ガイガーミュラーカウンター

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資料紹介

1　目的
　ガイガーミュラーカウンター計数管を用いて金属板の吸収係数を求めること。
2　理論
　No個の電子(β線)が、厚さdmの金属
板を通過する数Nmを求める。
　右図のように電子は金属板に向かって
進んだとする。金属板の表面からの距離z
厚さdzの層で吸収される電子の数
N(z)－N(z+dz)はN(z)dzに比例するから
両辺を積分すると
Nmを求める。
ここでμmを吸収係数という。
3　使用器具
　β線源
　ガイガーミュラーカウンター
　測定台
　アルミ板
　マイクロメータ
4　実験方法
ガイガーミュラーカウンターの電源を入れ,電圧を440.0[V] にセットする. スタートボタンを押すと,部屋に自然に発生しているβ線を1 分間カウントしはじめる測定終
わったらその値を自然計数n0 として記録する.,同様な測定を合計10回行ってn0 の平均値を求める. β線源を測定台にセットし,測定台の試料をセットする棚を30ｍｍとする.スタートボタンを押し, β線源から発生しているβ線の1分あたりのカウント数の測定を行う.その値をNm ’とする.この値から自然放射能の測定値の平均値を引いた値を, 自然計数補正をしたβ線のカウント数Nm とする.棚の位置を30ｍｍから40,60,80,90,100,120,150 ｍｍと変化させ, その都度Nm ’を測定する.これらのデータを用いて, 横軸に空気の厚さ[ｃｍ],縦軸をNm[cpm] としたグラフと,横軸に空気の厚さの２乗の逆数[ｃｍ-２],縦軸をNm[cpm] としたグラフを普通方眼紙に作図する.
棚の位置を60ｍｍにセットし, アルミ板を番号順にβ線源の上に重ねていき, その際のβ線のカウント数Nm ‘[cpm]を各10 回測定する.この値からn0 の平均値を引いた値をNm として表に記入する.なお,この実験のN0 は,アルミ板を乗せない時のNm の値とする．マイクロメータを用いてNo. ５のアルミ板の,中心付近の厚みを10 回測定するこのアルミ板の厚さの平均値をそれぞれのアルミ板の厚さとし,重ねた枚数分だけこの値を足し合わせ,アルミの厚さとする. これらのデータを用いて,縦軸にNm [cpｍ],横軸にアルミニウムの厚さ[cm]をとったグラフを普通方眼紙に作図する.さらに
縦軸にNm [cpｍ],横軸をdm（アルミニウム密度[mg/cm2]にアルミの厚さ[cm]をかけた値）としたグラフを方対数用紙に作図する. 各測定値から吸収係数μm を
求める.
5　実験結果
　自然係数の計測結果をとその平均値を表5.1に示す。
　　　　　表5.1　自然係数の計測結果をとその平均値
回数 n0 1 15 2 19 3 9 4 12 5 11 6 16 7 11 8 15 9 13 10 15 平均値 13.6
　次に棚の位置とβ線の計測値との関係を表5.2に示す。
　　　　　　表5.2　棚の位置とβ線の計測値
棚の位置 Nm' Nm 30 17160 17146.4 40 9408 9394.4 60 3751 3737.4 80 1913 1899.4 90 1586 1572.4 100 1257 1243.4 120 876 862.4 150 630 616.4
さらに棚の位置とβ線の計測値との関係をグラフ化したものを図5.1に、また棚の位置の2乗の逆数とβ線の計測値との関係をグラフ化したものを図5.2に示す。
次にアルミニウム板を乗せたときのβ線の計測結果を表5.3に示す。
　　　　　　表5.