确定其工作电压。
(3)学会验证和衰变的统计规律。
2.实验仪器实验装置图如图1所示，包括G-M计数管、计数管、计数管探头、自动定标器和β放射源。
计数管探头是一个前置放大器，用于将计数管产生的脉冲进行放大，自动定标器已集高、低压电源和定标器为一体，计数管所需高压便由自动定标器提供。
图1 实验装置图3.实验原理：3.1G-M管的结构和工作原理G-M管的结构类型很多，最常见的有圆柱型和钟罩型两种，他们都是由同轴圆柱形电极构成。
图2是其结构示意图，中心的金属丝为阳极，管内壁圆筒状的金属套（或一层金属粉末）为阴极，管内充有一定量的混合气体（通常为惰性气体及少量的猝灭气体），钟罩型的入射窗在管底部，一般用薄的云母片作成，圆柱型的入射窗就是玻璃管壁。
测量时，根据射线的性质和测量环境来确定选择哪种类型的管子对于α和β等穿透力弱的射线用薄窗的管子来探测；对于穿透力较强的γ射线，一般可用圆柱型计数管。
图2 G-M计数管G-M管工作时，阳极上的直流高压由高压电源供给，于是在计数管内形成一个柱状对称电场。
带电粒子进入计数管，与管内气体分子发生碰撞，使气体分子电离，即初电离（γ粒子不能直接使气体分子电离，但它在阴极上打出的光电子可使气体分子发生电离）。
初电离产生的电子在电场的加速下向阳极运动，同时获得能量。
当能量增加到一定值时，又可使气体分子电离产生新的离子对，这些新离子对中的电子又在电场中被加速再次发生电离碰撞而产生更多的离子对，由于阳极附近很小区域内电场最强，故此区间内发生电离碰撞几率最大，从而倍增出大量的电子和正离子，这个现象称为雪崩，雪崩产生的大量电子很快被阳极收集，而正离子由于质量大、运动速度慢，便在阳极周围形成一层“正离子鞘”，阳极附近的电场随着正离子鞘的形成而逐渐减弱，使雪崩放电停止。
盖革米勒管能量值
盖革米勒管能量值盖革米勒管（Geiger-Muller tube）是一种用于测量放射性射线的重要仪器。
它的原理是利用放射性射线与气体分子相互作用产生电离效应，进而测量射线的能量值。
本文将介绍盖革米勒管的工作原理、构造和应用领域，并探讨其在射线测量中的能量值测量的重要性。
一、盖革米勒管的工作原理盖革米勒管是由一个封闭的金属管和一个中心的阳极构成的。
管内充满了一个气体，通常是氩气和氮气的混合物。
当放射性射线通过管壁进入管内时，它会与气体分子发生碰撞，使分子电离产生正离子和电子。
这些电子由于被阳极吸引，会在盖革米勒管中形成一个电流脉冲。
脉冲的幅度与放射性射线的能量有关。
盖革米勒管中的电流放大器会将这个微弱的电流脉冲放大，并输出一个可测量的电压信号。
通过测量电压信号的幅度，我们可以间接地测量放射性射线的能量值。
二、盖革米勒管的构造盖革米勒管通常由一个金属外壳、一个绝缘材料支撑的阳极和一个环形的金属阴极组成。
金属外壳起到了屏蔽放射线的作用，它通常由铝或铅制成。
阳极通常是一个金属丝或薄片，支撑在绝缘材料上。
阴极是一个环形金属管，它与阳极之间形成一个放射性射线可以穿过的空间。
盖革米勒管的结构紧凑，可以方便地集成到各种射线测量设备中。
三、盖革米勒管的应用领域盖革米勒管广泛应用于放射性射线的测量和监测领域。
它可以测量各种类型的射线，包括阿尔法粒子、贝塔粒子和伽马射线等。
在核能工业中，盖革米勒管被用于测量核反应堆中的辐射水平，以确保工作人员的安全。
在医学领域，盖革米勒管被用于放射性治疗和诊断设备中，用于测量患者接受的射线剂量。
此外，盖革米勒管还广泛应用于环境监测、核事故应急响应和放射性物质的检测等领域。
四、盖革米勒管在能量值测量中的重要性盖革米勒管在射线测量中的能量值测量非常重要。
通过测量射线的能量，我们可以了解射线的性质和强度，并评估其对生物体的潜在危害。
不同能量的射线在物质中的传播方式和效应也有所不同，因此能量值的准确测量对于辐射防护和安全评估具有重要意义。
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东北师范大学远程与继续教育学院
（网络教育）
实验报告
学习中心：通榆县职业教育中心奥鹏学习中心专业名称：物理学
课程名称：近代物理实验*
学号：201106988253
姓名：李大新
2 0 1 4 年8 月17日
报告正文
阳极附近的电场随着正离子鞘的形成而逐渐减弱，
停止。
此后，正离子鞘在电场作用下慢慢移向阴极，由于途中电场越来越弱，只能与低电离电位的猝灭气体交换电荷，之后被中和，使正离子在阴极上打不出电子，从而避免了再次雪崩。
在雪崩过程中
受激原子的退激和正负离子的复合而发射的紫外光光子也被多原子的猝灭气体所吸收。
这样
是存在的。
若相继进入计数管的两个粒子的时间间隔小于分辨时间，第二个粒子就会漏记，实测计数率
需对测量结果作漏计数校正。
设n为单位时间内进入G-M管的平均粒子数
2
cm／g）。
整段曲线的描绘
中间段坪曲线的拟合结果说明：Linear model Poly1:
高斯分布实测图
Normal
Log likelihood: -15923.4
-Inf < y < Inf
25.1601
高斯分布理论图
1 0 3 3 1 0 1 3
2 2 1 1
3 2 2 3 2 1 3 3 3 1 1 0 3 0
4 2 1 2 1 3 1
5 1 1 0 3 1 2 4 2 0 1 1
泊松分布实测图
结果说明：Distribution: Poisson
Log likelihood: -1021.68
Domain: 0 <= y < Inf
Mean: 2.61779
Variance: 2.61779
泊松分布理论图。