7/17/2019 Trabajo con contador Geiger Muller

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Práctico Nº1:

Trabajo con contador Geiger Muller

Integrantes: Miguel Aqueveque, Matias Bahamonde, John Frei, Jessica Jara, Carolina Oyarzún, Iwen ulgar, !aniel "etamal, a#lo $iller%a,

Andrea &'(ez)

Resumen: *n este tra#a+o se realiz de -orma e./erimental la seleccin

de volta+e de o/eracin /timo /ara un contador 0eiger Muller, se

realiz la medicin del -ondo o #ac1ground del lugar de tra#a+o y

2nalmente se com/ro#aron la 3ey inverso al cuadrado de la distancia y

la 3ey de atenuacin e./onencial) $odo esto mediante el uso del

contador 0M, una -uente de Co45 y una serie de 2ltros detallados m's

adelante)

Abstract:  In this wor1 was e./erimentally /er-ormed the selection o- the o/timal voltage o/eration -or a 0eiger Muller detector, measuremento- #ac1ground in the wor1 /lace and 2nally was chec1ed the Inverse6quare 3aw and the 3aw o- attenuation) All this was /er-ormed using a0M counter, a source o- Co45 and a series o- 2lters detailed #elow)

1) Introducción

1a) !ontador Geiger Muller:7n contador 0M consiste#'sicamente en un cilindromet'lico herm8tico, cerrado enam#os e.tremos y lleno de ungas que se ioniza -'cilmente) *nuno de los e.tremos de estecilindro encontramos una9:entana9 que es un material

delgado, que /ermite la entradade /art%culas al-a) 7n ca#le see.tiende longitudinalmente /orel centro del cilindro, /or el cualcircula un volta+e) *ste alam#reactúa como 'nodo y el cilindroactúa como c'todo) *ste 'nodo yeste c'todo est'n conectados aun circuito el8ctrico que

mantiene la alta tensin entreellos) Cuando la radiacin entraen el contador 0M, esta ionizaalgunos de los 'tomos del gas)!e#ido al gran cam/o el8ctricocreado entre el 'nodo y elc'todo, los iones /ositivos yelectrones negativos sedes/lazan hacia el c'todo y el'nodo,res/ectivamente) Al hacer esto

ganan energ%a, colisionan con los'tomos y li#eran m's electrones,hasta que el /roceso se convierteen una avalancha que /roduceun /ulso de corriente detecta#le;avalancha $ownsend<) *l -actorde multi/licacin generalmenteva de =54 a =5>)

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Fig. N°1: Curva de Plateau.

3a 2gura número = re/resenta lacurva caracter%stica de uncontador 0M, al variar el/otencial a/licado entre c'todo y'nodo, de la cual se /uedeo#tener el volta+e /timo deo/eracin del equi/o)

1b) "e# del In$erso del

cuadrado de la distancia: 3o

que una ley del cuadrado inverso

dice es que a medida que se

du/lica la distancia entre una

-uente y el detector, la

intensidad detectada disminuye

en un -actor de cuatro) 3o quesigni2ca que si la -uente

radiactiva se ale+a del contador

0M una distancia ?d@, la

intensidad de la radiacin

disminuye /or un -actor de =d)

1c) "e# de Atenuación%&'onencial: Cuando un ti/o deradiacin determinado incide

so#re un material /arte de estainteraccionar' siendo a#sor#idao dis/ersada) "elacionamosintensidad de la radiacinincidente en un materiala#sor#ente con la intensidadsaliente des/u8s de que en dichomedio se /roduzca a#sorcin /ormedio de la siguiente ecuacin

!onde I e I5 es la intensidad de laradiacin transmitida e incidente,

. es el es/esor del atenuador y Des una constante llamadacoe2ciente de atenuacin lineal,que es caracter%stica del materialatenuante) Cuanto mayor es elvalor de D, la atenuacin que/roduce ese material es mayor)

() Material # Mtodos

Materiales:

E !etector de 0eigerE Mller)E Fuente radiactiva de

=GHCs)E 3'minas de Aluminio)

rocedimiento

(a) *eterminación del$oltaje de o'eración

E Colocar la muestra de =GHCsen el detector)

E 6eleccionar el tiem/o demedida en G5 segundos)

E Medir las cuentas /aravalores de volta+e queoscilen entre H55 y ==>5,elevando en cada medicinla di-erencia de /otencialen 5E 45 :olt)

E "ealizar /ara cada volta+eG mediciones y o#tener el/romedio de 8stas)

E "e/resentar gr'2camentela curva de /lateau)

*l número de eventos detectadosen G5 segundos a determinadadi-erencia de /otencial seencuentra en la ta#la =

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Tabla N°1: Número de cuentasen 30 segundos ha determinadovoltaje.

3os datos de la ta#la = sere/resentan en la Figura )

Figura N°2: Gráfco número decuentas/ 30 segundos v/s voltajeaplicado.

(b) Medición bac+ground

E "ealizar medicin de

radiacin de -ondo en el

volta+e de o/eracin o#tenido

de la actividad )a)E 6eleccionar el tiem/o de

medida en G5 segundos)E "ealizar G mediciones y

o#tener el /romedio de8stas

3uego de realizar la medicin seo#tuvo como /romedio 5,4Cuentas)

*ste valor ha de ser sustra%do alas cuentas -uturas /ara o#tener

la

cantidad real de cuentas dealguna /osi#le -uente)

(c) "e# cuadrado dedistancia

E Colocar la muestra de =GHCsen el detector)

E 6eleccionar el tiem/o de

medida en G5 segundos)E "ealizar mediciones en el

volta+e de o/eracin o#tenido

de /unto )a)E "ealizar G mediciones en

cada ranura del detector yo#tener el /romedio de8stas)

3os resultados o#tenidos se

muestran en la ta#la G

Ranura !uentas !m

1 =KGG

( =H G

, >GK L

- 4G

. LK= 4

/ G>> H

0 GH >

oltaje !uentas

H55 =5>

H45 ==L5

>55 ==>

>5 ==HG

>L5 ==K>45 =G

>>5 =G5

K55 =4=

K5 =L

KL5 =4H

K45 =HL

K>5 =K

=555 =H

=545 =G4K

==5 =LKK==>5 =K4H

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2 4G K

3 G5 =5

14 55 ==

Tabla N°3:  Cuentas en 30

segundos aumentando la distancia.

Figura N°3: Gráfco número decuentas/ 30 segundos v/sdistancia (cm.

(d) !om'robar le#atenuación e&'onencial

E Colocar la muestra de =GHCsen el detector)

E 6eleccionar el tiem/o demedida en G5 segundos)

E "ealizar mediciones en el

volta+e de o/eracin

o#tenido de la actividad )a)E "ealizar G mediciones con

cada /laca de Aluminio dedi-erente es/esor yo#tener el /romedio de8stas)

E $a#ular datos y gra2car)Placa !uentas %s'esor 5cm)

6 G4 5,55

7 H4 5,54G

 8 4> 5,=5=4

M G 5,5G

Tabla N°4: Número de cuentascon atenuaci!n de láminas de "luminio.

,) Resultados

(a) *n la 2gura se o#servauna regin de meseta quecorres/onde a la zona de /lateauo#tenida al elevar la di-erenciade /otencial a/licada al detector,esta res/uesta se e./lica /orquese genera la ionizacin total delgas del contador, a su vez ocurreun e-ecto de carga es/acial quedomina -rente a la tensine.terna suministrada, de#ido a

que la masa de los iones/ositivos es mucho mayor que lade los electrones, des/laz'ndose8stos a menor velocidad)

*s as% como al o#servar la zonade /lateau se /uede o#servarque el número de cuentas esm'.imo y se mantienerelativamente constante, encierto intervalo de volta+e)

Ca#e destacar que la zona de/lateau tam#i8n sirve /araconocer la calidad y la vida útildel contador, siendo estos dosmayores cuanto m's am/liaresulte la regin de /lateau ycuanto menor sea su /endiente)

(b) Como se /uede o#servar, laradiacin se encuentra /resenteen todo lugar, #om#ardeandoconstantemente los o#+etos y el/ro/io cuer/o humano) or lotanto, es im/ortante conocer elvalor de la radiacin de -ondoe.istente en el la#oratorio /arano crear -alsas mediciones en lose./erimentos y evitar aumentarla calidad de las mediciones)

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(c) *n la ta#la G sedemuestra la ley al cuadrado dela distancia según la cual laintensidad de la radiacindisminuye en un -actor de =d

cuando la -uente radioactiva seale+a del contador a unadistancia ?d@ del mismo) 3a2gura G viene a corro#oraresta in-ormacin, ya que quedademostrada la disminucine./onencial del número decuentas al aumentar la distanciaentre la -uente y el detector en =cm)

(d) 3a ta#la L entrega lain-ormacin corres/ondiente aluso de /lacas de aluminio condi-erentes es/esores y /or tantocon un N caracter%stico cada una)ara realizar esta actividad seutiliz el volta+e de o/eracinidneo o#tenido /reviamente yse logr demostrar unaconcordancia entre la teor%a y losdatos o#tenidos, los cuales

demuestran que al aumentar eles/esor de las /lacas dealuminio disminuyo el número decuentas en -orma /ro/orcional aestos es/esores)

-) !onclusiones

6e logr corro#orar la teor%a conla /r'ctica en todos los /untos

analizados en las actividadesanteriores) *stos incluyen ladeterminacin del volta+e deo/eracin, la medicin del#ac1ground, la ley del cuadrado

de la distancia y la ley deatenuacin e./onencial)

Ca#e destacar que el número decuentas realizadas en cada unode los e./erimentos, en con+untocon la realizacin de ta#las ygr'2cos /ermiten un me+orentendimiento de los resultadoso#tenidos y dan una mayorcredi#ilidad al res/ecto)

-) Re9erencias

htt/saluti/)#logs/ot)com5=5LcomoE-uncionaEelEcontadorEgeiger)html

htt/mural)uv)es-erhueLo-n/la#-n//=)/d- 

"adiactividad ?O/eracin $u#o

de 0eigerE Mller@) !e/to) !e-%sica) Facultad de Ciencia)7niversidad de 6antiago deChile) :isto online ;G=de Marzode 5=<) !is/oni#leenhtt/le-mves/ertino)usach)clla#oratorioP5IIP55=e./K)/d-