i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ  ĐỐNG THỊ NHƯ Ý NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN BUỒNG CHÌ CHO PHÂN TÍCH ĐỒNG VỊ PHĨNG XẠ TẠI VÙNG NĂNG LƯỢNG NHỎ HƠN 100 KeV BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC  Thành phố Hồ Chí Minh-2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ  ĐỐNG THỊ NHƯ Ý NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN BUỒNG CHÌ CHO PHÂN TÍCH ĐỒNG VỊ PHĨNG XẠ TẠI VÙNG NĂNG LƯỢNG NHỎ HƠN 100 KeV BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM Ngành: VẬT LÝ Mã số: 105 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: THS TRẦN THIỆN THANH  Thành phố Hồ Chí Minh-2012 LỜI CÁM ƠN Như người ta thường nói “Cần cù bù thơng minh” Câu với tôi, không thông minh sau khoảng thời gian dài phấn đấu chăm học tập, vui mừng, phấn khởi xen tự hào nhận thông báo đủ tiêu chuẩn làm luận văn tốt nghiệp đại học Thế nhưng, vốn không nhanh nhạy, bắt tay vào làm luận văn, tơi gặp nhiều khó khăn mặt tư lẫn tinh thần… Cuối cùng, để hồn thành luận văn này, nhận hỗ trợ thầy cơ, bạn bè gia đình Nay, tơi xin gửi lời cám ơn chân thành từ tận đáy lịng đến:  Tồn thể thầy khoa Vật lý trường Đại học Sư Phạm TPHCM Thầy cô, người đưa đò cần mẫn truyền đạt kiến thức bổ ích cho tơi, tảng phục vụ vấn đề luận văn hành trang đường nghiệp tương lai Thầy Ths Hồng Đức Tâm, Phan Thị Minh Tâm giúp đỡ mặt tài liệu, trả lời câu hỏi ngày đầu bỡ ngỡ làm với luận văn Thầy Ths Lê Cơng Hảo dành thời gian quý báu để đọc nội dung góp ý cho luận văn tơi hồn thiện  Đặc biệt, thầy Ths Trần Thiện Thanh, người thầy hướng dẫn ý tưởng luận văn, giải đáp thắc mắc tơi để hồn thành luận văn  Xin cám ơn gia đình hỗ trợ mặt từ vật chất đến tinh thần cho  Bạn Vũ Ngọc Ba nhiệt tình giúp đỡ Chân thành cám ơn Đống Thị Như Ý MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT I DANH MỤC CÁC BẢNG II DANH MỤC CÁC HÌNH III PHẦN MỞ ĐẦU V CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 1.1 Phóng xạ môi trường 1.1.1 Đồng vị phóng xạ nhân tạo 1.1.2 Đồng vị phóng xạ tự nhiên 1.1.2.1 Đồng vị phóng xạ tạo từ tia vũ trụ 1.1.2.2 Đồng vị phóng xạ vỏ Trái Đất .2 1.1.3 Phông xạ gamma 1.2 Tương tác xạ với vật chất 1.2.1 Hiệu ứng quang điện 1.2.2 Hiệu ứng Compton .7 1.2.3 Hiệu ứng tạo cặp 1.3 Các hiệu quan trọng toán ghi nhận xạ 10 1.3.1 Các hiệu hình học đo 10 1.3.1.1 Hiệu gây lớp vật chất nằm mẫu đo detector… 10 1.3.1.2 Hiệu góc đặc 10 1.3.2 Các hiệu liên quan đến mẫu cần đo 12 1.3.2.1 Hiệu tự hấp thụ mẫu 12 1.3.2.2 Hiệu tán xạ nguồn .13 1.3.3 Các hiệu liên quan đến detector 13 1.3.3.1 Tán xạ hấp thụ gây cửa sổ detector 13 1.3.3.2 Hiệu suất ghi detector 14 CHƯƠNG 2- GIỚI THIỆU HỆ PHỔ KẾ GAMMA PHƠNG THẤP ĐẦU DỊ HPGE-GC2018 VÀ BUỒNG CHÌ CẢI TIẾN ĐỂ GIẢM PHƠNG NỀN 15 2.1 Mô tả hệ phổ kế 15 2.1.1 Đầu dò HPGe GC2018 16 2.1.2 Buồng chì giảm phơng .18 2.2 Buồng chì cải tiến cho phân tích đồng vị phóng xạ vùng lượng thấp 19 2.2.1 Buồng chì trước cải tiến 19 2.2.2 Buồng chì cải tiến .20 2.3 Khái quát đại lượng dùng khảo sát hiệu việc cải tiến buồng chì 21 2.3.1 Chuẩn lượng 22 2.3.2 Chuẩn độ rộng đỉnh phổ 22 2.3.3 Giới hạn tới hạn L C (số đếm) 23 2.3.4 Giới hạn phát L D (số đếm) .24 2.3.5 Giới hạn phát hoạt độ MDA (Bq) 26 2.3.6 Giới hạn phát nồng độ MDC (Bq/ kg) 27 2.3.6.1 Đường cong hiệu suất chuẩn 28 2.3.6.2 Sai số hiệu suất 28 CHƯƠNG 3- KẾT QUẢ TÍNH TỐN THỰC NGHIỆM 30 3.1 Chuẩn lượng 30 3.2 Chuẩn độ rộng đỉnh phổ 32 3.3 Kết khảo sát đồng vị có phông hệ phổ kế gamma 32 3.3.1 Tốc độ đếm đồng vị phông 32 3.3.2 Kết khảo sát giá trị giới hạn phát L D đồng vị có phơng 40 3.3.3 Kết khảo sát giá trị giới hạn phát nồng độ MDC đồng vị phóng xạ có phơng 44 3.3.3.1 Giới hạn phát nồng độ MDC cho đồng vị có phơng sử dụng nguồn chuẩn hình trụ .44 3.3.3.2 Giới hạn phát nồng độ MDC đồng vị có phông sử dụng nguồn chuẩn nguồn điểm .49 KẾT LUẬN 55 KIẾN NGHỊ 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Bq Becquerel TPHCM Phân rã/giây Thành phố Hồ Chí Minh SE Single Escape peak Đỉnh đơn DE Double Escape peak Đỉnh đơi ADC Analog-to-Digital Converter Bộ biến đổi tương tự - số MCA Multi Channel Analyzer Máy phân tích đa kênh FWHM Full Width Half Maximum Độ rộng nửa chiều cao đỉnh phổ HPGe Hyper pure Germanium Germanium siêu tinh khiết MDA Minimum Detectable Activity Giới hạn phát hoạt độ LD Detection Limit Giới hạn phát LC Critical Limit Giới hạn tới hạn MDC Minium Detectable Concentration Giới hạn phát nồng độ DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Thơng tin kích thước đầu dò HPGe GC 2018 17 Bảng 3.1 Bảng đồng vị chuẩn biết lượng gamma số kênh 30 Bảng 3.2 Kết tốc độ đếm toàn phần đồng vị có phơng trường hợp mở nắp buồng chì, đóng nắp chưa cải tiến cải tiến buồng chì Đơn vị tốc độ đếm (số đếm/ giờ) 33 Bảng 3.3 Kết tốc độ đếm đỉnh đồng vị có phơng trường hợp mở nắp buồng chì, đóng nắp chưa cải tiến cải tiến buồng chì Đơn vị tốc độ đếm (số đếm/ giờ) 35 Bảng 3.4 Kết tính tốn giá trị giới hạn phát L D đồng vị có phơng lúc mở nắp, đóng nắp cải tiến buồng chì Đơn vị giới hạn phát L D (số đếm) 41 Bảng 3.5 Nguồn chuẩn hình trụ 45 Bảng 3.6 Giá trị giới hạn phát nồng độ MDC đồng vị có phơng trường hợp mở nắp, đóng nắp, cải tiến buồng chì (Nguồn trụ) Đơn vị MDC (Bq/ kg) 47 Bảng 3.7 Nguồn điểm chuẩn 49 Bảng 3.8 Giá trị giới hạn phát nồng độ MDC đồng vị có phơng trường hợp mở nắp, đóng nắp, cải tiến buồng chì (Nguồn điểm) Đơn vị MDC (Bq/ kg) 51 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Họ Thorium (4n) Hình 1.2 Họ uranium (4n+2) Hình 1.3 Họ actinium (4n+3) .3 Hình 1.4 Cơ chế hấp thụ quang điện Hình 1.5 Tán xạ Compton Hình 1.6 Hiệu ứng tạo cặp Hình 1.7 Minh họa tính góc đặc nguồn điểm nhìn detector có bề mặt hình trịn 11 Hình 1.8 Mẫu đo phủ đế 12 Hình 1.9 Hiệu ứng tán xạ hấp thụ xạ cửa sổ detector 13 Hình 2.1 Sơ đồ hệ phổ kế gamma 15 Hình 2.2 Hệ phổ kế gamma mơn vật lý hạt nhân 16 Hình 2.3 Cấu trúc đầu dị HPGe GC2018 (kích thước mm) 17 Hình 2.4 Mặt cắt dọc buồng chì giảm phơng (cm) 18 Hình 2.5 Buồng chì trước cải tiến 19 Hình 2.6 Buồng chì cải tiến cách lót thêm khối chì siêu hình trụ lớp đồng hấp thụ tia X 21 Hình 3.1 Đồ thị đường chuẩn lượng theo số kênh 31 Hình 3.2 Đồ thị đường chuẩn FWHM theo lượng 32 Hình 3.3 Phổ phơng buồng chì mở nắp đóng nắp chưa cải tiến 38 Hình 3.4 Phổ phơng buồng chì đóng nắp chưa cải tiến sau cải tiến 39 Hình 3.5 Phổ phơng buồng chì mở nắp, buồng chì trước sau cải tiến 40 Hình 3.6 Đồ thị so sánh giới hạn phát mở nắp đóng nắp buồng chì chưa cải tiến 43 Hình 3.7 Đồ thị so sánh giới hạn phát đóng nắp cải tiến buồng chì 43 Hình 3.8 Đồ thị so sánh giới hạn phát mở nắp, đóng nắp chưa cải tiến sau cải tiến buồng chì 44 Hình 3.9 Đồ thị đường cong hiệu suất chuẩn cho nguồn hình trụ 46 Hình 3.10 Đồ thị đường cong hiệu suất chuẩn cho nguồn điểm 50 Hình 3.11 Phổ phông trước sau cải tiến khơng lót thêm lớp đồng 53 Hình 3.12 Phổ phơng trước sau cải tiến có lót thêm lớp đồng 54 Hình 3.8 Đồ thị so sánh giới hạn phát mở nắp, đóng nắp chưa cải tiến sau cải tiến buồng chì Từ hình (3.6), (3.7), (3.8) dễ dàng nhận thấy giá trị giới hạn phát L D nhỏ cải tiến buồng chì, điều giúp phát đồng vị phóng xạ vùng lượng thấp dễ dàng hơn, chứng tỏ hiệu việc cải tiến buồng chì để phân tích đồng vị phóng xạ vùng lượng nhỏ 100 keV tốt 3.3.3 Kết khảo sát giá trị giới hạn phát nồng độ MDC đồng vị phóng xạ có phơng Mục trình bày việc tính tốn giá trị giới hạn phát nồng độ MDC cho đồng vị có phông vùng lượng nhỏ 100 keV, đồng thời cho vùng lượng lớn 100 keV trường hợp mở nắp, đóng nắp cải tiến buồng chì 3.3.3.1 Giới hạn phát nồng độ MDC cho đồng vị có phơng sử dụng nguồn chuẩn hình trụ Giá trị MDC tính theo công thức (2.24) chương MDC = Với LD mεI γ t m (3.3) L D giới hạn phát (số đếm) ε hiệu suất ghi detector I γ xác suất phát gamma t m thời gian đo (giây) m khối lượng mẫu (kg) Giới hạn phát nồng độ MDC có liên quan đến hiệu suất ghi nhận ɛ detector xạ gamma có lượng xác định, mà muốn tính giá trị hiệu suất cần xây dựng đường cong hiệu suất chuẩn Để chuẩn hiệu suất, mục sử dụng mẫu chuẩn RGU hình trụ, có khối lượng 0,167 kg, hoạt độ phóng xạ 4940 Bq/ kg, sai số 30 Bq/ kg, mật độ 1,3 g/ cm3 Mẫu đo thời gian ngày Mẫu nhốt thời gian 40 ngày để đạt cân phóng xạ hạt nhân 226Ra 222 Rn [13] Nguồn chuẩn hình trụ đặt sát detector Bảng 3.5 Nguồn chuẩn hình trụ Đồng vị Năng lượng (keV) 238 U 46,5 238 U 63,3 238 U 186,2 238 U 241,9 238 U 295,2 238 U 351,9 238 U 609,3 Hiệu suất 0,00179 ±0,00014 0,01594 ±0,00040 0,04220 ±0,00036 0,03365 ±0,00025 0,02891 ±0,00019 0,02505 ±0,00052 0,01364 ±0,00010 238 U 806,1 238 U 1120,3 238 U 1238,4 238 U 1401,5 238 U 238 U 1509,2 1764,5 0,01044 ±0,00023 0,00829 ±0,00006 0,00766 ±0,00007 0,00699 ±0,00040 0,00675 ±0,00013 0,00637 ±0,00005 Bằng chương trình xử lý phổ Genie- 2000, tơi lập phương trình đường cong hiệu suất chuẩn: ln (ɛ )= -503,8 +401,8 ln (E) -128,2(lnE)2 +20,39(lnE)31,621(lnE)4+0,05156(lnE)5(3.3) Sử dụng phần mềm Origin 6.0, vẽ đồ thị đường cong hiệu suất chuẩn cho nguồn hình trụ: Hình 3.9 Đồ thị đường cong hiệu suất chuẩn cho nguồn hình trụ Nhận xét: Theo hình (3.9), vùng lượng cao, hiệu suất giảm hạn chế thể tích detector Hiệu suất cao khoảng lượng 186,2 keV tia gamma lượng khơng bị hấp thụ mẫu chuẩn, bay đến vào vùng nhạy detector, detector ghi nhận Tại vùng lượng nhỏ 100 keV, hiệu suất nhỏ hấp thụ tia gamma mẫu hình trụ, lớp vỏ lớp chết detector Bảng 3.6 Giá trị giới hạn phát nồng độ MDC đồng vị có phơng trường hợp mở nắp, đóng nắp, cải tiến buồng chì (Nguồn trụ) Đơn vị MDC (Bq/ kg) Nhân Nhân Năng Hiệu mẹ lượng suất (keV) 46,5 210 Pb 238 U 234 Th 226 Ra 214 Pb Mở nắp Đóng nắp Cải tiến 0,00216 304,19±22,91 79,34±6,11 40,11±3,83 63,3 0,01404 50,31±3,37 8,37±0,66 8,14±0,65 73,9 0,02444 9697,01±630,55 1620,86±149,47 1366,74±145,04 83,3 0,03277 1639,84±114,86 410,77±29,71 195,47±18,75 92,8 0,03935 39,07±2,09 6,62±0,44 5,34±0,40 186,2 0,04206 15,50±0,97 3,93±0,26 3,08±0,23 53,2 0,00566 456,22±44,16 73,21±8,48 60,47±8,28 242,0 0,03415 8,73±0,63 2,05±0,19 1,62±0,18 295,2 0,02853 3,47±0,24 0,93±0,08 0,74±0,08 214 Bi 232 Th 228 Ac 212 Pb 208 Tl 40 K 609,3 0,01482 1,57±0,13 0,51±0,05 0,38±0,04 1120,3 0,00912 6,27±0,62 1,70±0,19 1,08±0,16 1764,5 0,00732 4,50±0,57 1,47±0,19 1,36±0,21 260144,93 80608,64 42984,11 ±33360,68 ±8685,27 ±6041,28 42,5 0,00096 77,3 0,02764 4202,06±263,35 575,39±63,60 404,12±53,61 99,5 0,04277 60,98±4,77 10,04±0,89 7,77±0,86 911,2 0,01063 3,01±0,29 0,92±0,10 0,75±0,10 338,3 0,02515 5,71±0,42 1,50±0,14 1,19±0,14 238,6 0,03458 1,47±0,09 0,35±0,03 0,26±0,02 583,2 0,01539 0,83±0,08 0,26±0,03 0,21±0,03 1460,8 0,00779 10,11±0,93 2,71±0,28 2,59±0,29 Nhận xét: Xét vùng lượng nhỏ 100 keV, bảng (3.6) cho thấy giá trị giới hạn phát nồng độ MDC cao lúc buồng chì mở nắp, giảm đóng nắp buồng chì đạt giá trị nhỏ trường hợp buồng chì cải tiến Như trình bày mục 2.3.6 chương 2, giới hạn phát nồng độ MDC giá trị giới hạn phát hoạt độ MDA tính theo đơn vị nồng độ Như vậy, buồng chì cải tiến, hoạt độ nhỏ đồng vị phông mà hệ đo cịn đo có giá trị thấp Điều chứng tỏ phơng giảm Việc cải tiến buồng chì hạn chế tối đa lượng khơng khí, xạ gamma bên ngồi xâm nhập vào buồng chì Vùng lượng lớn 100 keV, giới hạn phát nồng độ MDC lớn buồng chì mở nắp nhỏ cải tiến buồng chì 3.3.3.2 Giới hạn phát nồng độ MDC đồng vị có phơng sử dụng nguồn chuẩn nguồn điểm Tương tự sử dụng nguồn chuẩn hình trụ, để tính giá trị MDC, trước tiên ta tiến hành chuẩn hiệu suất Các nguồn điểm dùng để chuẩn hiệu suất Ba, 57Co, 60Co, 22Na Tất nguồn có thơng số hoạt độ nhà sản 133 xuất 1mCi (37MBq), sai số hoạt độ lấy % Do nguồn điểm nhỏ, nên xem khối lượng nguồn điểm đơn vị khối lượng Nguồn điểm đặt cách detector 15,175 cm Bảng 3.7 Nguồn điểm chuẩn Đồng vị Năng lượng (keV) Hiệu suất 53,16 0,00123 ±0,00005 Ba 81,49 0,00340 ±0,00007 Co 122,1 0,00420 ±0,00008 136,5 0,00414 ±0,00009 276,3 0,00272 ±0,00006 302,8 0,00250 ±0,00005 355,8 0,00216 ±0,00004 Ba 383,6 0,00196 ±0,00004 Co 1173,2 0,00063 ±0,00001 1274,5 0,00054 ±0,00001 1332,5 0,00049 ±0,00001 133 Ba 133 57 57 Co 57 Ba 133 Ba 133 Ba 133 60 22 Na 60 Co Sử dụng chương trình Genie -2000, tơi lập phương trình đường cong hiệu suất chuẩn cho nguồn điểm: ln (ɛ )= -90,30+34,08(lnE) +1,733 (lnE)2 -2,547(lnE)3+0,4018(lnE)4- 0,01972(lnE)5(3.7) Sử dụng phần mềm Origin 6.0, vẽ đồ thị đường cong hiệu suất chuẩn cho nguồn điểm: Hình 3.10 Đồ thị đường cong hiệu suất chuẩn cho nguồn điểm Nhận xét: Nguồn chuẩn hình trụ nguồn điểm khác hồn tồn dạng hình học khoảng cách từ nguồn đến detector, dẫn đến đường cong hiệu suất chuẩn có dạng khác Ứng với khoảng cách khác từ nguồn đến detector có đường cong hiệu suất khác Bảng 3.8 Giá trị giới hạn phát nồng độ MDC đồng vị có phơng trường hợp mở nắp, đóng nắp, cải tiến buồng chì (Nguồn điểm) Đơn vị MDC (Bq/ kg) Nhân Nhân Năng Hiệu mẹ lượng suất (keV) 46,5 0,00075 146,78±11,40 38,28±3,04 19,35±1,88 63,3 0,00210 56,08±3,91 9,33±0,76 9,08±0,75 73,9 0,00292 13530,06±916,76 2261,56±212,96 1906,98±205,61 83,3 0,00350 2562,18±185,98 641,81±48,00 305,41±29,86 92,8 0,00393 65,39±3,72 11,07±0,77 8,95±0,68 226 186,2 0,00383 28,42±1,85 7,21±0,50 5,65±0,44 214 53,2 0,00126 343,10±33,85 55,06±6,47 45,47±6,29 242,0 0,00315 15,80±1,19 3,72±0,36 2,92±0,34 295,2 0,00266 6,20±0,44 1,67±0,15 1,32±0,14 609,3 0,00146 2,66±0,23 0,86±0,08 0,64±0,07 1120,3 0,00075 12,66±1,28 3,44±0,39 2,18±0,32 1764,5 0,00025 21,94±2,83 7,19±0,94 6,65±1,02 85056,43 26355,63 14053,99 ±11027,19 ±2883,75 ±1993,30 210 Pb 238 U 234 Th Ra Pb 214 Bi 232 Th 228 Ac 42,5 Mở nắp Đóng nắp Cải tiến 0,00049 77,3 0,00315 6151,71±402,95 842,36±94,49 591,62±79,29 99,5 0,00414 105,31±8,49 17,33±1,58 13,41±1,51 911,2 0,00100 5,35±0,52 1,64±0,18 1,33±0,18 338,3 0,00237 10,12±0,77 2,66±0,25 2,11±0,25 212 238,6 0,00319 2,67±0,16 0,63±0,05 0,48±0,04 208 583,2 0,00151 1,41±0,13 0,44±0,05 0,35±0,04 29,79±2,80 7,97±0,84 7,64±0,87 Pb Tl 40 K 1460,8 0,00044 So sánh hiệu suất ghi nhận detector trường hợp nguồn hình trụ bảng (3.6) nguồn điểm bảng (3.8) dễ dàng nhận thấy hiệu suất ghi nhận xạ từ nguồn hình trụ lại cao nguồn trụ đặt sát detector, xạ không bị hấp thụ mẫu dễ dàng đến tương tác với detector hơn, nguồn điểm đặt cách detector 15,175 cm, nguồn đặt cách xa đầu dị góc khối thu nhận xạ giảm ngồi cịn hấp thụ xạ khơng khí đường nhiều, nên hiệu suất ghi nhận detector giảm Bảng (3.8 cho thấy giới hạn phát nồng độ MDC đồng vị phông lớn mở nắp buồng chì, giảm dần đóng nắp nhỏ buồng chì cải tiến Nhận xét chung: Kết bảng (3.6) (3.8) cho thấy xét nguồn chuẩn hình trụ nguồn điểm giới hạn phát nồng độ MDC đồng vị có phơng có giá trị khác hai nguồn dùng để chuẩn hiệu suất có dạng hình học, khối lượng khoảng cách đến detector khác Tuy nhiên, giá trị MDC tính với nguồn chuẩn dạng nhỏ trường hợp buồng chì cải tiến xét vùng lượng thấp nhỏ 100 keV vùng lượng cao Điều này, cho thấy việc cải tiến buồng chì đạt kết mong muốn hạn chế đóng góp đồng vị phóng xạ tự nhiên nhằm tạo phông thấp hơn, đặc biệt vùng lượng thấp nhỏ 100 keV phông giảm đáng kể, từ việc phát đồng vị phóng xạ vùng lượng thấp phát từ mẫu thuận tiện Điều có ý nghĩa phép đo mẫu, thực đo mẫu phông thấp giúp ta xác định đầy đủ đồng vị có mẫu xác định xác diện tích đỉnh đồng vị, đặc biệt mẫu mơi trường có hoạt độ thấp Trong luận văn này, buồng chì cải tiến phát huy tốt tác dụng làm giảm phơng thấp tới hạn không vùng lượng nhỏ 100 keV để phân tích đồng vị phóng xạ có hoạt độ thấp, mà cịn làm giảm phơng thấp tồn vùng lượng Ngồi ra, cải tiến buồng chì cách lót thêm lớp đồng (Cu) lên khối chì hình trụ để hấp thụ tia X đặc trưng từ chì (các tia X góp phần làm nhiễu phổ) hiệu Hình 3.11 Phổ phơng trước sau cải tiến khơng lót thêm lớp đồng [13] Hình (3.11) cho thấy cải tiến buồng chì cách lắp thêm khối chì hình trụ mà khơng lót thêm lớp đồng (Cu), phổ sau cải tiến vùng lượng thấp xuất nhiều đỉnh Các đỉnh đóng góp tia X đặc trưng từ chì làm phổ bị nhiễu (đã đề cập phần 2.2.2 chương 2) Hình 3.12 Phổ phơng trước sau cải tiến có lót thêm lớp đồng Từ hình (3.12): phổ phông sau cải tiến không xuất thêm đỉnh mới, chứng tỏ lớp đồng (Cu) hấp thụ tia X tốt hơn, có nghĩa làm cho số đỉnh phát vùng rõ ràng Như vậy, việc cải tiến buồng chì làm giảm phơng thấp tới hạn để phân tích đồng vị phóng xạ vùng lượng nhỏ 100 keV đạt kết tốt Ngồi ra, việc cải tiến buồng chì cịn ngăn khơng cho tia X đặc trưng từ chì làm ảnh hưởng đến phổ cần đo, thuận tiện cho việc phát đỉnh gamma vùng lượng thấp KẾT LUẬN Luận văn đưa cách cải tiến buồng chì lắp khối chì hình trụ nhằm che chắn khoảng trống phía detector buồng chì, đồng thời lót thêm lớp đồng (Cu) lên khối chì nhằm hấp thụ tia X đặc trưng từ chì, tránh làm nhiễu phổ Kết việc cải tiến buồng chì khả quan: -Tốc độ đếm toàn phần tốc độ đếm đỉnh đồng vị có phơng vùng lượng nhỏ 100 keV đạt giá trị nhỏ buồng chì cải tiến Bên cạnh đó, sử dụng chương trình Origin 6.0, tơi vẽ phổ phơng buồng chì mở nắp, đóng nắp, cải tiến Ta thấy phông giảm rõ rệt vùng lượng nhỏ 100 keV cải tiến buồng chì, phơng thấp tới hạn, chứng tỏ hiệu việc cải tiến buồng chì - Giới hạn phát L D đồng vị phóng xạ có phơng thấp cải tiến buồng chì, giúp xác định đồng vị phát tia gamma vùng lượng thấp - Kết giới hạn phát nồng độ MDC đồng vị có phơng nguồn chuẩn hình trụ nguồn chuẩn dạng điểm cho thấy MDC cải tiến buồng chì thấp nhất, điều chứng tỏ phơng giảm, phù hợp để đo mẫu hoạt độ thấp Trong tính tốn giá trị tốc độ đếm, giới hạn phát L D , giới hạn phát nồng độ MDC cho đồng vị vùng lượng nhỏ 100 keV, tơi tính tốn cho đồng vị vùng lượng lớn 100 keV Kết tương tự đạt phơng thấp cải tiến buồng chì Chứng tỏ hiệu việc cải tiến buồng chì tốt Điều quan trọng vùng lượng nhỏ 100 keV, phông giảm đáng kể, thuận lợi cho phân tích đồng vị phóng xạ ta quan tâm vùng lượng thấp này, việc phân tích bị cản trở phông giảm, với mục đích luận văn Ngồi ra, luận văn cịn thành cơng việc lót thêm lớp đồng hấp thụ tia X đặc trưng từ chì KIẾN NGHỊ Luận văn thành cơng việc cải tiến buồng chì làm giảm phông thấp tới hạn cho phân tích đồng vị phóng xạ vùng lượng nhỏ 100 keV mà cịn cho tồn miền lượng Lớp đồng lót thêm có tác dụng hấp thụ tia X đặc trưng chì hiệu Nhưng, phơng phóng xạ mơi trường cịn chủ yếu đồng vị phóng xạ từ tia vũ trụ góp phần tạo nên.Vì vậy, cần tiếp tục tìm cách cải tiến buồng chì nhằm giảm phơng thấp nữa, tránh tác động tia vũ trụ đến phổ gamma, tạo điều kiện phân tích đồng vị phóng xạ tốt TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Trần Phong Dũng, Châu Văn Tạo, Nguyễn Hải Dương (2005), Phương pháp ghi xạ ion hóa, trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, TPHCM [2] PGS.TS.Ngô Quang Huy (2006), Cơ sở vật lý hạt nhân, nhà xuất khoa học kĩ thuật [3] Bùi Quang Khánh (2009), Xử lý phổ gamma thuật toán di truyền, Luận văn thạc sĩ Vật Lý, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, TPHCM [4 ] PGS.TS.Lê Hồng Khiêm (2008), Phân tích số liệu ghi nhận xạ, nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội [5] Hồ Ngọc Đăng Khoa (2011), Khảo sát ảnh hưởng buồng chì đến phổ gamma phương pháp mô Monte Carlo, Luận văn tốt nghiệp đại học, trường Đại học Sư Phạm TPHCM, TPHCM [6] Trương Thị Hồng Loan (2006), Các phương pháp thống kê đánh giá số liệu thực nghiệm hạt nhân, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, TPHCM [7] Nhóm thuyết trình Lý Cử Nhân (2012), Phương pháp nghiên cứu phơng phóng xạ, trường Đại học Sư Phạm TPHCM, TPHCM [8] Lê Cơng Hảo, Nguyễn Đình Gẫm, Hồ Viết Sinh, Mai Văn Nhơn (2008), Khai thác vận hành hệ phân tích Alpha Analysyt với mẫu chuẩn, Tạp chí phát triển Khoa học Cơng nghệ, Tập 11, Số 06- 2008 [9] Mai Văn Nhơn, Trương Thị Hồng Loan , Trần Ái Khanh , Trần Thiện Thanh, Đặng Nguyên Phương (2008), Nghiên cứu ảnh hưởng tán xạ nhiều lần từ vật liệu xung quanh đầu dò lên phổ lượng gamma đầu dò HPGe chương trình MCNP, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, TPHCM [10] Huỳnh Trúc Phương, Trần Phong Dũng, Châu Văn Tạo (2009), Các phương pháp phân tích hạt nhân nguyên tử, trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, TPHCM [11] Trần Thiện Thanh (2007), Hiệu chỉnh trùng phùng tổng hệ phổ kế gamma sử dụng chương trình MCNP, luận văn thạc sĩ vật lý, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, TPHCM [12] Nguyễn Thị Cẩm Thu (2010), Khảo sát phơng tối ưu hóa hiệu suất cho hệ phổ kế gamma HPGe phép đo mẫu môi trường, Luận văn thạc sĩ vật lý, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, TPHCM [13] Lê Thị Hồng Yến (2011), Giảm khí Radon hệ che chắn để tăng giới hạn phát hệ phổ kế gamma, luận văn thạc sĩ vật lý, trường Đại học Khoa học Tự nhiên- Đại học Quốc gia TPHCM Tiếng Anh [14] Glenn F Knoll (1999), Radiation Detection and Measurement, Third Edition, John Wiley & Sons , Inc., New York [15] Genie 2000 Tutorials Manual (2004), Canberra Industries, Inc [16] Tran Thien Thanh, Bui van Tron, Chau Van Tao (2011), A Background reduction system for gamma- ray spectrometer, The 2nd Academic conference on natural science for master and PhD Students from Cambodia- Laos-Malysia and Vietnam, Vinh vity, Vietnam Trang Web [17] http://laraweb.free.fr/ [18] http://www.nsl.hcmus.edu.vn [19] http://www.gsseser.com/Quarterlies/MDC.htm ... tâm vùng lượng thấp Tiếp theo cách cải tiến buồng chì giảm phơng mục 2.2 2.2 Buồng chì cải tiến cho phân tích đồng vị phóng xạ vùng lượng thấp 2.2.1 Buồng chì trước cải tiến Hình 2.5 Buồng chì. .. việc thực phép đo mẫu vùng lượng thấp dễ dàng, xác Với lí nêu nên tên đề tài luận văn chọn: ? ?Nghiên cứu cải tiến buồng chì cho phân tích đồng vị phóng xạ vùng lượng nhỏ 100 keV phương pháp thực nghiệm? ??... luận văn này, ta nghiên cứu cách cải tiến buồng chì để phân tích đồng vị phóng xạ vùng lượng nhỏ 100 keV, tức phải tìm cách làm giảm phơng phóng xạ tự nhiên vùng lượng nhỏ 100 keV để dễ phát đỉnh