Calibración de los Medidores deRadioactividad GAMMA-SCOUT

J.A.L. Cruz-Abeyro, R. P. Enríquez, A. KotsarenkoCentro de Geociencias, UNAM, campus Juriquilla, Querétaro

Resumen

Contando con los primeros datos de los contadores Geiger gamma scout, se llevó acabo un análisis de los mismos, donde se encontró que las distribuciones de los datosen ambos detectores presentaron sólo variaciones estadísticas, y con un análisisestadístico básico de vió que la calibración no esta contaminada más que con losdatos de fondo.

IntroducciónPara documentarse en el funcionamiento de los contadores gaiger gamma scout ver elreporte Medidores de Radioactividad gamma-scout Funcionamiento y Aplicaciones, enel mismo número del Bol-e.

¿Por que razón usamos los medidores de radiactividad?. La razón es evaluar la emisiónque viene del interior de la tierra con fines geofísicos; esto es comparar con lasmediciones de Radón y campo magnético que se miden también en el observatoriogeoelectromagnético del campus Juriquilla, UNAM, Querétaro.

Se llevaron a cabo unas primeras mediciones para calibración de los instrumentos enuno de los registros del Observatorio, localizando los dos contadores geiger en elregistro como se muestra en la fotografía de la figura 1. Se tomaron mediciones horariasdurante 27 días. Es importante hacer notar aquí que no sabemos de donde vienen losrayos gamma, estos datos se usaron sólo para calibración de los mismos.

Figura 1.

Las mediciones se hicieron registrando solamente la incidencia de rayos gamma, comose muestra en la figura 2.

Figura 2.

Como se menciona en el reporte de funcionamiento de los contadores GAMMA-SCOUT, éstos realizan protocolos del número de impulsos medidos de maneraautomática y guardan estos datos en su memoria interna. Estos datos pueden ser leídos yprocesados en la computadora con un programa escrito en matlab.

El procedimiento del protocolo viene ajustado de fábrica de la siguiente manera: ElGAMMA-SCOUT realiza una suma semanal de los impulsos y una memorización delvalor semanal. Así, la capacidad de la memoria es suficiente para realizar protocolos delos valores semanales de 10 años.

Como se puede ver en la tabla siguiente podemos ajustar tiempos más breves en elprotocolo, con lo que también se verá abreviada la duración de la grabación:

En este experimento tomamos datos horarios, para evaluar la calibración de losinstrumentos.

Distancia en protocolo Indicador Duración de la grabación 1 semana 7d aprox. 10años1día 1d aprox. 2 años1 hora 1h 4semanas10 minutos 10 min aprox. 4 días 1 minuto 1 min 10 horas

Primeras observaciones de rayos gamma

Calibración de los dos instrumentos:

Tomamos las dos series de datos de los contadores gammascout19 y gammascout20.Graficamos los histogramas de los datos para ver la distribución de los mismos, como seve en las figuras 3 y 4.

En estas gráficas estamos mostrando cómo los datos están distribuidos normalmente, loque nos permite obtener los errores en las mediciones dados por la desviación estándary notamos que sigma relacionada con el error es apenas del 1%.

La emisión de la radiación es un proceso aleatorio que sigue las estadísticas de Poisson.

En teoría de probabilidad y estadística, la distribución de Poisson es una distribuciónde probabilidad discreta. Expresa la probabilidad de un número k de eventos ocurriendoen un tiempo fijo si estos eventos ocurren con una tasa media conocida, y sonindependientes del tiempo desde el último evento.

Una propiedad muy útil de las estadísticas de Poisson es que la desviación estándar esigual a la raíz del promedio.

xσ

Esta relación la podemos usar para calcular el error en nuestras mediciones dado por:

x

errorxnn

σ

Fig. 3. Distribución de los datos del instrumento gamma scout 19, donde se muestra lamedia y desviación estándar de los mismos.

Figura 4. Distribución de los datos del instrumento gamma scout 20, donde se muestrala media y desviación estándar de los mismos.

Las series de datos como una función de tiempo se muestran en las figura

Datos del instrumento gamma scout 19.

Figura 5. Datos del instrumento gamma scout 19.

Figura 6. FiguraDatos del instrumento gamma scout 20.

Figura7. Comparación de los datos del contador geiger gammascout19 versus elcontador geiger gammascout20, donde se aprecia claramente que tienen unamanifestación estadística.

CONCLUSION

Observando estos datos concluimos que solo registramos variaciones estadísticas, dondenotamos también que los instrumentos están bien calibrados ya que la desviaciónestándar en ambos para los mismos tiempos de medida son bastantes semejantes. Portanto la calibración no esta contaminada más que con datos de fondo.