BADANIE STATYSTYCZNEJ CZYSTOŚCI POMIARÓW

Transkrypt

1 INSTYTUT FIZYKI WYDZIAŁ INŻYNIERII RODUKCJI I TECHNOLOGII MATERIAŁÓW OLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA RACOWNIA DETEKCJI ROMIENIOWANIA JĄDROWEGO Ć W I C Z E N I E N R J-6 BADANIE STATYSTYCZNEJ CZYSTOŚCI OMIARÓW

2 I Zagadieia do opracowaia 1 Fukcja rozkładu zieej losowej ze szczególy uwzględieie rozkładów Gaussa i oissoa araetry rozkładu Dystrybuata rozkładu 2 Miary statystyczego rozrzutu poiarów, odchyleie stadardowe, odchyleie przecięte i prawdopodobe Miary rozrzutu poiarów a rozkład Gaussa 3 Dystrybuata zoralizowaego rozkładu Gaussa Liearyzacja dystrybuaty apier Beckela 4 Wpływ błędów systeatyczych (aparaturowych) a rozkład ilości zliczeń podczas detekcji proieiowaia radioaktywego ojęcie statystyczej,,czystości poiarów 5 Sposoby ocey stopia statystyczej,,czystości poiarów, ze szczególy uwzględieie etody,,graficzej z wykorzystaie papieru Beckela II Zestaw poiarowy HV ROBE SCALER /TIMER T-72 D Z ZWN-2,5 E E- źródło proieiowaia γ (izotop kobaltu 60 C); D- detektor (liczik Geigera-Müllera) Z- zasilacz wysokiego apięcia 2,5 kv typ ZWN-2,5 - przeliczik typ T-72 (Uwaga: Sybol HV to skrót agielskiego,,high voltage =wysokie apięcie, HV iputs=giazdo wejściowe wysokiego apięcia ROBE =giazdo podłączeia kabla kocetryczego doprowadzającego apięcie U do elektrod liczika GM i przeoszącego ipulsy apięciowe z liczika do przeliczika) III rzebieg poiarów III1 Czyości wstępe 1 Sprawdzić, czy przełączik,,olaryzacja a płycie czołowej zasilacza ZWN 2,5 zajduje się w pozycji 0, a pokrętła apięcia ( Napięcie (V) ) w lewych skrajych położeiach

3 2 Załączyć zasilacz wysokiego apięcia i odczekać do chwili załączeia układu geeracji wysokiego apięcia (do chwili zapaleia się lapki kotrolej a płycie czołowej zasilacza) 3 Załączyć przeliczik (Scaler/Tier T-72) przez wciśięcie czerwoego klawisza (przycisku) power 4 Ustawić zalecaą w istrukcji wykoawczej wartość apięcia pracy liczika U przy poocy odpowiedich pokręteł uieszczoych a płycie czołowej zasilacza ZWN 2,5 Aktualie zalecaa wartość U=500V 5 rzełączyć przełączik,,polaryzacja a płycie czołowej zasilacza ZWN 2,5 z pozycji,,0 w pozycję,,+ 6 Ustalić odpowiedie paraetry przeliczika (T-72) 61 Ustalić czas zliczaia ipulsów a t=40s W ty celu a płycie czołowej przeliczika T-72 spośród rzędu klawiszy,,ode (typ pracy) ależy wcisąć klawisz,,preset tie, a astępie klawisze,,4x i,,10s 62 Ustalić apięcie progu dyskryiatora (to jest wartość iialą apięcia jaką powiy posiadać ipulsy przychodzące z liczika, aby ogły zostać zarejestrowae w układzie )jako rówe 0,1V pokrętło (potecjoetr),,threshold ustawić w pozycji 0,1 7 Odczekać 5 iut III2 oiary: 1 Uruchoić poiar przez wciśięcie a płycie przeliczika klawisza,,start Gdy przeliczik przestaie zliczać, spisać zliczeie, wcisąć klawisz,,reset, a astępie poowić poiar przez wciśięcie klawisza,,start 2 rzeprowadzay =100 poiarów ilości zliczeń dla tego saego czasu t=40s i tego saego apięcia pracy U 3Wyiki wpisujey do Tabeli I III3 Opracowaie wyików poiarów: 1Z otrzyaych wyików obliczay średią arytetyczą: 1 2 i 1 i oraz średie,,statystycze odchyleie stadardowe σ st = 2 Uzyskae wyiki dzieliy a 10 klas W ty celu : 21 Szukay ajiejszej i i ajwiększej ax wartości zliczeń Różicę R= ax i (tzw rozstęp wyików serii) dzieliy przez ilość klas, to zaczy przez 10 W efekcie otrzyujey szerokość zakresu pojedyczej klasy Δ k D = k ax - 10 Zakres klasy pierwszej (p=1) wyosi i do g1 = i +Δ k, zakres klasy drugiej (p=2) od g1 do g2 = g1 +Δ k, itd i

4 22 Obliczay,ile pojedyczych wyików p ieści się w zakresie daej klasy; a astępie częstotliwość występowaia klasy: C p = C p = C C p = p = Zestawieie wartości częstości występowaia poszczególych klas zaieszczay w Tabeli II sporządzoej według załączoego wzoru(koluy 1 do 4) 3 Na papierze ilietrowy sporządzay histogra doświadczaly serii, to zaczy,,słupkowy wykres częstości występowaia klas C ;zazaczając wartości graic poszczególych klas(prostokątych słupków) a osi odciętych 4 rzeprowadzay test,,statystyczej czystości poiarów W ty celu : 41 Obliczay suę częstości klas Sua częstości klas dla klasy p powstaje z dodaia wszystkich częstości poprzedich klas i klasy p ĺ Cp = C1 + C2 + C (sua częstości dla ostatiej 10-tej klasy z defiicji wyosi 1=100%) Obliczoe wartości suy częstości klas wpisujey do piątej koluy Tabeli II 42 Na osi odciętych papieru Beckela aosiy wartości zliczeń rówe góry graico kolejych klas gp odziałkę tej osi dobieray tak, aby: -wartość zajdowała się iej więcej w środku, ĺ -wykres C = f ( ) gp C (%) C 100% był ożliwie ajbardziej rozciągięty, -ożliwe było zazaczeie wartości - 2 i Naosiy a tle siatki Beckela pukty, których odcięte są rówe wartościo górych graic klas gp, a rzęde odpowiedi suo częstości klas C Wykreślay prostą aproksyującą te 10 puktów W te sposób otrzyujey prostą,,doświadczalą (eksperyetalą) 44 Sporządzay wykres prostej,,teoretyczej W ty celu zazaczay pukt A o odciętej rówej wartości średiej obliczoej w p 1 i rzędej, ΣC =50%, który staowi środek tej prostej, a

5 astępie dwa dalsze pukty B i C o odciętych i rzędych odpowiedio rówych ( - 2, ĺ C = 2,3% ) oraz ( + 2, C = 97,7% poszukiwaą prostą,,teoretyczą ĺ )o połączeiu tych puktów otrzyujey 45 Odczytujey z wykresu odchyleia (różice) d 1 i d 2 otrzyaej prostej doświadczalej od teoretyczej w puktach odpowiadającychĺ C = 2,3% oraz ĺ C = 97,7% czyli w puktach B i C prostej teoretyczej Obliczay wartości względe odczytaych odchyleń: d = 1 d(2,3%) d1 ş oraz d = 2 d(97,7%) d2 ş Jeżeli okaże się, że obliczoe wartości δ 1 i δ 2 ie przekraczają wartości 1 1 d = = = 0,07 = 7% 2( -1) 2(100-1) to będzie to ozaczało, iż poiary zostały wykoae ze,,statystyczą czystością, i co za ty idzie, błędy aparaturowe będzie oża uzać za poijalie ałe Niespełieie tego waruku będzie świadczyć o występowaiu poważych błędów aparaturowych III4 Tabele Tabela I Napięcie pracy liczika 500V Czas poiaru t=40s poiaru i Ilość zliczeń [ip] klasy p poiaru i Ilość zliczeń [ip] klasy p poiaru i Ilość zliczeń [ip] = - 2 = + 2 = i = ax = ax - i D k = = 10 klasy p

6 Tabela II Zakres klasy Ilość wyików Częstość Sua częstości klasy graica dola graica góra w klasie występowaia występowaia 1 p d [ip] g [ip] p [ip] Klasy C [%] klas C p [%] d(2,3%) d 1 = [ip] d(97,7%) d 2 = [ip] d 1 100% % 2 δ 1 d 2 δ 2 100% % 2 III5 Wioski IVLiteratura 1 Araiowicz J, Małuszyńska K, rzytuła M; Laboratoriu fizyki jądrowej; WN, Warszawa Bobrowski D; robabilistyka w zastosowaiach techiczych ; WNT,Warszawa Eadie WT, Drijard D, Jaes FE, Ross M, Sadoulet B; Metody statystycze w fizyce, doświadczalej ; WN,Warszawa Goldański WI, Kuceko AW, odgorecki MI; Statystyka poiarów przy rejestracji proieiowaia jądrowego ; WN, Warszawa Herforth L, Koch H; Radiophysikalisches Ud radiocheisches Grudpraktiku; VEB Deutscher Verlag der Wisseschafte,Berli Hudso DJ, Statistika dla fizikov ; (tłu z ag), Mir Moskwa Massalski JM; Detekcja proieiowaia jądrowego; WN, Warszawa ustowałow GE ; Fizyka atoowa i jądrowa; WN, Warszawa Respodowski R, Laboratoriu z fizyki; (skrypt), Wyd olitechiki Śląskiej, Gliwice Squires GL; raktycza fizyka; WN, Warszawa Strzałkowski SA, Śliżyński A ; Mateatycze etody opracowaia wyików poiarów; WN, Warszawa Szydłowski H ; Teoria poiarów ; WN, Warszawa 1986

7 Załączik a rzykład ocey stopia statystyczej czystości poiarów

8