BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH - Nguyễn Thị Quý NGHIÊN CỨU PHÉP PHÂN TÍCH KÍCH HOẠT NEUTRON NHANH TRÊN NGUỒN NEUTRON Am-Be LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Thành phố Hồ Chí Minh – Năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH - Nguyễn Thị Quý NGHIÊN CỨU PHÉP PHÂN TÍCH KÍCH HOẠT NEUTRON NHANH TRÊN NGUỒN NEUTRON Am-Be Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử Mã số: 60 44 01 06 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS HUỲNH TRÚC PHƯƠNG Thành phố Hồ Chí Minh – Năm 2014 LỜI CẢM ƠN Hai năm học cao học, thời gian không dài đầy thử thách sống quanh bộn bề công việc phải lo lắng Trong trình đó, nhận nhiều động viên, giúp đỡ thầy cô, bạn bè người thân Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn đến thầy hướng dẫn TS Huỳnh Trúc Phương, thầy gợi ý, hướng dẫn dành nhiều thời gian để đọc chỉnh sửa luận văn cho Tôi xin gửi lời cảm ơn đến bạn học viên, sinh viên thực hướng đề tài phòng thí nghiệm Vật lý hạt nhân trường Đại học KHTN Tp Hồ Chí Minh giúp đỡ việc tìm tài liệu làm mẫu Bên cạnh đó, chân thành cảm ơn thầy, cô tận tình giảng dạy học phần vừa qua Cảm ơn bạn khóa 22 động viên nhiều đặc biệt bạn Nguyễn Kiến Trạch Cuối cùng, Tôi xin gửi lời cảm ơn đến người thân gia đình động viên, tạo điều kiện để hoàn thành khóa học Nguyễn Thị Quý MỤC LỤC LIỆT KÊ CÁC KÍ HIỆU DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 10 MỞ ĐẦU 11 Chương - TỔNG QUAN CƠ SỞ PHÂN TÍCH KÍCH HOẠT NEUTRON 13 1.1 Neutron 13 1.1.1 Nguồn neutron 13 1.1.1.1 Nguồn neutron đồng vị (hay nguồn neutron loại (α , n ) ) 13 1.1.1.2 Nguồn neutron từ máy gia tốc 14 1.1.1.3 Nguồn neutron từ lò phản ứng hạt nhân 15 1.1.2 Phổ neutron 16 1.1.2.1 Neutron nhiệt (thermal neutron) 17 1.1.2.2 Neutron nhiệt (epithermal neutron) 18 1.1.2.3 Neutron nhanh (fast neutron) 19 1.2 Tương tác neutron với vật chất 19 1.2.1 Tán xạ đàn hồi X (n,n) X 20 1.2.2 Tán xạ không đàn hồi A (n,n’)A* 23 1.2.3 Bắt neutron ( n, γ ) 24 1.2.4 Neutron gây phản ứng phân hạch hạt nhân 25 1.3 Phương trình phép phân tích kích hoạt neutron .26 1.3.1 Giới thiệu .26 1.3.2 Nguyên lý phương pháp phân tích kích hoạt neutron 28 1.3.3 Phương trình phép phân tích kích hoạt 28 Chương - KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA HỆ PHÂN TÍCH KÍCH HOẠT 32 2.1 Giới thiệu hệ phân tích kích hoạt 32 2.1.1 Nguồn neutron đồng vị Am-Be 32 2.1.2 Hệ phổ kế gamma 34 2.2 Khảo sát đặc trưng phổ neutron nguồn Am - Be 35 2.2.1 Phép đo thông lượng neutron nhanh 35 2.2.1.1 Phương pháp thực nghiệm cho việc xác định thông lượng neutron nhanh 35 2.2.1.2 Thực nghiệm xác định thông lượng neutron nhanh 35 2.2.2 Phép đo thông lượng neutron nhiệt 39 2.2.2.1 Phương pháp thực nghiệm cho việc xác định thông lượng neutron nhiệt 39 2.2.2.2 Thực nghiệm xác định thông lượng neutron nhiệt 40 2.2.3 Phép đo hệ số lệch phổ neutron nhiệt 𝛂𝛂 tỉ số thông lượng neutron nhiệt nhiệt 42 2.2.3.1 Phương pháp thực nghiệm cho việc xác định hệ số lệch phổ neutron nhiệt 42 2.2.3.2 Thực nghiệm xác định hệ số lệch phổ neutron nhiệt 44 2.3 Kết luận 47 Chương - ÁP DỤNG PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG NGUYÊN TỐ TRONG MỘT SỐ LOẠI MẪU 48 3.1 Phân tích mẫu với hàm lượng biết trước 48 3.1.1 Đặt vấn đề 48 3.1.2 Chuẩn bị mẫu 48 3.1.3 Chiếu đo mẫu 49 3.1.4 Kết 49 3.2 Phân tích hàm lượng Fe Al số mẫu địa chất 50 3.2.1 Chuẩn bị mẫu phân tích 50 3.2.2 Chiếu đo mẫu 52 3.2.3 Kết phân tích hàm lượng nguyên tố 53 3.3 Kết luận .55 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 KIẾN NGHỊ VÀ PHÁT TRIỂN 57 DANH MỤC CÔNG TRÌNH 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 LIỆT KÊ CÁC KÍ HIỆU A sp : Hoạt độ riêng nguyên tố phân tích, (phân rã.s–1.g–1) C : Hệ số hiệu chỉnh thời gian đo [= (1 − eλt ) / λt m ] D : Hệ số hiệu chỉnh thời gian rã [= e−λt ] E : Năng lượng neutron (eV) E Cd : Năng lượng ngưỡng cadmi, (E Cd = 0,55 eV) Er : Năng lượng cộng hưởng hiệu dụng trung bình Eγ : Năng lượng tia gamma f : Tỉ số thông lượng neutron nhiệt thông lượng neutron nhiệt F Cd : Hệ số hiệu chỉnh cho độ truyền qua Cd neutron nhiệt Ge : Hệ số hiệu chỉnh tự che chắn neutron nhiệt G th : Hệ số hiệu chỉnh tự che chắn neutron nhiệt m d HPGe : Detector germanium siêu tinh khiết I0 : Tiết diện tích phân cộng hưởng phân bố thông lượng neutron nhiệt trường hợp lý tưởng 1/E, (cm2) I (α) : Tiết diện tích phân cộng hưởng phân bố thông lượng neutron nhiệt không tuân theo quy luật 1/E, (cm2) M : Khối lượng nguyên tử nguyên tố bia, (g.mol–1) Np : Số đếm vùng đỉnh lượng toàn phần N p /t m : Tốc độ xung đo đỉnh tia γ quan tâm hiệu chỉnh cho thời gian chết hiệu ứng ngẫu nhiên trùng phùng thật, (s–1) n(v) : Mật độ neutron vận tốc neutron v Q0 : Tỉ số tiết diện tích phân cộng hưởng tiết diện vận tốc neutron 2200 m.s–1 Q (α) : Tỉ số tiết diện tích phân cộng hưởng tiết diện phổ neutron nhiệt −λt i S : Hệ số hiệu chỉnh thời gian chiếu [= − e td : Thời gian rã (chờ) ti : Thời gian chiếu tm : Thời gian đo T 1/2 : Chu kì bán rã w : Khối lượng mẫu W : Khối lượng nguyên tố α : Hệ số lệch phổ neutron nhiệt γ : Xác suất phát tia gamma cần đo εp : Hiệu suất ghi đỉnh lượng tia gamma θ : Độ phổ cập đồng vị λ : Hằng số phân rã σ0 : Tiết diện phản ứng (n,γ) vận tốc neutron 2200 m.s–1, (cm2) ] σ(v) : Tiết diện phản ứng (n,γ) vận tốc neutron v, (cm2) σ(E) : Tiết diện phản ứng (n,γ) lượng neutron E, (cm2) φe : Thông luợng neutron nhiệt, (n.cm–2.s–1) φ(E) : Thông lượng neutron lượng E, (n.cm–2s–1) φf : Thông luợng neutron nhanh, (n.cm–2.s–1) φ th : Thông lượng neutron nhiệt, (n.cm–2.s–1) φ(v) : Thông lượng neutron vận tốc v, (n.cm–2s–1); φ(v) = n(v).v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Những nguồn neutron đồng vị Bảng 1.2: Các nguyên tố tạo phản ứng với neutron nhanh Bảng 1.3: Loại tương tác chiếm ưu theo lượng Bảng 2.1: Khối lượng mẫu phản ứng hạt nhân quan tâm Bảng 2.2: Dữ liệu phản ứng hạt nhân diện tích đỉnh lượng Bảng 2.3: Thông lượng neutron nhanh kênh nhanh Bảng 2.4: Dữ liệu phản ứng hạt nhân xảy diện tích đỉnh lượng Bảng 2.5: Thông lượng neutron nhiệt kênh nhanh Bảng 2.6: Khối lượng mẫu dùng cho thực nghiệm Bảng 2.7: Phản ứng hạt nhân đặc trưng quan tâm Bảng 2.8: Các số liệu thực nghiệm monitor Bảng 2.9: Hoạt độ riêng tỉ số cadmi monitor Bảng 2.10: Thông số cộng hưởng monitor Bảng 2.11: Thông số phổ neutron kênh nhanh nguồn neutron Am-Be Bảng 3.1: Hàm lượng nguyên tố mẫu chuẩn Bảng 3.2: Diện tích đỉnh lượng thu mẫu chuẩn Bảng 3.3: Thông số hạt nhân đồng vị quan tâm Bảng 3.4: Kết xác định hàm lượng Bảng 3.5: Khối lượng mẫu phân tích Bảng 3.6: Diện tích đỉnh lượng thu Bảng 3.7: Kết tính hàm lượng nguyên tố mẫu địa chất làm chậm Paraffin nhiệt hóa neutron chưa tốt phẩm chất Paraffin bị lão hóa cao 2.3 Kết luận Như vậy, chương ta xác định thông số phổ neutron kênh nhanh nguồn Am - Be Thông lượng neutron nhanh đo thông qua kích hoạt mẫu Al tinh khiết, lượng ngưỡng 4,3 MeV - 5,3 MeV, φ f =(2,95 ± 0,14).106 n.cm-2.s-1; lượng ngưỡng 7,3 MeV - 8,8 MeV, φ f = (5,20 ± 0,07).106 n.cm-2.s-1 Với mẫu hợp kim Al - 0,1%Au, φf = (5,63 ± 0,04).106 n.cm-2.s-1 Thông lượng neutron nhiệt φth = (4,05 ± 0,19).103 xác định cách chiếu trần chiếu bọc cadmi mẫu hợp kim Al - 0,1%Au dạng Hệ số lệch phổ neutron nhiệt α = - 0,282 ± 0,012 đo thông qua phương pháp tỉ số Cadmi tỉ số thông lượng neutron nhiệt/trên nhiệt là: f = 3,184 ± 0,018 Chương ÁP DỤNG PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG NGUYÊN TỐ TRONG MỘT SỐ LOẠI MẪU 3.1 Phân tích mẫu với hàm lượng biết trước 3.1.1 Đặt vấn đề Với thông lượng neutron nhanh vừa xác định vùng lượng từ 4,3 MeV đến 5,3 MeV 7,3 MeV đến 8,8 MeV kênh nhanh, ta dùng mẫu biết trước hàm lượng nguyên tố Al Fe đem phân tích Sử dụng thông lượng neutron nhanh để xác định hàm lượng nguyên tố quan tâm từ công thức (2.1) so sánh hàm lượng vừa tính với hàm lượng biết để rút độ tin cậy thực nghiệm xác định thông lượng neutron nhanh mà ta tiến hành chương 3.1.2 Chuẩn bị mẫu Thành phần hợp chất khối lượng nguyên tố quan tâm mẫu chuẩn Bảng 3.1: Hàm lượng nguyên tố mẫu chuẩn Tên mẫu MC Khối lượng Hàm lượng nguyên tố % quan tâm (g) Hợp chất mẫu Khối lượng hợp chất mẫu (g) Nguyên tố quan tâm Al O 0,9469 Al 0,5013 9,97 Fe O 1,0741 Fe 0,7519 14,96 CaO 3,0059 Chất (độn) 3.1.3 Chiếu đo mẫu Mẫu chiếu kênh nhanh nguồn neutron, sau chờ rã đo với hệ phổ kế gamma Thời gian chiếu, chờ, đo diện tích đỉnh lượng thu cho bảng 3.2 Phản ứng hạt nhân quan tâm thông số đồng vị cho bảng 3.3 Bảng 3.2: Diện tích đỉnh lượng thu mẫu chuẩn Đồng vị quan tâm Tên mẫu Thời gian chiếu Thời gian chờ Thời gian đo (s) (s) Diện tích đỉnh Np (s) Fe MC Al 2425 336240 4572 16092 4695 Bảng 3.3: Thông số hạt nhân đồng vị quan tâm [14] Đồng vị bia Phản ứng quan tâm 56 56 27 27 Fe Al Fe (n,p) 56Mn Al (n,α) 24Na Đồng vị phóng xạ 56 Mn 24 Na Chu kỳ bán rã T 1/2 (giờ) Tiết diện phản ứng Năng lượng E γ σ (mb) (keV) 2,58 0,93 846,76 15 0,61 1368,6 3.1.4 Kết Đối với phản ứng 56Fe (n,p) 56Mn 27Al (n,α) 24Na ta dùng thông lượng neutron nhanh tương ứng (đã xác định chương 2) để tính hàm lượng nguyên tố quan tâm cách thay thông số bảng 3.2 3.3 vào công thức (2.1) Kết xác định hàm lượng mẫu chuẩn cho bảng 3.4 Bảng 3.4: Kết xác định hàm lượng mẫu chuẩn Tên mẫu MC Đồng vị quan tâm Hàm lượng (%) Pha chế Thực nghiệm Fe 14,96 Al 9,97 13,17 ± 2,10% 11,66 ± 1,82% Độ sai lệch (%) 13,59 14,49 Qua kết tính ta thấy hàm lượng Fe 13,17% hàm lượng biết trước 14,96%, độ sai lệch kết hai phương pháp 13,59% Đối với Al, kết xác định 11,66% hàm lượng biết trước 9,97%, độ sai lệch kết 14,49% Nhìn chung, độ sai lệch chấp nhận (dưới 15%) áp dụng để xác định hàm lượng Fe Al mẫu địa chất Nguyên nhân dẫn tới độ sai lệch cao trình thực nghiệm có sai số như: đường cong hiệu suất, thống kê số đếm, cân mẫu… 3.2 Phân tích hàm lượng Fe Al số mẫu địa chất 3.2.1 Chuẩn bị mẫu phân tích Mẫu nhận từ khoa Địa chất trường Đại học Khoa học Tự nhiên TPHCM Tổng cộng có mẫu đánh dấu A,B,C,D Mẫu A khối đá có dạng hình tổ ong, mẫu B phần phong hóa nằm khối đá xanh (mẫu C) mẫu D có dạng bột mịn nghiền ray kỹ Các mẫu sau nhận cần xử lý theo quy trình hình 3.1: Sấy mẫu nhiệt Để khô nhiệt Phá hủy mẫu đèn hồng ngoại độ phòng Đóng giói mẫu độ 1050 Ray hạt cỡ 0.25 Giã nhuyễn μm Hình 3.1: Quy trình xử lý mẫu Để kích hoạt neutron, mẫu cần cho vào ống kích hoạt với khối lượng vừa đủ Trong thực nghiệm này, khối lượng mẫu chọn khoảng gram Mỗi mẫu A, B, C, D chia làm mẫu khác với khối lượng cho bảng 3.5 Bảng 3.5: Khối lượng mẫu phân tích Loại mẫu Tên mẫu Khối lượng mẫu (g) A A1 5,0256 A2 5,0076 A3 5,0092 B1 5,0039 B2 5,0100 B3 5,0080 C1 5,0034 C2 5,0003 C3 5,0083 D1 5,0021 D2 5,0036 D3 5,0044 B C D 3.2.2 Chiếu đo mẫu Tất mẫu sau xử lí chiếu kênh nhanh nguồn neutron Am-Be khoảng thời gian từ đến ngày Sau ngừng chiếu, mẫu chờ rã đo với hệ phổ kế gamma HPGe Các số liệu thời gian chiếu, chờ, đo diện tích đỉnh lượng toàn phần cho bảng 3.6 Các phản ứng thông số hạt nhân đồng vị quan tâm cho bảng 3.3 Bảng 3.6: Diện tích đỉnh lượng thu Tên mẫu Đồng vị quan tâm A1 Fe Al A3 C2 1,02 193,23 0,85 2,93 1879 2556 143,05 3,30 18,54 10732 1361 139,80 4,28 3,35 1961 2220 171,83 1,23 3,08 3205 4312 95,33 0,67 19,41 12523 2991 502,15 1,30 6,14 Fe Al 646 3743 Fe Al D1 3,37 Fe Al C3 118,00 Fe Al Diện tích đỉnh N P 948 Fe Al B3 Thời gian đo (giờ) Fe Al B2 Thời gian chờ (giờ) Fe Al B1 Thời gian chiếu (giờ) 5992 879 52,98 0,68 3,00 2563 3.2.3 Kết phân tích hàm lượng nguyên tố Sau có số liệu thưc nghiệm, ta sử dụng công thức (2.1) để xác định khối lượng nguyên tố quan tâm, sau xác định hàm lượng Ngoài số liệu cho bảng 3.5 bảng 3.6, cần quan tâm số liệu sau [14]: 56Mn, xác suất phát tia gamma lượng 846,76 keV γ=70%; Về độ phổ cập đồng vị θ, 56Fe 92% 27Al 100%; Hiệu suất ghi đỉnh lượng tia gamma, ε p =0, 0246 E γ = 846, 76 keV ε p =0, 01646 E γ = 1368, 60 keV 56 Mn Na Kết cho bảng 3.7 24 Bảng 3.7: Kết tính hàm lượng nguyên tố mẫu địa chất Tên mẫu Nguyên tố quan tâm Hàm lượng (%) A1 Fe 27,54 ± 1,23 Al A3 Fe Al B1 Fe Al B2 Fe Al B3 Fe Al C2 Fe Al C3 Fe Al D1 Fe Al 7,10 ± 0,55 24,33 ± 1,14 11,35 ± 0,68 17,66 ± 0,96 9,42 ± 0,63 20,43 ± 1,05 7,22 ± 0,24 14,81 ± 0,75 10,96 ± 0,23 14,65 ± 0,56 9,78 ± 0,96 14,80 ± 0,75 11,16 ± 1,12 5,39 ± 0,19 9,69 ± 0,37 3.3 Kết luận Như vậy, chương phân tích hàm lượng Fe Al có mẫu chuẩn (đã biết trước hàm lượng) cách sử dụng thông lượng neutron nhanh xác định chương nhằm đánh giá độ tin cậy phương pháp Việc áp dụng để xác định hàm lượng Fe Al mẫu địa chất (chưa biết hàm lượng) thực Kết đo cho thấy hàm lượng Fe có chênh lệch lớn loại mẫu, cao cho mẫu loại A(25,94%) thấp mẫu loại D(5,39%) Hàm lượng Al đồng loại mẫu, cao mẫu loại C(10,69%) thấp mẫu loại B(9,20%) KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Bằng việc nghiên cứu xác định thông số phổ neutron kênh nhanh hệ phân tích kích hoạt với nguồn đồng vị Am-Be môn Vật lý hạt nhân, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp.HCM, luận văn xác định được: - Thông lượng neutron nhanh đo thông qua kích hoạt mẫu Al tinh khiết: phản ứng (n, p), lượng ngưỡng 4,3 MeV- 5,3 MeV, φ f = (2,95 ± 0,14).106 n.cm-2.s-1; phản ứng (n, α), lượng ngưỡng 7,3 MeV - 8,8 MeV, φf = (5,20 ± 0,07).106 n.cm-2.s-1 Với mẫu hợp kim Al - 0,1%Au, phản ứng quan tâm (n, α), φ f = (5,63 ± 0,04).106 n.cm-2.s-1 - Thông lượng neutron nhiệt φth = (4,05 ± 0,19).103 xác định cách chiếu trần chiếu bọc Cadmi mẫu hợp kim Al - 0,1% Au dạng - Các thông số phổ neutron nhiệt kênh nhanh đo thông qua hai cặp monitor Au - Mn (áp dụng phương pháp tỉ số Cadmi): α = -0,282 ± 0,012 f = 3,184 ± 0,018 - Hàm lượng Fe Al mẫu chuẩn với độ sai lệch so với hàm lượng biết 13,59% 14,49% - Hàm lượng Fe Al mẫu địa chất xây dựng quy trình đo hàm lượng nguyên tố kênh nhanh KIẾN NGHỊ VÀ PHÁT TRIỂN Do thời gian có hạn mẫu chuẩn chưa nhiều nên khóa luận chưa khảo sát sâu, có thời gian công việc sau tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện việc: - Khảo sát thông lượng neutron nhanh nhiệt kênh nhanh nguồn Am - Be cho nhiều monitor - Xác định hệ số α tỉ số f có tính đến việc hiệu chỉnh hệ số tự hấp thụ tia gamma, hệ số tự che chắn neutron nhiệt nhiệt thực nghiệm - Xác định hàm lượng nguyên tố thông qua việc xác định thông lượng neutron nhanh cần có kết từ phép đo khác để so sánh Tôi hy vọng phương pháp phân tích kích hoạt neutron kênh nhanh nguồn đồng vị Am - Be môn Vật lý hạt nhân tiếp tục nghiên cứu phát triển nhiều để thuận tiện cho việc phân tích kích hoạt đồng vị ứng dụng việc xác định hàm lượng nguyên tố quan tâm DANH MỤC CÔNG TRÌNH Tên đề tài: Phép đo tiết diện trung bình phản ứng (n,p) Fe Ti kích hoạt neutron nguồn Am-Be Nhóm tác giả: Huỳnh Trúc Phương, Nguyễn Anh Khoa, Lê Quang Thành, Lưu Đặng Hoàng Oanh, Nguyễn Thị Quý Báo cáo Hội nghị Khoa học Công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ 10 (1516/08/2013) TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Ngô Quang Huy (2006), Cơ sở vật lý hạt nhân, NXB Khoa học kỹ thuật, tr 323-330 [2] Nguyễn Thị Mỹ (2011), Xác định hàm lượng nguyên tố xi măng kích hoạt neutron, Luận văn Thạc sỹ, Đại học Cần Thơ [3] Huỳnh Trúc Phương (2009), Giáo trình phân tích kích hoạt -lưu hành nội bộ, ĐH KHTN Tp.HCM [4] Huỳnh Trúc Phương (2011), Phát triển phương pháp chuẩn hóa k -INAA phân tích kích hoạt neutron cho nguồn neutron đồng vị Am-Be môn Vật lý Hạt Nhân, Báo cáo đề tài cấp ĐHQG, ĐH KHTN Tp HCM [5] Nguyễn Võ Hoài Thơ (2008), Xây dựng chương trình hiệu chỉnh trùng phùng cho hệ phổ kế gamma, khóa luận tốt nghiệp Đại học, ĐH KHTN Tp HCM [6] Văn Thị Thu Trang (2008), Xác định số k phương pháp k -INAA kích hoạt neutron nguồn đồng vị Am-Be, Luận văn tốt nghiệp, ĐH KHTN Tp HCM TIẾNG ANH [7] F D.Corte (1987), The k -standardization method: A move to the Opitimization of Neutron Activation Analysis, PhD Thesis, GENT Univ [8] F.D Corte, A Simonits (2003), “Recommended nuclear data for use in the k standardization of Neutron Activation Analysis”, Atomic Data and Nuclear Data Tables 8, pp 47- 67 [9] D Hamilton (2006), Neutron interactions with Matter, European Commission [10] S.F.Mughabghab, Thermal neutron capture cross sections resonance integrals and g-factors, Brookhaven National Laboratory Upton, NY 11973-5000 U.S.A [11] H.T.Phuong (1998), Neutron Activation Analysis with Am-Be source using gamma ray spectroscopy with NalI(Tl) detector, Master Thesis, Univ Sci., VNU-HCM (in Vietnamese) [12] H.T.Phuong et.al, Development of k -INAA standardization method by neutron activation with Am-Be source Applied Radiation and Isotopes, Volume 70, Issue 3, March 2012, pp 478-482 [13] P.D.Tri (1996), Neutron Activation Analysis on MTA-1257 with Am-Be source, Master Thesis, Univ Sci, VNU-HCMC (in Vietnamese) [14] D De Soete, R Gijbels and J Hoste (1972), Neutron Activation Analysis, John Wiley&Sons Inc., N.Y [15] R.B.M.Sogbadji, B.J.B Nyarko, E.H.K Akaho, R.G Abrefah (2011), “Determination of neutron fluxes and spectrum shaping factor in irradiation sites of Ghana’s miniature neutron soure reactor (mnsr) by activation method after compensation of loss of excess reactivity’’, world journal of nuclear science and technology, pp 50-56 [16] http://www.en.wikipedia.org/wiki/Neutron_activation_analysis [17] http://360.thuvienvatly.com/bai-viet/lich-su-vat-ly/3001-1932 [...]... tài: Nghiên cứu phép phân tích kích hoạt neutron nhanh trên nguồn neutron Am- Be Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu phép phân tích kích hoạt neutron nhanh trên nguồn Am- Be dựa vào phản ứng hạt nhân (n, p), (n, α ) và ứng dụng phân tích hàm lượng nguyên tố Fe, Al trong mẫu địa chất Để phát triển kỹ thuật phân tích kích hoạt neutron nhanh tại kênh nhanh của nguồn Am- Be, luận văn tiến hành nghiên cứu: ... cứu:  Tổng quan cơ sở phân tích kích hoạt neutron  Khảo sát các đặc trưng của hệ phân tích kích hoạt bao gồm đặc trưng của hệ phổ kế gamma với detector HPGe và đặc trưng của phổ neutron của nguồn Am- Be  Áp dụng phân tích hàm lượng nguyên tố Fe, Al trong mẫu địa chất bằng kích hoạt neutron nhanh Chương 1 TỔNG QUAN CƠ SỞ PHÂN TÍCH KÍCH HOẠT NEUTRON 1.1 Neutron Trước khi tìm ra neutron người ta chỉ... lượng mẫu phân tích (g) (1.20) Chương 2 KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA HỆ PHÂN TÍCH KÍCH HOẠT 2.1 Giới thiệu hệ phân tích kích hoạt 2.1.1 Nguồn neutron đồng vị Am- Be Nguồn neutron tại bộ môn Vật lý hạt nhân là nguồn neutron đồng vị AmBe, hoạt độ 5 Ci, tương đương với cường độ neutron 1,5 × 107 n.s-1 Neutron được sinh ra theo cơ chế như sau: đồng vị phóng xạ Am (chu kỳ bán rã 432 năm) 241 phân rã... diện tích của đỉnh cho phép xác định hàm lượng của nguyên tố đó (định lượng) Có hai cách để phân tích kích hoạt neutron [3], [14]: thứ nhất, phân tích kích hoạt có xử lý hóa hay phân tích hủy mẫu (Radiochemical Neutron Activation Analysis - RNAA); thứ hai, phân tích kích hoạt dụng cụ hay phân tích kích hoạt không hủy mẫu (Instrumental Neutron Activation Analysis - INAA) Trong hai phương pháp trên thì... tại kênh chiếu neutron nhiệt, còn kênh neutron nhanh vẫn chưa được nghiên cứu sử dụng Vì vậy, để đưa vào khai thác sử dụng kênh nhanh dùng cho kích hoạt neutron thì việc nghiên cứu phát triển kỹ thuật phân tích kích hoạt neutron trên kênh nhanh này là cần thiết và có ý nghĩa Nếu nghiên cứu thành công các thông số phổ neutron tại kênh nhanh này thì việc phân tích hàm lượng các nguyên tố như Al, Fe, Ti,... hủy mẫu, phân tích nhanh, độ chính xác cao, đơn giản trong thực nghiệm…Kỹ thuật phân tích này dựa trên phản ứng hạt nhân bia với neutron từ lò phản ứng, máy gia tốc hay nguồn neutron đồng vị [14] Vào năm 1994, bộ môn Vật lý hạt nhân - Trường Đại học Khoa học tự nhiên Tp HCM đã xây dựng và hoàn thiện hệ thống phân tích kích hoạt neutron MTA - 1527 với nguồn neutron đồng vị Am - Be (5Ci) và hoạt độ của... Ngoài neutron nhiệt, neutron trên nhiệt thì neutron nhanh cũng được dùng trong phân tích kích hoạt Lò phản ứng hạt nhân thực nghiệm hoạt động trong vùng năng lượng nhiệt lớn (100 kW-10MW) với thông lượng neutron nhiệt khoảng 1012 - 1014 n.cm-2.s-1 Đây là nguồn neutron hiệu quả nhất cho phân tích kích hoạt do tiết diện hấp thụ neutron cao trong vùng nhiệt đối với đa số các nguyên tố Ngoài ba loại nguồn. .. neutron rất quan trọng trong phân tích kích hoạt neutron Trong thực tế, có nhiều loại nguồn neutron, vì vậy tùy theo yêu cầu và phương pháp phân tích để lựa chọn loại nguồn phù hợp Đặc trưng quan trọng nhất của một nguồn neutron là năng lượng neutron và thông lượng neutron do nó phát ra 1.1.1.1 Nguồn neutron đồng vị (hay nguồn neutron loại (α , n ) ) Phần lớn nguồn neutron đồng vị thường sử dụng là những... xạ với chu kỳ bán rã 7,1 giây, phát ra bức xạ gamma để trở về trạng thái cơ bản 1.3 Phương trình cơ bản trong phép phân tích kích hoạt neutron 1.3.1 Giới thiệu Phân tích kích hoạt neutron (Neutron Activation Analysis - NAA) là một kỹ thuật phân tích có độ nhạy cao đáp ứng được cả hai yêu cầu định tính (qualitative) và định lượng (quantitative) của phân tích đa nguyên tố trong nhiều loại mẫu khác nhau... Phổ năng lượng tia gamma của mẫu Al-01 Hình 2.5: Phổ năng lượng tia gamma của mẫu Al - 0,1%Au (chiếu bọc) Hình 3.1: Quy trình xử lý mẫu MỞ ĐẦU Kỹ thuật phân tích kích hoạt neutron trên lò phản ứng hạt nhân ra đời từ những năm 1940 Ngày nay hơn 90% lò phản ứng trên thế giới đều dùng kỹ thuật phân tích kích hoạt neutron để xác định hàm lượng nguyên tố trong vật liệu vì kỹ thuật phân tích này có tính vượt ... triển kỹ thuật phân tích kích hoạt neutron nhanh kênh nhanh nguồn Am- Be, luận văn tiến hành nghiên cứu:  Tổng quan sở phân tích kích hoạt neutron  Khảo sát đặc trưng hệ phân tích kích hoạt bao gồm... kênh nhanh dùng cho kích hoạt neutron việc nghiên cứu phát triển kỹ thuật phân tích kích hoạt neutron kênh nhanh cần thiết có ý nghĩa Nếu nghiên cứu thành công thông số phổ neutron kênh nhanh. .. neutron nhanh nguồn neutron Am- Be Mục tiêu đề tài nghiên cứu phép phân tích kích hoạt neutron nhanh nguồn Am- Be dựa vào phản ứng hạt nhân (n, p), (n, α ) ứng dụng phân tích hàm lượng nguyên tố