Ponuka programu k úlohe 3 (slúžiaceho na kontrolu parametrov aparatúry RFT 20046) umožňuje si overiť ako závisí činnosť detektora od voľby pracovného napätia alebo od veľkosti zosilnenia aparatúry a tiež si experimentálne overiť štatistiku registrácie udalostí pri rádioaktívnom rozpade. Táto ponuka je súčasťou programu k obsluhe jednokanálového analyzátoru (úloha 15) a slúži predovšetkým pre úvodné oboznámenie sa z vlastnosťami zariadenia, ktoré sa používa v praktiku na detekciu ionizujúceho žiarenia. Ponuka má voľby:
 

1.-	Meranie závislosti N = f (Uvn).
2.-	Overenie závislosti T0 = f (Uvn).
3.-	Overenie závislosti T0 = f (Zos).
4.-	Overenie štatistiky registrácie.
5.-	Tlač výsledkov.
6.-	Help.
7.-	Koniec programu.

Od ponúk z ostatných programov sú odlišné len prvé štyri možnosti voľby tejto programovej ponuky, ktoré sú v ďalšom texte podrobnejšie komentované)

Súprava na meranie ionizujúceho žiarenia Roboton RFT 20046 je uspôsobená pre použitie s rôznymi detektormi. Pretože amplitúda impulzov z výstupu detektorov má rôznu veľkosť, je úlohou zosilňovača zosilniť registrované spektrum impulzov tak, aby ju mohol analyzátor (prevodník amplitúda / číslo - ADC) čo najpresnejšie odmerať. Rozsah vhodných amplitúd pre vstup do analyzátora je 0 - 5 V. Napríklad pre polovodičový detektor bude treba zvoliť väčšie zosilnenie ako pre scintilačný detektor, nakoľko množstvo náboja vytvorené interakciou ionizujúcej častice s aktívnym objemom detektora, ktoré určuje amplitúdu výstupného impulzu z detektora je menšie v prípade polovodičového detektora ako pri scintilačnom detektore.

Amplitúda impulzu na vstupe analyzátora okrem zosilňovača tiež závisí od veľkosti pracovného napätia detektora. Výrobca obvykle udáva doporučené optimálne pracovné napätie pre vybranú oblasť energii žiaričov. Často, napríklad po oprave detektora je nutné si skontrolovať funkciu detektora pri rôznych napätiach, s cieľom priblížiť sa predošlým parametrom pred opravou. Inokedy, napríklad pri Geigerovom - Müllerovom detektore je doporučené len maximálne dovolené napätie a pracovné napätie sa stanovuje na základe odmerania napäťovej charakteristiky detektora v oblasti tzv. plateau (plošiny) charakteristiky. Iným doplnkovým kritériom správnej voľby pracovného napätia je spektrum amplitúd impulzov odmeraných bez prítomnosti žiariča tzv. pozadie. Pozadie ohraničuje oblasť minimálnej odmerateľnej amplitúdy impulzov spektra.
 

Zaujímavou vlastnosťou aparatúry Roboton RFT 20046 je, že podľa nastavenia prepínača 10 v polohe:

• DIS umožňuje merať integrálne spektrum ;
• 0,5% (resp. aj 1% - 50%) umožňuje merať deferenciálne spektrum.

 

1.	Meranie závislosti N = f (Uvn).

Táto ponuka umožňuje odmerať napäťovú charakteristiku detektora, napríklad G - M trubice, t.j. závislosť početnosti n=f(U_vn) od pracovného napätia U_vn. Meranie predpokladá nastavenie integrálneho režimu (prepínača 10 ) v polohe: DIS) na súprave Roboton RFT 20046. Voľba číslo 1 je v skutočnosti len pomôckou k vykresleniu grafu napäťovej charakteristiky, lebo napätie U_vn sa ovláda ručne a pre správne odmeranie a nakreslenie charakteristiky treba po zmene napätia údaj o U_vn aj vložiť do programu počítača!
 
 

Obr.3-4. Napäťová charakteristika Geigerovho - Müllerovho detektora ako jedna z možných aplikácii ponuky N = f (Uvn).

 

ď

[Návrat]

 

2.	Overenie závislosti  T00= f(Uvn).

U spektrometických detektorov (u ktorých je amplitúda impulzu úmerná energii žiarenia odovzdaného v citlivom objeme detektora) na charakterizovanie správnej voľby možno použiť závislosť strednej hodnoty amplitúdy piku T₀ vhodného žiariča od pracovného napätia tak, aby potom požadovaný pík padol do želaného kanála. Pri tomto meraní treba, aby diskriminátor súpravy Roboton RFT 20046 pracoval v diferencialnom režime (s minimálnou šírkou okna 25 mV).

Po odmeraní a ofitovaní piku odmeraného pri rôznych napätiach U_vn zobrazí program závislosť T₀ = f (U_vn), na základe ktorej možno eventuálne skorigovať pracovné napätie U_vn tak, aby sa želaný pík dostal do určitého kanála.
 

Obr.3-5. Príklad nameranej závislosti polohy stredu píku T0 od napätia na detektore Uvn.

ď

[Návrat]

 
 

3.	Overenie závislosti T0 = f(Zos).

Táto ponuka slúži na overenie správnosti voľby zosilnenia súpravy pri danom pracovnom napätí. Pri tomto meraní treba, aby diskriminátor súpravy Roboton RFT 20046 pracoval v diferencialnom režime (s minimálnou šírkou okna 25mV). Po odmeraní a ofitovaní piku odmeraného pri rôznych zosilneniach zobrazí program závislosť T₀ = f (Zos), na základe ktorej možno poprídade nastaviť vhodné zosilnenie Zos.
 
 

Obr.3-6. Príklad nameranej závislosti polohy stredu píku T0 od zosilnenia na súprave - zos.

 

4.	Overenie štatistiky registrácie.

Pravdepodobnosť rozpadov rádioaktívnych jadier je charakterizovaná Poissonovou rozdeľovacou funkciou, v ktorej stredná kvadratická odchylka s (pre danú aplikáciu) je odmocninou strednej hodnoty výskytu registrovaných udalostí T₀. Pre Poissonovo rozdelenie (obr. 3-3) so strednou hodnotou T₀ väčšou ako 10 - 15 možno aproximovať toto rozdelenie s dostatočnou presnosťou normálnym (Gaussovým) rozdelením, s ktorým sa jednoduchšie počíta.
 

Obr.3-7. Príklad Gaussovho rozdelenia, charakterizujúceho rozloženie frekventovanosti výskytu meraných udalostí v okolí určitej strednej hodnoty. Iný príklad pozri tiež rozlišovacia schopnosť detektora.

Pomocou tejto voľby (pri vhodne zvolenom napätí na detektore U_vn, vhodne nastavenej diskriminačnej hladine U_dd - v integrálnom resp. aj v diferencialnom režime) a vhodnom trvaní merania (tak aby počet registrovaných impulzov 15<N<200) možno overiť štatistický charakter jadrovo-fyzikálnych procesov v detektore.

Po nazhromaždení predvolených 100 meraní program zobrazí závislosť počtu výskytov registrovaných údajov, ako aj krivku rozdelenia, ktoré zobrazené hodnoty aproximuje. Za povšimnutie stojí, že plocha pod krivkou rozdelenia zodpovedá počtu meraní (t.j. napríklad 100 pri jednorázovom meraní, ktoré nebolo prerušené pomocou klávesu ESC). Stred rozdelenia T₀ predstavuje strednú hodnotu, ktorá sa v procese merania najčastejšie vyskytuje. Je to hodnota, ktorú možno určiť aj ako strednú hodnotu z dlhodobejšieho merania (napríklad za čas 10 minút, po prepočítaní na rovnakú jednotku času, aká bola použitá pri meraní histogramu ).

Na záver merania vytlačí počítač 100 posledne odmeraných hodnôt N, aby ste mohli vlastnoručne si overiť a nakresliť Gaussovo rozdelenie:
 

yG(x) = y(T0)*exp [-(x-T0) 2)/(2*s2),

v ktorom po zaregistrovaní N udalostí je:
 

s -	Stredná kvadratická odchýlka  s = ( T0 ) 0.5
P -	Plocha pod píkom P=N=Syi, ( yi je počet výskytov hodnoty xi)
T0 -	Stredná hodnota počtu výskytov T0 =S (xiyi/yi)
y (T0) -	Hodnota y (T0) = P/(2pT0) 0.5

Zhoda nameraných údajov s aproximovaným rozdelením bude tým lepšia, čím bude väčší počet zaregistrovaných udalostí. Preto doporučujeme zopakovať meranie niekoľkokrát napríklad 400, 800, 1600 krát a pozorovať ako sa mení histogram.

Obr.3-8. Príklad nameraného rozdelenia registrovaných udalostí. (histogram Gaussovho rozdelenia so stredom píku 42,5 +- 6,5 a plochou pod píkom 300+-17). Uvedené dáta predstavujú náhodnú vzorku 100 z posledne odmeraných 300 hodnôt, ktoré slúžia na kontrolu.

[Návrat]