Μέτρηση ραδιενεργού ακτινοβολίας

4ο ΣΥΝΕ∆ΡΙΟ ΣΤΗ ΣΥΡΟ- ΤΠΕ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙ∆ΕΥΣΗ 1

www.e-diktyo.eu www.epyna.gr

Μελέτη περίπτωσης:

''Μέτρηση ραδιενεργού ακτινοβολίας µε τη χρήση

MultiLog-DbLab ''

ή

'' Όταν υπάρχει λάθος στο λογισµικό...''

Νίκος Παπασταµατίου, Φυσικός, ΕΚΦΕ Οµόνοιας

[email protected]

Γεώργιος Ζησιµόπουλος, Φυσικός, M.Sc., ΕΚΦΕ Αιγίου

[email protected]

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην πρόταση-οδηγία του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου για την εργαστηριακή δραστηριότητα

“Μετρήσεις ακτινοβολίας υποβάθρου µε τον αισθητήρα Geiger - Muller του MultiLog’’, που

κοινοποιήθηκε προς όλα τα λύκεια, προέκυψε το ερώτηµα: Τι µετρά εντέλει ο αισθητήρας Geiger-

Muller DT116 του ΜultiLog και τι απεικονίζει το διάγραµµα που προκύπτει από την επεξεργασία των

µετρήσεων; Στην παρούσα εργασία, αφού γίνουν οι απαραίτητες εννοιολογικές διευκρινήσεις για τον

τίτλο της άσκησης, µε επιχειραµατολογία υποδεικνύονται τα (πιθανά) λάθη του λογισµικού DB-Lab και

συνακόλουθα του σκελετού της πρότασης, µε τα σχετικά διαδικαστικά σχόλια και τα ερωτήµατα που

προκύπτουν και, τέλος, η αντι-πρότασή µας (στο ορθό) για αυτή την εργαστηριακή δραστηριότητα.

ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙ∆ΙΑ: Ραδιενεργός ακτινοβολία, ραδιενέργεια υποβάθρου, ακτινοβολία

υποβάθρου, απαριθµητής Geiger-Muller, MultiLog-DB-Lab, ΣΣΛΑ, MBL

ΠΡΟΛΕΓΟΜΕΝΑ Ρίχνοντας µια µατιά στα διδακτικά εγχειρίδια Φυσικής που διδάχθηκαν/ διδάσκονται

τα τελευταία 30 χρόνια στα σχολεία µας της ∆ευτεροβάθµιας εκπαίδευσης, παρατηρούµε

ότι το θέµα της ραδιενεργού ακτινοβολίας (και της µέτρησής της) παρουσιάζεται

ακροθιγώς στο γυµνάσιο (Ζενάκος, 1980, Καραπαναγιώτης, 2000, Αντωνίου, 2001) και

σε µεγαλύτερη έκταση στο λύκειο (Μάζης, 1983, ∆απόντες, 1984, Ορφανουδάκης, 1986,

Γεωργακάκος, 1999). Σχετική εργαστηριακή άσκηση υπάρχει σε έναν (και τον µοναδικό)

εργαστηριακό οδηγό Φυσικής (Γεωργακάκος, 1999β) µε την εργαστηριακή άσκηση

“Μετρήσεις ακτινοβολίας υποβάθρου µε τον απαριθµητή Geiger-Muller”. Σύντοµη

παρουσίαση του όρου “ακτινοβολία υποβάθρου” υπάρχει (εκτός από τον αναφερόµενο

εργαστηριακό οδηγό) και στο βιβλίο Αστρονοµίας και ∆ιαστηµικής (Γαβρίλης, 1999). Με

τη διαφορά ότι η έννοια “ακτινοβολία υποβάθρου” στον υπόψη εργαστηριακό οδηγό

Φυσικής δηλώνει τη φυσική ακτινοβολία υποβάθρου ή ραδιενέργεια υποβάθρου

(Wikipedia, 2007) στο επίπεδο της θάλασσας ( 0+ µέτρα), ενώ στο βιβλίο Αστρονοµίας και

∆ιαστηµικής δηλώνει τη µικροκυµατική ακτινοβολία υποβάθρου ή ακτινοβολία

υποστρώµατος, όπως αλλού αναφέρεται (Young, 1994).

Για την υλοποίηση του αντίστοιχου πειράµατος, στον εξοπλισµό των σχολικών

εργαστηρίων λυκείου συγκαταλέγονται: Μια συσκευή απαρίθµησης µε λυχνία Geiger-

Muller (Εικ.1), που δίνει ηχητικό σήµα κι έχει δυνατότητα σύνδεσης µε παλµογράφο

(συνοδεύεται από ξύλινο κανόνα και τα ραδιοϊσότοπα 204

Te και 60

Co), συσκευή ηλικίας 30



και πλέον ετών, ένας νεώτερος ανιχνευτής-απαριθµητής Geiger-Muller της UNILAB

(Εικ.2), µέρος του εξοπλισµού των τέως ΕΠΛ, και από το 2001, ο αισθητήρας ραδιενεργού

ακτινοβολίας Geiger-Muller DT116 του Συστήµατος Συγχρονικής Λήψης και Απεικόνισης

MultiLog (Εικ. 3) και για λίγα σχολεία (από το 2005) ο αντίστοιχος αισθητήρας της

VERNIER.

Εικόνα 1 Εικόνα 2 Εικόνα 3

Η (ασθενής) ραδιενεργός ακτινοβολία που µας περιβάλει οφείλεται στα ραδιενεργά

υλικά που υπάρχουν στο περιβάλλον (έδαφος, οικοδοµικά υλικά, ξύλα, τρόφιµα, αέρας

κλπ.), στους ιστούς µας και στην κοσµική ακτινοβολία. Επειδή τη ραδιενέργεια δεν

µπορούµε να δούµε, να τη µυρίσουµε, δοκιµάσουµε, ακούσουµε ή να τη νοιώσουµε,

σκόπιµο είναι ένα αντίστοιχο, ακίνδυνο πείραµα στο σχολικό εργαστήριο φυσικής ή στην

τάξη. Για το λόγο αυτό ορθά στις “υποχρεωτικές” εργαστηριακές δραστηριότητες του

λυκείου συµπεριλαµβάνεται και η δραστηριότητα “Μετρήσεις ακτινοβολίας υποβάθρου µε

τον αισθητήρα Geiger-Muller του MultiLog ”, µόνο που σωστότερα, και προς αποφυγή

σύγχυσης, έπρεπε να επιγραφόταν ως: “ Μέτρηση ραδιενέργειας µε τον αισθητήρα Geiger-

Muller του MultiLog ”.

ΣΠΕΥ∆Ε ΒΡΑ∆ΕΩΣ…

Ο εξοπλισµός περίπου 1100 σχολικών εργαστηρίων φυσικών επιστηµών λυκείου µε το

Συστήµατος Συγχρονικής Λήψης και Απεικόνισης (ΣΣΛΑ ή MBL) MultiLog συν τω χρόνω

ανέδειξε τα σηµαντικά προτερήµατά του για την εργαστηριακή διδασκαλία των φυσικών

επιστηµών και την οικοδόµηση της γνώσης, παρ΄ όλες τις δυσκολίες που εµφανίζουν τα

εικονικά εργαστήρια και η εισαγωγή των ΤΠΕ στα σχολεία µας (Βαµβακούσης, 2003). Στο

πλαίσιο βοήθειας προς αυτή την κατεύθυνση πρέπει θετικά να συµπεριληφθεί και η

πρόταση-οδηγία του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου για τις προτεινόµενες εργαστηριακές

δραστηριότητες µε τη χρήση αισθητήρων (Παιδαγωγικό Ινστιτούτο, 2005).

Εικόνα 4 Εικόνα 5

αρ

ιθµός κ

ατα

γρ

αφ

ών

Ν



Μόνο που στην περίπτωση της πρότασης-οδηγίας για τη µέτρηση της ραδιενέργειας

στο εργαστήριο µε τον αισθητήρα Geiger-Muller του MultiLog (Μουρούζης, 2005)

προέκυψε το ερώτηµα: Τι µετρά εντέλει ο αισθητήρας Geiger-Muller DT116 του ΜultiLog

και τι απεικονίζει το διάγραµµα (Εικ. 4) που προκύπτει από την επεξεργασία των

µετρήσεων;

ΣΥΖΗΤΗΣΗ

Σύµφωνα µε την πρόταση-οδηγία (Μουρούζης, 2005) είναι «διάγραµµα ενεργότητας-

χρόνου» σε Bq/s (…) και τα επί µέρους εµβαδά µεταξύ της γραφικής παράστασης και του

άξονα των χρόνων «παριστάνουν τον αριθµό των κρούσεων των σωµατιδίων α, β και γ µε

τα µόρια του αερίου που υπάρχει στο σωλήνα του ανιχνευτή G-M» κτλ., ενώ σύµφωνα µε

το Εγχειρίδιο Χρήσης MultiLog (1999) απεικονίζει «τιµές ραδιενέργειας».

΄Όµως, καταγράφονται µπεκερέλ (Bq); Μια και η µονάδα αυτή ορίζεται ως ο αριθµός

διασπάσεων ανά δευτερόλεπτο στη πηγή (Γεωργακάκος, 1999) και, συνάµα, για να βρεθεί

η ενεργότητα του δείγµατος πρέπει ο Geiger Muller να τοποθετηθεί σε ορισµένη

απόσταση από την πηγή και να γνωρίζουµε την ακτίνα του παράθυρου του (Λεβεντάκης,

2006) – πληροφορίες που δε µας παρέχει η συγκεκριµένη συσκευή, ούτε υπάρχει

συγκεκριµένη πηγή εκποµπής (παρασκεύασµα) σε µετρήσιµη απόσταση και αυτό που

καταγράφεται είναι (µόνο;) ακτινοβολία γ. Επίσης, είναι γνωστό ότι όλοι οι Geiger-Muller

είναι απαριθµητές και επιπλέον στο περίβληµα του αισθητήρα Geiger-Muller DT116

αναγράφεται Geiger-Muller Counter (Εικ.3). Συνεπώς, η ένδειξη Bq στον κατακόρυφο

άξονα του διαγράµµατος της Εικ. 4 είναι εσφαλµένη (συστηµατικό σφάλµα του λογισµικού

της συσκευής) και πρέπει να αντικατασταθεί. Όµως µε τι;

Κατά την άποψή µας το διάγραµµα που προκύπτει, ακολουθώντας κατά την

πειραµατική µέτρηση την πορεία DB-Lab > Καταγραφέας > Πίνακας Ελέγχου> Είσοδος 1:

Geiger Muller > Σηµεία (αριθµ. δειγµάτων) 32000 > Ρυθµός 100/sec > Λήψη δεδοµένων,

είναι διάγραµµα απαρίθµησης καταγραφών (Ν) - χρόνου(t) (Εικ. 5). Και να γιατί:

Ο αισθητήρας καταγράφει γεγονότα. Κάθε γεγονός αντιστοιχεί σε ένα ηχητικό µπιπ τη

στιγµή που συµβαίνει, επειδή ο συγκεκριµένος αισθητήρας φέρει βοµβητή που εκπέµπει

χαρακτηριστικό ήχο (µπιπ) κάθε φορά που καταγράφεται παλµός. Προφανώς, η καταγραφή

γίνεται ηλεκτρονικά µε την αναγνώριση ενός παλµού που δηµιουργείται από κάθε συµβάν.

Έτσι, κατά την καταγραφή της ραδιενέργειας (“ακτινοβολίας υποβάθρου”), εύκολα

µπορεί κανείς να µετρήσει τα ηχητικά µπιπ κάθε 10 s και να ελέγξει την εγγραφή στο

παράθυρο του υπολογιστή (ή στην απλούστερη περίπτωση να τα καταγράψει στο χαρτί). Η

ηλεκτρονική καταγραφή γίνεται από το λογισµικό µετά το τέλος των 10 s. ∆ηλαδή, στο

πρώτο χρονικό διάστηµα (0-10 s) το λογισµικό καταγράφει πάντα 0, αφού δεν υπάρχει

προηγούµενη µέτρηση. Στο χρονικό διάστηµα των επόµενων 10 s (είναι αυτό των 10-20 s

στον άξονα του χρόνου) το λογισµικό καταγράφει τα µπιπ που έχουν καταµετρηθεί στο

προηγούµενο χρονικό διάστηµα κ.ο.κ.

Στο διάγραµµα της Εικ. 5 στο τέλος του 1ου χρονικού διαστήµατος 0-10 s έχουµε 1

καταγραφή (που εµφανίζεται στο χρονικό, διάστηµα 10-20 s κι αφορά τα γεγονότα που

κατεγράφησαν στο χρονικό διάστηµα 0-10 s), του 2ου (10-20 s) έχουµε 3, του 3ου (20-30

s) έχουµε 2, του 4ου (30-40 s) έχουµε 0 κτλ. Συνολικά 10 καταγραφές / min, που είναι και

το αναµενόµενο. [Στην επιφάνεια της θάλασσας ή σε χαµηλό υψόµετρο (0+ µέτρα), οι

περισσότερες καταγραφές (counts) είναι κατά µέσο όρο γύρω στις 1 µε 5 στο λεπτό. Αν

µία από αυτές είναι αισθητά µεγαλύτερη, λ.χ. 25 καταγραφές / min, το γεγονός οφείλετε

πιθανόν σε βροχή σωµατιδίων λόγω της ηλιακής δραστηριότητας.]



Η πρότασή µας για αυτή την εργαστηριακή άσκηση (φύλλο εργασίας), µε βάση την

παραπάνω συζήτηση, υπάρχει στο Παράρτηµα.

ΣΧΟΛΙΑ ΚΑΙ ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ Προφανώς, η ακολουθία των ενεργειών, ερωτήσεων κτλ. που είναι απόρροια του

διαγράµµατος της Εικ. 4 της πρότασης-οδηγίας του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου για τη

συγκεκριµένη εργαστηριακή δραστηριότητα (Μουρούζης, 2005), εννοείται ότι δε χρήζει

ανάλυσης ή σχολιασµού.

Όµως, άξια σχολιασµού είναι δύο γεγονότα:

- Πώς µια εξαµελής οµάδα ατόµων καθ΄ όλα εµπείρων περί τη Φυσική δε διέγνωσε,

σε αυτή την περίπτωση, το σφάλµα του λογισµικού DB-Lab του MultiLog ;

- Γιατί, µετά τα ερωτήµατα και τις υποδείξεις που διατυπώθηκαν από ορισµένους από

τους υπευθύνους ΕΚΦΕ* (πιθανόν κι από άλλους διδάσκοντες) και την e- αλληλογραφία

ανταλλαγής γνωµών που ακολούθησε, ουδείς ευαισθητοποιήθηκε αρµοδίως για την

πανελλαδική αποστολή νέας οδηγίας, «επανάληψη στο ορθό» στη γλώσσα της διοίκησης;

Στο πρώτο ερώτηµα, µεταξύ των πιθανών απαντήσεων µπορούν να συµπεριληφθούν η

µη καταγεγραµµένη εµπειρία στο ελληνικό σχολείο για την άσκηση αυτή, η έλλειψη

αναφορών και ενδεικτικών µετρήσεων στο σχολικό βιβλίο και τον εργαστηριακό οδηγό, οι

λανθασµένες υποδείξεις στο Εγχειρίδιο Χρήσης του MultiLog. Είτε, το κυριότερο, η

εµπιστοσύνη στο µέσο, δηλαδή στο «αλάνθαστο» της υπόψη συσκευής και γενικά των

MBL (…) που παρέσυρε σε υπαρκτές µεν τιµές (περίπου 90 καταγραφές στο λεπτό),

απίθανες δε στο εργαστήριο ή στο περιβάλλον των σχολείων µας – όµως σύµφωνες µε τη

λογική και τα αποτελέσµατα των (χαρτο)ασκήσεων επί πίνακος.

Όλα αυτά δε θα συνέβαιναν, αν επιχειρούνταν λ.χ. µικρή περιδιάβαση στο ∆ιαδίκτυο

προς επαλήθευση, ταυτοποίηση ή βιβλιογραφική ενηµέρωση (ένα παράδειγµα είναι το

υλικό του δικτυακού τόπου http://home.earthlink.net/~mmc1919/halflife.html ).

Για το δεύτερο ερώτηµα πιθανές απαντήσεις δεν υπάρχουν (…) ή υπάρχουν και δεν τις

γνωρίζουµε !

* Από τους υπεύθυνους των ΕΚΦΕ 1ο Ηρακλείου (Ν. Ηρακλείου), Οµόνοιας (∆/νση ∆.Ε. Α΄

Αθήνας) και Αιγίου (Ν. Αχαΐας) κοινοποιήθηκαν προς όλα τα ΕΚΦΕ, το Μάρτιο 2006, σχόλια,

υποδείξεις και προτάσεις για την προτεινόµενη εργαστηριακή δραστηριότητα “Μετρήσεις

ακτινοβολίας υποβάθρου µε τον αισθητήρα Geiger Muller του MultiLog ” .

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1. Αντωνίου, Α. κ.ά. (2001), Φυσική γ΄ τάξης Γυµνασίου, ΟΕ∆Β, σ. 316-318.

2. Βαµβακούσης Χ., Μακρυωνίτης Γ. (2003), Σύστηµα ΣΛΑ. Ένας χρόνος παρουσίας στα

εργαστήρια Φ.Ε. των Ενιαίων Λυκείων, 2ο Πανελ. Συνέδριο για την Αξιοποίηση των ΤΠΕ στη

∆ιδακτική Πράξη Τόµος Α’: Ερµούπολη. 3. Γαβρίλης, Κ. κ.ά. (1999), Στοιχεία Αστρονοµίας και ∆ιαστηµικής β΄ τάξης Ενιαίου λυκείου,

ΟΕ∆Β, σ. 133-134, 179. 4. Γεωργακάκος, Π. κ.ά. (1999), Φυσική Γεν. Παιδείας γ΄ τάξης Εν. Λυκείου, ΟΕ∆Β , σ.

80-85.

5. Γεωργακάκος, Π. κ.ά. (1999β), Φυσική Γεν. Παιδείας γ΄ τάξης Εν. Λυκείου,

Εργαστηριακός Οδηγός, ΟΕ∆Β, σ. 33-39.

6. ∆απόντε, Ν. κ.ά. (1984),Φυσική β΄ τάξης ΕΠΛ, ΟΕ∆Β, σ. 450-455.



Εικόνα 1

7. Εγχειρίδιο Χρήσης MultiLog (1999), Οδηγίες χρήσης και πειράµατα MultiLog –

Σύστηµα Συγχρονικής Λήψης και Απεικόνισης, Θεσσαλονίκη: α-LAB Αµαξοτεχνική

ΑΕΒΕ σ. 184-185.

8. Ζενάκος, Α. κ.ά. (1980), Φυσική γ΄ τάξης Γυµνασίου, ΟΕ∆Β , σ. 201-202.

9. Καραπαναγιώτης, Β., Παπασταµατίου, Ν., κ.ά. (2000), Φυσική γ΄ τάξης Γυµνασίου,

ΟΕ∆Β, σ. 287-288.

10. Λεβεντάκης, Γ. (2006), Μετρήσεις ακτινοβολίας υποβάθρου µε τον απαριθµητή

Geiger Muller, http://1ekfe.ira.sch.gr/G-MKAUHGHTH.doc

11. Μάζη, Α. (1983), Φυσική β΄ τάξης Λυκείου, ΟΕ∆Β, σ. 257-260, 276-277.

12. Μουρούζης, Π., Παληός, Γ., Παπαµιχάλης, Κ., Τουντουλίδης,Γ., Τσιτοπούλου, Τζ.,

Χριστακόπουλος, Ι. (2005), Μετρήσεις ακτινοβολίας υποβάθρου µε τον απαριθµητή

Geiger-Muller, Εργαστηριακές ασκήσεις Γ΄ Λυκείου στο: ''Οδηγίες για τη

χρησιµοποίηση της µεθόδου MultiLog στις εργαστηριακές ασκήσεις Φυσικής του

Ενιαίου Λυκείου'', έγγραφο µε αρ. πρωτ. 13067/ Γ 7/ 7-2-2006/ ∆ΣΕΠΕ∆/ ΥΠΕΠΘ.

13. Ορφανουδάκης, Γ. & Σφαρνάς, Ν. (1986), Ειδικά θέµατα Φυσικής β΄ τάξης ΕΠΛ,

ΟΕ∆Β, σ. 214-220, 230-239.

14. Παιδαγωγικό Ινστιτούτο (2005), Πράξη 43/ 2005/ 20-12-2005. 15. Wikipedia (2007), Background radiation,

http://en.wikipedia.org/wiki/Background_radiation 16. Young, H. (1994), Φυσική, τ. Β΄(ελληνική µτφρ.), Παπαζήση: Αθήνα, σ.1318.

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ

Μέτρηση ραδιενέργειας µε τον απαριθµητή Geiger- Muller του MultiLog

Ραδιενέργεια υποβάθρου Με τον όρο «ραδιενέργεια υποβάθρου» ή «ακτινοβολία από το φυσικό περιβάλλον»

εννοούµε το χαµηλότερο επίπεδο ραδιενέργειας που µπορούµε να µετρήσουµε σε µια

περιοχή. Είναι η ραδιενέργεια από φυσικές πηγές, η οποία προέρχεται από τα ραδιενεργά

υλικά που υπάρχουν στο περιβάλλον (έδαφος, οικοδοµικά υλικά, ξύλα, τρόφιµα, αέρας

κλπ.), από τους ιστούς µας και από την κοσµική ακτινοβολία. Τα επίπεδά της µπορούν να

ποικίλουν πολύ. Η ακτινοβολία του εδάφους εξαρτάται από τη γεωλογική σύστασή των

πετρωµάτων κάθε περιοχής, λόγου χάρη, όσοι ζουν σε περιοχές µε πετρώµατα από γρανίτη

δέχονται περισσότερη ακτινοβολία, ενώ όσοι ζουν ή εργάζονται σε µεγάλο υψόµετρο

περισσότερη κοσµική ακτινοβολία (το µεγαλύτερο ποσοστό έκθεσή µας οφείλεται στο

ραδόνιο, ένα αέριο που διαρρέει από το έδαφος και είναι παρόν στον αέρα που

αναπνέουµε). Η συνήθης καταγραφή στο σχολικό

εργαστήριο της ραδιενέργειας υποβάθρου οφείλεται

στην ακτινοβολία γ.

Μετρητής Geiger-Muller

Ο απαριθµητής Geiger-Muller ελέγχει, µετρά και

ειδοποιεί για τα επίπεδα ραδιενέργειας. Αποτελείται

από ένα µεταλλικό κύλινδρο που περιέχει αέριο σε

χαµηλή πίεση και από µια συσκευή απαρίθµησης

(Εικ.1). Κατά µήκος του άξονα του κυλίνδρου υπάρχει

ένα λεπτό ευθύγραµµο σύρµα, ενώ το µπροστινό τµήµα

του κυλίνδρου κλείνεται µε µια λεπτή µεµβράνη

(παράθυρο). Μια υψηλή τάση διατηρείται µεταξύ του



Εικόνα 2

MultiLog

αισθητήρας Geiger-Muller

σωλήνα και του σύρµατος. Έτσι, όταν ένα σωµατίδιο α ή β ή ακτινοβολία γ περνά από το

παράθυρο του ανιχνευτή, ιοντίζει τα άτοµα αερίου κατά µήκος της πορείας του και

προκαλεί µια αλυσίδα ιοντισµών που κάνει προσωρινά ηλεκτρικά αγώγιµο το αέριο. Τότε,

ένας ηλεκτρικός παλµός καταγράφεται στη συσκευή απαρίθµησης ( και όταν η

συσκευή φέρει βοµβητή, εκπέµπεται ηχητικό σήµα κάθε φορά που καταγράφεται

παλµός). Ο απαριθµητής Geiger - Μuller δεν αναγνωρίζει το είδος της ακτινοβολίας που

τον διαπερνά.

Ενεργότητα Η µονάδα µε την οποία µετρούµε τη χαρακτηριστική ραδιενέργεια φυσικών και άλλων

υλικών, δηλαδή την ενεργότητα του δείγµατος, είναι το µπεκερέλ (becquerel, Bq). Ένα

µπεκερέλ ισούται µε τη διάσπαση ενός πυρήνα σε ένα δευτερόλεπτο. Για παράδειγµα, η

ενεργότητα 1kg γρανίτη είναι 1000 Bq (όση και 1kg καφέ), ενώ 1kg ουρανίου είναι 25

εκατοµµύρια Bq. Η ενεργότητα της ραδιενέργειας υποβάθρου ποικίλει από περίπου 10

διασπάσεις σε ένα λεπτό στην επιφάνεια της θάλασσας ή σε µικρό υψόµετρο (0+ m) έως

περίπου 400 διασπάσεις σε ένα λεπτό σε ύψος 10 km.

Εξοπλισµός

• Αισθητήρας Geiger-Muller µε βιδωµένο το

βραχίονα στήριξης (η συσκευή φέρει και

βοµβητή).

• Καταγραφέας δεδοµένων MultiLog.

• Ορθοστάτης (βάση και ράβδος στήριξης).

• Απλός σύνδεσµος και µεταλλική λαβίδα.

Σύνδεση εξοπλισµού 1. Συνδέστε το MultiLog στον υπολογιστή.

2. Συνδέστε στην είσοδο Ο/Ι-1 του MultiLog

τον αισθητήρα Geiger-Muller.

3. Τοποθετήστε τη λαβίδα στον ορθοστάτη, σφίγγοντάς τη στον απλό σύνδεσµο.

4. Τοποθετήστε τον αισθητήρα στη λαβίδα, πιάνοντας στη λαβίδα το βραχίονα του

αισθητήρα. Εναλλακτικά, µπορείτε να συνδέσετε απευθείας τον αισθητήρα στον απλό

σύνδεσµο µε το βραχίονα στήριξής του (πόδι).

5. Στρέψτε τη λαβίδα µε τον αισθητήρα σε οριζόντια θέση (Εικ.2).

6. Ανοίξτε το MultiLog είτε πιέζοντας το πλήκτρο RUN/STOP της συσκευής είτε από το

λογισµικό DB-Lab .

7. Στη δεύτερη περίπτωση, από το µενού επιλέξτε Καταγραφέας>Πίνακας Ελέγχου. Στο

παράθυρο διαλόγου που ανοίγει επιλέξτε τον αισθητήρα Geiger-Muller.

8. Ανοίξτε το πλαίσιο διαλόγου Σηµεία και επιλέξτε αριθµό δειγµάτων: 32 000, και από το

πλαίσιο διαλόγου Ρυθµός : 100/sec (Εικ. 3).

Εικόνα 3 Εικόνα 4



9. Πατήστε το κουµπί Λήψη ∆εδοµένων. Στο παράθυρο λήψης διαµορφώνεται σε

πραγµατικό χρόνο η καταγραφή (διάγραµµα) ρυθµός διασπάσεων (σε Bq)– χρόνος (σε s)

(Εικ.4).

10. Πάρτε µετρήσεις για περίπου 1 min και πατήστε το κουµπί ∆ιακοπή. Κλείστε το

MultiLog, πατώντας Off .

11. Αποθηκεύστε το διάγραµµα (αρχείο *.smp).

Ανάλυση δεδοµένων

1. Στο διάγραµµα ρυθµός διασπάσεων –χρόνος το εµβαδόν παριστάνει τις καταγραφές (σε

Bq). Στην περίπτωση που ακολουθήσουµε την πορεία Ανάλυση > Ολοκλήρωµα κτλ.

καταλήγουµε σε λανθασµένα αποτελέσµατα (που µάλλον οφείλονται σε συστηµατικό

σφάλµα του λογισµικού της συσκευής). Ως εκ τούτου:

2. Στο διάγραµµα (αρχείο *.smp) ρυθµός διασπάσεων – χρόνος (Εικ.4) αλλάζουµε την

κατακόρυφη κλίµακα επιλέγοντας Ανάλυση > Κλίµακα > Υποδιαιρέσεις [γράφουµε 20]

> ΟΚ. Στο νέο γράφηµα ο κατακόρυφος άξονας παριστά τον αριθµό των καταγραφών του

απαριθµητή στο χρόνο : αριθµός καταγραφών (Ν) – χρόνος (t) (Εικ. 5). Έτσι µετράµε τον

αριθµό των καταγραφών (µπιπ) στο τέλος κάθε χρονικού διαστήµατος 10 s και αθροίζουµε.

- προηγούµενο- χρονικό διάστηµα 0 -10 s). Εικόνα 5

Στο τέλος του 2ου χρονικού διαστήµατος (10 -20 s) έχουµε 3, του 3ου (20-30 s) έχουµε

2, του 4ου (30-40 s) έχουµε 0 κτλ. Συνολικά έχουµε 10 καταγραφές /min .

Υπολογισµοί-Συζήτηση 1.Παρατηρήστε το διάγραµµα αριθµός καταγραφών (Ν)–χρόνος (t).Για πόσο χρονικό

διάστηµα ο απαριθµητής Geiger-Muller κατέγραψε την ακτινοβολία;

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

αρ

ιθµός κ

ατα

γρ

αφ

ών Ν

Σηµείωση για τον καθηγητή:

Η καταγραφή γίνεται από το λογισµικό

µετά το τέλος των 10 s. ∆ηλαδή στο

πρώτο χρονικό διάστηµα (0-10 s) το

λογισµικό καταγράφει πάντα 0, αφού δεν

υπάρχει προηγούµενη µέτρηση. Στο

χρονικό διάστηµα των επόµενων 10 s

(είναι 10-20 s) το λογισµικό καταγράφει

τα µπιπ που έχουν καταµετρηθεί στο

προηγούµενο χρονικό διάστηµα κ.ο.κ. Για

παράδειγµα (Εικ. 5), στο τέλος του 1ου

χρονικού διαστήµατος [0-10 s] έχουµε

µία καταγραφή (που εµφανίζεται στο

χρονικό διάστηµα 10-20 s µε αναφορά

στα γεγονότα που καταγράφηκαν στο

πχρονικό



2. Από το διάγραµµα αριθµός καταγραφών (Ν )– χρόνος ( t ) (Εικ. 5) να µετρήσετε τις

καταγραφές (ηχητικά µπιπ) στο τέλος κάθε χρονικού διαστήµατος 10 s λαµβάνοντας

υπόψη ότι η καταγραφή γίνεται από το λογισµικό µετά το τέλος των 10 s. ∆ηλαδή στο

πρώτο χρονικό διάστηµα (0-10 s) το λογισµικό καταγράφει πάντα 0, αφού δεν υπάρχει

προηγούµενη µέτρηση. Στο χρονικό διάστηµα των επόµενων 10 s (είναι 10-20 s) το

λογισµικό καταγράφει τα µπιπ που έχουν καταµετρηθεί στο προηγούµενο χρονικό

διάστηµα 0-10 s κ.ο.κ. συµπληρώνοντας έτσι τον Πίνακα 1. Στη συνέχεια να κάνετε το

διάγραµµα καταγραφές -χρόνος.

Πίνακας 1

∆ιάγραµµα: αριθµός καταγραφών-χρόνος

3. Ο ρυθµός καταγραφών (αριθµός καταγραφών/ χρόνος) είναι σταθερός; Αιτιολογήστε

την απάντησή σας.

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

χρόνος ( σε s ) 0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60

αριθµός καταγραφών



4. Αν θέλατε να µετρήσετε µόνο την κοσµική ακτινοβολία, τη µέτρηση θα την κάνατε: (α)

στην επιφάνεια της θάλασσας, (β) στην κορυφή ενός βουνού, (γ) πετώντας σε µεγάλο ύψος

µε αερόστατο; Με ποιο προσανατολισµό του ανιχνευτή θα το κάνατε; Αιτιολογήστε την

απάντησή σας.

…………………………………………………………………………………………...……

……………………………………………………………………………………………...…

...………………………………………………………………………………………………

…..……………………………………………………………………………………………

Documents

Μέτρηση ραδιενεργού ακτινοβολίας