نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده فیزیک، دانشگاه دامغان، دامغان

چکیده

این مقاله اثر پارامترهای عملیاتی از قبیل درجه حرارت محیط و ولتاژ اعمالی بر زمان مرگ یک شمارنده گایگر-مولر از نوع دیواره نازک با استفاده از مدل وقفه ­پذیر و روش دو- چشمه استاندارد بررسی شده است. مطالعات تجربی با استفاده از چشمه­ های Cs137 و 90Sr در ولتاژهای بین ولت600 تا 800 ولت و در بازه ی دمایی 27- تا 70 درجه سانتی­گراد انجام شده است.نتایج  بررسی­ها برای ولتاژ اعمالی نشان می دهند که رفتار زمان مرگ برحسب ولتاژ را می توان در سه ناحیه مجزا دسته بندی کرد. در ناحیهI (ولتاژهای ولتاژهای پایین) زمان مرگ با افزایش ولتاژ کاهش می یابد، در ناحیه II (ولتاژهای نزدیک به ولتاژ کارشمارنده)، زمان مرگ تقریبا ثابت است. در ناحیهIII ) ولتاژهای بالاتر از 740 ولت) با افزایش ولتاژ، زمان مرگ بطور کند و خطی افزایش می­یابد. تغییرات زمان مرگ  برحسب ولتاژ  در ناحیهI  بیشتر از ناحیه​​ III است. ناحیهII با حداقل زمان مرگ و کمترین تغییرات نسبت به ولتاژ اعمالی بهترین منطقه عملیاتی است. مطالعات نشان می­دهند میزان تغییرات زمان مرگ و میزان گستردگی فلات زمان مرگ ( ناحیه II) برای چشمه 137Cs و چشمه 90Sr متفاوت است. زمان مرگ با استفاده از چشمه  137Csبین 58 تا 78 میکرو ثانیه و با استفاده از چشمه 90Sr  بین 79 تا 130 میکرو ثانیه بدست آمد. بطور کلی برای هریک از نواحی I، II و III تغییرات زمان مرگ برحسب ولتاژ برای چشمه90Sr نسبت چشمه   137Cs کمتر است. نتایج تجربی همچنین نشان می­دهند که زمان مرگ با افزایش دما، افزایش می یابد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The effect of operating parameters on the dead time of Geiger-Muller counter using non-paralyzing model by two-source method

نویسندگان [English]

  • N Rahimi
  • M Tajik

School of Physics, Damghan University, Damghan, Iran

چکیده [English]

This paper has investigated the effect of operating parameters such as ambient temperature and applied voltage on the dead time of a thin-walled Geiger-Muller (GM) counter using non-paralyzing model and two-source method. Experimental studies have been conducted using 137Cs and 90Sr sources at voltages ranging from 600 to 800 V and in the temperature range of -27-70 0C. The results of the investigations for applied voltage indicate that the dead time behavior in terms of voltage can be classified into three distinct regions. In region I (low voltages), the dead time decreases with increasing voltage, in region II (voltage close to the operating voltage), the dead time is almost constant. The dead time in region III (voltages above 740V) increases slowly and linearly with increasing voltage. The variation in the dead time in the region I is greater than region III. Region II with the minimum dead time and minimum variation of the operating voltage is the best operating region. Studies show that the variation of dead time and the range of the dead time plateau (District II) for 137Cs and 90Sr sources is different. The dead time was using 137Cs source was obtained between 58 and 78 ms and using 90Sr source between 79 and 130 ms. In general, the variations of dead time versus voltage for each of Regions I, II and III for 90Sr source are lower than 137Cs source. Experimental results also show that the dead time increases with increasing temperature.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Geiger-Muller counter
  • deadtime
  • temperature dependence
  • applied voltage

  1. G F Knoll, “Radiation Detection and Measurements”, Fourth Edition, John Wiley and Sons, USA (2010).
  2. H G Stever, Phys. Rev. 6 (1942) 52.
  3. J W Muller, Nucl. Instrum. Methods 112 (1973) 47.
  4. W Feller, “On Probability Problems in the Theory of Counters”. In: R. Courant Anniversary Volume. Studies and Essays. Interscience, New York (1948) 105.
  5. A Patil, Missouri University of Science & Technology, Rolla, PhD Thesis(2010).
  6. S H Lee, R P Gardner, Appl. Radiat. Isotopes 53 (2000) 731.
  7. A Patil, S Usman, Nucl. Technol. 165 (2009) 249.
  8. A Peeva, D Guleva, Nucl. Instrum. Methods 44 (1966) 314.
  9. S P Puri, Ind. J. Phys. 22 (1956) 214.

10. T Akyurek, M Yousaf, X Liu, S Usman, Radiation Meaosurements73 (2015) 26.

11. S J Thomson and J L Wishlade, J. Sci. Instrum. 39 (1962) 570.

12. LND Inc. Oceanside, New York, USA http://www.lndinc.com/products/category/ (accessed 18.12.14).

تحت نظارت وف ایرانی