ResumenMuchas de las formas de interpretar los datos experimentales basndose en la teora conocida es de forma inmediata, ya que mucho de lo que se desconoce es el tiempo y la forma en el cul los datos son arrojados por el equipo empleado, a estos tiempos de procesamiento se les denomina tiempo muerto.En la prctica se abord experimentalmente la obtencin de datos tomando en cuenta el tiempo de procesamiento, la importancia de esto radica en la aproximacin de datos a procesos ideales es decir como el tiempo de procesamiento no es inmediato el nmero de cuentas por minuto disminuye en un proceso real, por esa razn el tiempo muerto en detectores de cmara de ionizacin se realiz y observo experimentalmente tomando la misma base terica de la prctica realizada en la parte 1. El equipo electrnico fue el mismo, se emple el voltaje de operacin obtenido en la prctica uno para el detector. Durante la prctica se observaron varios factores muy importantes, al ser un proceso estadstico (actividad de la fuente) fue necesario no mover las fuentes en cada medicin. El desarrollo bsicamente fue ligado a intervalos fijos de tiempo, la teora respalda el tiempo de adquisicin de datos en el cul se obtuvieron las medidas. Como se ha observado muchos de los procesos experimentales no solo son funciones de la geometra sino del tiempo. Los procesos son evolucionados con forme el tiempo de operacin avanza, este es el caso de los procesos radioactivos No solo es el tiempo de evolucin sino la distancia en la que se coloca la fuente radioactiva (ngulo slido), en est practica el ngulo slido se mantuvo lo ms cercano posible al detector, y los tiempos de medicin fueron fijos. En las mediciones las fuentes empleadas fueron de la misma actividad nuclear, esto genera un patrn uniforme de emisin a comparacin de fuentes con actividades distintas.

Planteamiento de objetivo Aplique el mtodo de las dos fuentes para determinar el tiempo muerto y eficiencia intrnseca de un sistema de deteccin con un Detector GM. Compare el tiempo muerto que se obtiene con distintos tiempos de conteo. Conocer y emplear la teora de los tiempos muertos en los detectores de cmara de gas as como en el equipo electrnico asociado, para poder estimar la relacin de eficiencia en el equipo y conocer las diferencias experimentales y tericas en base a la interpretacin de resultados.Generacin de hiptesisEl tiempo muerto es el tiempo que tarda el sistema para analizar un evento que se detecta y el sistema no estar disponible para registrar otro evento, es decir, los eventos generados durante el periodo de tiempo muerto no se registrarn.Existen dos modelos el paralizable y noparalizable.El modelo paralizable Registra los eventos cuando el tiempo que tarda en registrarse otro evento es mayor que el tiempo muerto, otra caracterstica ocurre cuando registra a todos los eventos anteriores a un evento donde transcurre un tiempo mayor al tiempo muerto para pasar a un siguiente evento.Evento 5Evento 4Evento 3Evento 2Evento 1

Tiempo > Se registra UN SOLO evento que abarca 2, 3 y 4

Tiempo Se registra evento 1

Modelo matemtico

El modelo noparalizable

Mantiene un tiempo fijo , que sigue a cada evento produzca despus de haber pasado un tiempo de la formacin de otro, producir un pulso.Evento 4Evento 5Evento 3Evento 2Evento 1

Tiempo < No se registra evento 2

Tiempo > Se registra evento 1

Tiempo =Inicia periodo de deteccin

Modelo matemtico

El mtodo de las dos fuentes se basa en la observacin individual del ndice de conteo de dos fuentes y despus midiendo el conteo realizado por el sistema con las dos fuentes. El conteo registrado debido a la combinacin de dos fuentes ser menor que la suma de los conteos registrados para cada fuente de manera individual, y el tiempo muerto puede ser calculada de esta discrepancia.Tomando n1, n2 y n12 como el ndice de eventos existentes (incluyendo las interacciones por fondo) en la fuente 1, fuente 2 y en la combinacin de la fuente1 la fuente 2, respectivamente. Adems tomemos como m1 , m2 y m12 representantes de los correspondientes ndices observados en el sistema de conteo, en cada caso. Tambin tomemos nb y mb como la medicin de radiacin de fondo. Entonces:

Sustituyendo el modelo noparalizable

Resolviendo para , se obtiene:

Marco terico En la interaccin entre un detector y la radiacin existe un concepto til llamado tiempo muerto. Es importante hacer notar que en esta prctica se define un tiempo muerto para el sistema de conteo, otro para el detector y uno ms para el equipo electrnico. En el caso del detector se define como el tiempo que tarda un detector en generar un pulso correspondiente a un evento. Por otra parte el tiempo muerto del sistema de conteo es el tiempo mnimo de separacin entre dos eventos para que el sistema de conteo los registre como pulsos independientes y finalmente, el tiempo muerto del equipo electrnico asociado al detector es el tiempo que tarda en procesar un pulso hasta obtener en el contador una carga.El tiempo muerto de un detector puede medirse usando el mtodo de las dos fuentes que consiste en medir individualmente el ndice de conteo de dos fuentes y despus hacer la misma medicin para ambas fuentes simultneamente. Se sabe de antemano que hay una prdida de conteo de las fuentes y por lo tanto siempre es menor a la suma de conteo de las fuentes individuales.Otro concepto til es el de eficiencia intrnseca que establece un cociente entre el nmero de cuentas registradas entre el nmero de eventos que se presentaron en el detector.Desarrollo o acontecimiento Fuentes radioactivas 137Cs Detector G-M Fuente de Alto Voltaje (marca ORTEC, modelo 456). Inversor de Pulsos (marca ORTEC, modelo 906). Amplificador Espectroscpico Osciloscopio Digital. Reloj (Timer) Contador (Scaler) Cables Coaxiales (Todos con la misma impedancia.)

I.1. Efecte las conexiones de acuerdo a la Fig. 3.1, utilice para ello cables coaxiales con la misma impedancia. Ponga todas las perillas de la fuente de alto voltaje en cero y tenga siempre presente las precauciones sobre el manejo de la fuente de alto voltaje (Apndice B, Seccin B.3).

Fig. 3.1 Cada nmero en las flechas del diagrama representa el procedimiento para conectar los instrumentos del sistema de deteccin1

Procedimiento Los pasos para la conexin y la posicin de los controles de los instrumentos son los pasos que se presentan en la Prctica.Despus de verificar todas sus conexiones y que todos los cables tengan la misma impedancia. Colocar la fuente radiactiva (Emplee la fuentes marcada con un 1 en un semicrculo, o en su defecto utilice la fuente de 137Cs de 8|mCi ), en la parte ms cercana al tubo del detector GM.Encienda su equipo de deteccin, encienda la fuente de alto voltaje y aplique un voltaje igual al de operacin del detector GM, de acuerdo con los resultados obtenidos en la prctica anterior. (El voltaje de operacin debe ser alrededor de 500V, s su resultado es distinto a este valor consulte con el profesor).Verifique la seal dada por el detector GM como se hizo en el paso III.5 de la Prctica 2.IV. 4 Sin mover la fuente radiactiva 2, retirar la fuente radiactiva 1 como se muestra en la Fig. 3.2d y registre en la Tabla 3.1 las ctas/min obtenidas.Interpretacin de resultadosMTODOS DE MEDICIN DEL TIEMPO MUERTO.Para realizar la correccin de tiempo muerto en los detectores, primero se debe conocer el tiempo muerto. El tiempo muerto se puede asociar con una propiedad limitante del sistema de conteo (el tiempo fijo de respuesta de un circuito electrnico). Generalmente el tiempo muerto no se conoce o puede variar con las condiciones de operacin y por lo tanto debe medirse directamente.El tiempo muerto se calcul con la siguiente expresin.

Grafica 1. A medida que transcurri el tiempo de conteo el tiempo disminuy se observa en la grfica tiempo muerto en funcin de tiempo de conteo.

La eficiencia intrnseca de deteccin de las dos fuentes presenta un tiempo de conteo menor al de las fuentes consideradas individualmente. Esto se ve claramente en las grficas porque tienen mnimos.

Verificacin de hiptesis Cumple con la hiptesis las cuentas con ambas fuentes es menor que la suma de las fuentes por separado.Fuente 1Fuente 2 SUMA de conteos Fuente 1 y fuente 2Fuente 1y 2

732649181224412201

838755881397512659.5

7945.3336190.66614135.99912562.6667

783859611379912618.25

ConclusionesAl ser la radiacin un fenmeno probabilstico, conocer la influencia que tiene sobre los distintos dispositivos de medicin, como el tiempo muerto. Se obtuvo un menor conteo a medida que el tiempo aumento. Y la eficiencia intrnseca de deteccin de las dos fuentes presenta un tiempo de conteo menor al de las fuentes consideradas individualmente, lo anterior, por la capacidad del detector para medir los conteos. Al realizar los clculos se obtuvo un valor de tiempo muerto negativo, lo que indica un error en la medicin.

Biografa [1] Das and Akaho 2003, Tsoulfanidis 1983[2] Manual de prcticas de laboratorio de fsica nuclear. Gilberto Espinoza y Enrique Ariaza

Cuestionario3.1. Explique las causas que originan que el tiempo muerto obtenido sea diferente para los distintos tiempos de conteo, es decir para 1, 2, 3 y 4 minutos.R.- El conteo es un proceso aleatorio, esa es una causa de las diferencias con los tiempos de conteo.3.2. Pr qu de colocaron las fuentes en la parte ms cercana del detector?R.- Para aprovechar el ngulo slido y obtener el mayor nmero de cuentas.3.3. Explique si se podran utilizar o no, dos fuentes radiactivas de diferente istopo para determinar el tiempo muerto por el mtodo de las fuentes.R.- Para utilizar el mtodo de las fuentes, las fuentes tienen que ser iguales.3.4. Por qu es necesario no variar la posicin de las fuentes al pasar de la medicin de m1 a la medicin m12 y a la medicin m2? R.- Para no modificar el ngulo slido y evitar que los conteos presenten gran diferencia.3.5. Si se repitiera el experimento cambiando el orden de medicin, es decir, primero introduciendo la fuente 2 y se registrar el dato m2, despus colocamos la fuente 1 y registramos el dato m12 y finalmente se retira la fuente 2 para medir m1 Cambiaran los resultados obtenidos?3.6. Cul es la diferencia en las seales observadas en el osciloscopio cuando solo hay una fuente y cuando estn las dos fuentes en el detector?R.- Cundo hay dos fuentes la seal es menor.3.7. Explique la variacin en la eficiencia intrnseca calculada para los datos m1 y m12R.- Las 2 tienen un comportamiento similar, sin embargo la eficiencia m12 tiene la menor eficiencia en el tiempo de conteo=3min