Das β-Spektrometer — Messung der kontinuierlichen ...

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2 Physikalische GrundlagenAbb. 2.14.: Charakteristik eines Geiger-Müller-Zählrohrs [23].um einen Stromimpuls abzugeben. Nach einem raschen Anstieg folgt der sog. Plateau-Bereich, für den die Rate weitgehend unabhängig von der eingestellten Hochspannungist. Um den Einfluss von Spannungsschwankungen auf das Zählergebnis zu unterbinden,wählt man den Arbeitspunkt für das Zählrohr in der Mitte dieses Plateaus. Eineweitere Spannungserhöhung über den Plateau-Bereich hinaus, führt aufgrund vonNachentladungen des Gases zur Dauerentladung und das Zählrohr „zündet“, wasletztlich eine Zerstörung bedeutet.26
3. Das β-SpektrometerZur Erweiterung des Angebots an Versuchen des Demonstrationspraktikums für Lehramtsstudierendewurde eine neue Messapparatur für den Bereich Radioaktivität eingerichtet.In diesem Versuch werden die kontinuierlichen Spektren von β-Strahlernam Beispiel von 90 Sr und 22 Na aufgenommen und untersucht. Verwendet wird dabeiein β-Spektrometer, das auf der Ablenkung geladener Teilchen im Magnetfeldberuht. Ziel ist es, neben der Aufnahme der kontinuierlichen Energieverteilung, diefür den Zerfall charakteristische Maximalenergie E max und das Auflösungsvermögender Spektrometeranordnung zu ermitteln. Im Folgenden werden der Aufbau und dasphysikalische Prinzip der Messapparatur, sowie die Aufnahme und Auswertung derSpektren dargestellt.3.1. Grundsätzliches zum VersuchIm β-Spektrometer werden β-Teilchen nach ihrer Energie selektiert und anschließendmit einem darin positionierten GM-Zählrohr gezählt. Die Selektierung erfolgtdurch ein Blendensystem, das senkrecht von einem homogenen Magnetfeld durchsetztwird und den einfallenden Teilchen eine feste Kreisbahn vorgibt. Da eine eindeutigeBeziehung zwischen Magnetfeldstärke B und dem Impuls p der Elektronen bzw.Positronen auf dieser Kreisbahn besteht, lassen sich Aussagen über deren Energiemachen.3.1.1. VersuchsaufbauDie BlendenkammerDas β-Spektrometer besteht im Wesentlichen aus einem flachen, dickwandigen Hohlzylinder,welcher an Grund- und Deckfläche durch zwei plane Polschuhe verschlossen ist.In der nicht magnetisierbaren Wand der Kammer befinden sich drei Öffnungen, wovonzwei in einem bestimmten Winkel zueinander ausgerichtet sind und auf einem Kreisbogenmit mittlerem Radius r = 5 cm liegen. Eine der Bohrungen ist für das radioaktivePräparat vorgesehen, die andere bildet die Halterung für den Teilchendetektor. Derdritte Durchbruch dient der Hallsonde zur Bestimmung der magnetischen Flussdichteim Inneren.27
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