Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 1 BÀI 1: KHẢO SÁT ĐẶC TRƯNG CỦA PHỔ KẾ HẠT NHÂN I MỤC ĐÍCH : Làm quen với phổ kế hạt nhân khảo sát các thông số hoạt động của phổ kế (từ 800 – 1000V) cao thế, độ khuếch đại, thời gian đo, ngưỡng, cửa sổ, phân cực… II. THIẾT BỊ: - Phổ kế một kênh - Phổ nguồn 60 Co III. THỰC HÀNH. - Cao thế 1000V , K = 40 - T = 12s thời gian phân huỹ 1/1/2000Cường độ ban đầu 1Bp, thuộc máy phân tích biên độ một kênh RFT 20026. D Tiền KĐ Pre amp KĐ amp AD C Bộ chỉ thò H V ɣ Thời gian t Cửa sổ ∆ U Ngưỡng dưới(U, V) On – off (power) ĐKHV KĐ On - off (HV) Đèn chỉ thò tín hiệu phân cực Start Stop Nuul Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 2  Đo phổ thô. K 1 = 13 db. HV 750 850 800 900 950 1000 N 822 1527 1074 2456 3527 4466 Đồ thò phổ tích phân thô.K 2 = 7 HV 750 850 800 900 950 1000 N 422 723 887 1110 1512 2093 HV = 850 K 7 10 13 16 19 22 N 907 1137 1651 2481 3625 4975 HV = 950. K 7 10 13 16 19 22 N 1506 2358 3394 4797 6918 9021 IV. NHẬN XÉT . Khi cố đònh hệ số khuếch đại K và thay đổi cao thế với giá trò tăng dần, ta thấy cao thế càng cao thì số đếm N thu được càng lớn. Tuy nhiên nếu cao thế quá lớn khi đó số đếm thu được không tốt hơn bao nhiêu, nhưng dễ gây ra hỏng hóc thiết bò hơn là đặt ra cao thế thấp. Vì vậy cao thế thích hợp được chọn từ 750 - 1000V. và ta cũng thấy khi cố đònh cao thế và tăng dần hệ số khuếch đại K, số đếm cũng tăng tương ứng với hệ số khuếch đại khi ta thay đổi. Điều đó chứng tỏ rằng số đếm N phụ thuộc vào cao thế và hệ số khuếch đại K. cũng từ kết quả trên, khi đo với thời gian càng dài một cách đònh tính ta thấy rằng sự ảnh hưởng của cao thế và hệ số khuếch đại vào việc đếm thu được tốt hơn. Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 3 BÀI 2: KHẢO SÁT PHỔ TÍCH PHÂN. I. MỤC ĐÍCH Khảo sát phổ tích phân của phổ kế một kênh. II. THIẾT BỊ - Phổ kế một kênh Phổ nguồn 60 Co . III. THỰC HÀNH. - Cao thế 1000V - K = 40 - T = 12s thời gian phân huỹ 1/1/2000 - Cường độ ban đầu 1Bp, thuộc máy phân tích biên độ một kênh RFT 20026. - Đo phổ tích phân thô. U (v) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 N 17818 12920 8258 6052 4754 3506 2027 859 121 0 ĐỒ THỊ PHỔ THÔ 0 5000 10000 15000 20000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 N U(v) Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 4 Đo phổ thô trung bình. U(v) N U(v) N 0 18097 5 3659 0.5 15993 5.5 2901 1 12933 6 2281 1.5 10184 6.5 1599 2 8272 7 970 2.5 7008 7.5 460 3 5996 8 156 3.5 5636 8.5 18 4 4938 9 4 4.5 4065 9.5 0 ĐỒ THỊ PHỔ TRUNG BÌNH 0 5000 10000 15000 20000 0 2 4 6 8 10 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 5 Đo phổ tích phân tinh. U (v) N U(v) N U (v) N U (v) N 0 18026 2.6 6811 5.2 3504 7.8 286 0.1 17756 2.7 6760 5.3 3333 7.9 225 0.2 17450 2.8 6652 5.4 3161 8.0 186 0.3 16800 2.9 6367 5.5 3093 8.1 123 0.4 16380 3.0 6350 5.6 2890 8.2 110 0.5 16310 3.1 5967 5.7 2680 8.3 73 0.6 15537 3.2 5772 5.8 2521 8.4 57 0.7 14950 3.3 5752 5.9 2397 8.5 17 0.8 14392 3.4 5650 6.0 2280 8.6 11 0.9 13853 3.5 5557 6.1 2052 8.7 10 1.0 13097 3.6 5428 6.2 2000 8.8 5 1.1 12519 3.7 5259 6.3 1834 8.9 5 1.2 12083 3.8 5241 6.4 1720 9.0 5 1.3 11554 3.9 5010 6.5 1715 9.1 3 1.4 10798 4.0 4935 6.6 1493 9.2 4 1.5 10285 4.1 4811 6.7 1377 9.3 6 1.6 9671 4.2 4671 6.8 1197 9.4 3 1.7 9368 4.3 4475 6.9 1104 9.5 7 1.8 9061 4.4 4454 7.0 971 9.6 4 1.9 8656 4.5 4390 7.1 879 9.7 4 2.0 8303 4.6 4050 7.2 765 9.8 0 2.1 8061 4.7 4009 7.3 626 9.9 0 2.2 7601 4.8 3820 7.4 575 10. 0 2.3 7555 4.9 3820 7.5 469 2.4 7274 5.0 3599 7.6 454 2.5 7229 5.1 3509 7.7 337 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 6 ĐỒ THỊ PHỔ TINH 0 5000 10000 15000 20000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 CH N IV.NHẬN XÉT Phổ tích phân dùng chế độ DIS cho cửa sổ, có nghóa cửa sổ chỉ mở ngưỡng dưới, ngưỡng trên thoải mái. Hệ số 1 kênh khi được đặt ở chế độ tích phân chỉ thu được các tín hiệu của tia Gamma và năng lượng tương ứng với độ lớn điện thế của xung điện tử trên một ngưỡng thế đặt trứơc nào đó. Điều đó có nghóa là 1 tia Gamma mang năng lượng lớn hơn năng lượng đặt trước tương ứng với điện thế ngưỡng thì đều được nghi nhận bởi hệ đếm. Như vậy đối với chế độ tích phân thì năng lượng của tia Gamma chỉ được ràng buộc ở ngưỡng dưới. Qua việc khảo sát phổ thô, phổ trung bình, phổ tinh ta thấy khi tăng theo ngưỡng lên dần thì ta thấy số đếm giảm dần theo chiều ngược lại vì: Cửa sổ chỉ ghi nhận những bức xạ có năng lượng lớn hơn giá trò giới hạn của ngưỡng, còn những bức xạ có năng lượng nhỏ hơn giá trò giới hạn của ngưỡng sẽ không được ghi nhận. Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 7 BÀI 3. KHẢO SÁT PHỔ VI PHÂN. I. MỤC ĐÍCH: khảo sát phổ vi phân của phổ kế một kênh, khảo sát trên cả phổ đa kênh. Phổ vi phân II. THIẾT BỊ - Phổ kế một kênh - Phổ nguồn 60 Co . III. THỰC HÀNH. Cao thế 1000V - K = 40 - T = 12s thời gian phân hủy 1/1/2000 - Cường độ ban đầu 1Bp, thuộc máy phân tích biên độ một kênh RFT 20026. Đo phổ tích phân dạng thô. U(v) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 N 5523 6304 3040 1731 1493 1745 1836 1298 284 3 Không có cửa sổ Có cửa sổ 0 2000 4000 6000 8000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 N U(v) Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 8 Phổ trung bình. U(v) 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 N 1705 3317 3079 2498 1658 1105 851 749 686 687 U(v) 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 N 751 849 880 821 720 490 227 12 4 1 ĐỒ THỊ PHỔ TRUNG BÌNH 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 CH N Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 9 Phổ tích phân tinh. U (v) N U(v) N U (v) N U (v) N 0 2.6 88 5.2 42 7.8 19 0.1 73 2.7 91 5.3 29 7.9 19 0.2 113 2.8 64 5.4 27 8.0 16 0.3 95 2.9 71 5.5 42 8.1 10 0.4 101 3.0 55 5.6 39 8.2 12 0.5 129 3.1 56 5.7 45 8.3 9 0.6 143 3.2 43 5.8 32 8.4 10 0.7 167 3.3 44 5.9 44 8.5 5 0.8 187 3.4 55 6.0 35 8.6 2 0.9 179 3.5 40 6.1 16 8.7 0 1.0 194 3.6 44 6.2 27 8.8 0 1.1 192 3.7 30 6.3 41 8.9 0 1.2 217 3.8 35 6.4 41 9.0 0 1.3 215 3.9 45 6.5 42 9.1 1.4 207 4.0 35 6.6 21 9.2 1.5 200 4.1 35 6.7 28 9.3 1.6 220 4.2 44 6.8 38 9.4 1.7 191 4.3 38 6.9 41 9.5 1.8 191 4.4 40 7.0 38 9.6 1.9 164 4.5 28 7.1 41 9.7 2.0 177 4.6 31 7.2 27 9.8 2.1 171 4.7 35 7.3 40 9.9 2.2 128 4.8 37 7.4 28 10. 2.3 144 4.9 34 7.5 22 2.4 90 5.0 44 7.6 30 2.5 108 5.1 36 7.7 25 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 10 IV.NHẬN XÉT Đối với phổ vi phân, việc chia ra càng nhiều kênh càng làm chính xác bộ số liệu vì khi đó diện tích đỉnh phổ được tính xem như bằng tổng của rất nhiều đỉnh, và dẫn đến số đếm thống kê tăng. Có nghóa là sai số thống kê giảm, ở vùng năng lượng rất thấp, thềm phông tăng rất cao do nhiễm điện tử, ở vùng năng lượng trung bình vẫn tồn tại phông cao do hiệu ứng bức xạ ngược và các đỉnh Compton, đặt biệt trong phổ tồn tại một đỉnh Compton rất lớn ứng với các đỉnh phát Gamma của Co 60 . trong phổ vi phân tồn tại các phổ Gamma ứng với năng lượng của nó và hoạt độ của tia Gamma này ngày càng lớn thì đónh phổ sẽ càng cao. Như vậy, dựa vào phổ vi phân ta có thể ĐỒ THI PHỔ TINH 0 50 100 150 200 250 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 CH N [...]... 14 4 7 4 .5 5 5 3 U(v) N 5. 5 3 6 0 6 .5 2 7 2 7 .5 1 8 2 8 .5 1 9 2 9 .5 0 10 0 13 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân Đồ thò phổ trung bình 700 N 600 50 0 400 300 200 100 CH 0 0 2 4 6 8 10 12 14 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân Phổ tích phân tinh U (v) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0 .5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1 .5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2 .5 N 13 58 5 4 6 8 12 9 2 1 11 5 9 5 7 3 6 2 4... III.THỰC HÀNH -Cao thế 1000V -K = 40 -T = 12s thời gian phân huỹ 1/1/2000 -Cường độ ban đầu 1Bp, thuộc máy phân tích biên độ một kênh 20026 Đo phổ tích phân dạng thô U(v) N 1 748 2 122 3 36 4 11 5 8 6 3 7 4 8 4 9 2 RFT 10 1 12 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân ĐỒ THỊ VI PHÂN THÔ N 800 600 400 200 0 CH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Phổ trung bình U(v) N 0 .5 6 35 1 133 1 .5 87 2 34 2 .5 22 3 17 3 .5 14 4 7 4 .5. .. 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3 .5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4 .5 4.6 4.7 4.8 4.9 5. 0 5. 1 N 0 2 1 0 1 1 3 0 0 1 2 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 U (v) 5. 2 5. 3 5. 4 5. 5 5. 6 5. 7 5. 8 5. 9 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6 .5 6.6 6.7 6.8 6.9 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 7 .5 7.6 7.7 N 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 U (v) 7.8 7.9 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 8 .5 8.6 8.7 8.8 8.9 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 9 .5 9.6 9.7 9.8 9.9 10...11 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân đònh lượng một cách chính xác phân phát Gamma trong đối tượng đo Khi khảo sát phổ ở dạng thô, trung bình và tinh ta thấy khi cửa sổ thay đổi (tăng dần), dẫn đến số đếm cũng thay đổi . 59 67 5. 7 2680 8.3 73 0.6 155 37 3.2 57 72 5. 8 252 1 8.4 57 0.7 14 950 3.3 57 52 5. 9 2397 8 .5 17 0.8 14392 3.4 56 50 6.0 2280 8.6 11 0.9 13 853 3 .5 55 57 6.1 2 052 8.7. 18097 5 3 659 0 .5 159 93 5. 5 2901 1 12933 6 2281 1 .5 10184 6 .5 159 9 2 8272 7 970 2 .5 7008 7 .5 460 3 59 96 8 156 3 .5 56 36 8 .5 18 4 4938 9 4 4 .5 40 65 9 .5 0 . vật lý hạt nhân 8 Phổ trung bình. U(v) 0 .5 1 1 .5 2 2 .5 3 3 .5 4 4 .5 5 N 17 05 3317 3079 2498 1 658 11 05 851 749 686 687 U(v) 5. 5 6 6 .5 7 7 .5 8 8 .5 9 9 .5 10