Nghiên Cứu Xác Định Tiết Diện Phản Ứng Và Cường Độ Các Tia Gamma Tức Thời Từ Phản Ứng Hạt Nhân 186W(N,Ɣ)187W.pdf

Untitled BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Nguyễn Ái Huyền Nga NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN PHẢN ỨNG VÀ CƢỜNG ĐỘ CÁC TIA GAMMA TỨC THỜI[.]

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Nguyễn Ái Huyền Nga NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN PHẢN ỨNG VÀ CƢỜNG ĐỘ CÁC TIA GAMMA TỨC THỜI TỪ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 186W(n,γ)187W LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Hà Nội - 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Nguyễn Ái Huyền Nga NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN PHẢN ỨNG VÀ CƢỜNG ĐỘ CÁC TIA GAMMA TỨC THỜI TỪ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 186W(n,γ)187W Chuyên ngành: Vật lí nguyên tử hạt nhân Mã số: 44 01 06 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS Phạm Ngọc Sơn Hà Nội - 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu dƣới hƣớng dẫn TS Phạm Ngọc Sơn Các số liệu kết luận văn hồn tồn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Những kênh thơng tin tham khảo trích dẫn luận văn đƣợc thích đầy đủ Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm cam đoan Hà Nội, ngày 25 tháng năm 2022 Tác giả Nguyễn Ái Huyền Nga LỜI CẢM ƠN Hồn thành luận văn này, tơi xin chân thành cảm ơn TS Phạm Ngọc Sơn– Giám đốc Trung tâm Vật lý Điện tử hạt nhân – Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt, tận tình hƣớng dẫn, quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện giúp tơi hồn thành luận văn Tôi xin gửi lời cám ơn đến Ban giám đốc Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt, anh chị làm việc Trung tâm Vật lý Điện tử hạt nhân - Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt hỗ trợ giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cơ giáo, Khoa Vật Lý, Phịng Đào tạo Học viện Khoa học Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam tận tình giảng dạy tạo điều kiện để chúng tơi hồn thành chƣơng trình thạc sỹ Tơi xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô giáo Viện nghiên cứu Ứng dụng Cơng nghệ Nha Trang nhiệt tình tạo điều kiện thuận lợi để giúp tơi hồn thành chƣơng trình Hà Nội, ngày 25 tháng năm 2022 Tác giả Nguyễn Ái Huyền Nga DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các tham số khớp thực nghiệm sử dụng mơ hình tính tốn hệ số Gth 25 Bảng 1.2 Các tham số khớp thực nghiệm sử dụng mơ hình tính tốn hệ số Ge 25 Bảng 2.1 Kết xử lý phổ lƣợng sau đo mẫu vị trí: sát mặt detector, cách detector cm, cách detector 10 cm 37 Bảng 2.3 Sai số tƣơng đối hiệu suất ghi khoảng cách khác 40 Bảng 2.4 Tỉ số hiệu suất vị trí đặt nguồn 41 Bảng 2.5 Bảng số liệu hạt nhân mẫu mẫu chuẩn dùng luận văn 42 Bảng 2.6 Các mẫu chuẩn thực nghiệm 43 Bảng 2.7 Thời gian chiếu mẫu mẫu chuẩn 44 Bảng 2.8 Bảng số liệu hạt nhân dùng để xác định số liệu tiết diện bắt xạ nơtron nhiệt tích phân cộng hƣởng 186 W(n,γ)187W 44 Bảng 2.9 Giá trị hiệu suất ghi đỉnh lƣợng 47 mẫu chuẩn Au W 47 Bảng 2.10 Kết đo hoạt độ mẫu mẫu chuẩn sau kích hoạt nơtron 47 Bảng 2.11 Bảng kết tính toán hệ số tự che chắn 51 nơtron nhiệt Gth nhiệt Ge 51 Bảng 2.12 Bảng số liệu hạt nhân dùng để xác định tiết diện bắt xạ nơtron nhiệt 186W(n,γ)187W 53 Bảng 2.13 Số liệu tích phân cộng hƣởng 54 Bảng 2.14 Cƣờng độ tia gamma tức thời hạt nhân 186W mức lƣợng khác 57 Bảng 3.1 Kết tiết diện bắt xạ hạt nhân 186W 59 Bảng 3.2 Kết đánh giá sai số tiết diện bắt xạ hạt nhân 186 W 59 Bảng 3.3 Kết đo thực nghiệm tiết diện phản ứng, tích phân cộng hƣởng (I0) phản ứng 186W(n,γ)187W 60 Bảng 3.4 So sánh kết thực nghiệm xác định tiết diện bắt xạ nơtron nhiệt, 186W(n,γ)187W luận văn với tác giả khác [5] 60 Bảng 3.5 So sánh kết thực nghiệm tích phân cộng hƣởng của186W(n,γ)187W luận văn với tác giả khác [5] 61 Bảng 3.6 So sánh kết thực nghiệm xác định cƣờng độ phát tia gamma 186(n,γ)187W luận văn với tác giả khác 63 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Sơ đồ biểu diễn trình phản ứng bắt nơtron 10 Hình 1.2 Giản đồ trình bắt nơtron hạt nhân bia kèm phát xạ gamma tức thời 10 Hình 1.3 Sơ đồ mặt cắt ngang lị phản ứng hạt nhân Đà Lạt 16 Hình 1.4 Mơ tả vị trí lắp đặt hệ dẫn dịng nơtron 17 bên kênh ngang số 17 Hình 1.5 Hệ thiết bị kênh nơtron số 17 Hình 1.6 Hiệu ứng quang điện 27 Hình 1.7 Tán xạ Compton 28 Hình 1.8 Hiệu ứng tạo cặp photon lƣợng cao tƣơng tác 29 với hạt nhân 29 Hình 1.9 Sơ đồ khối hệ phổ kế gamma 30 Hình 1.10 Phổ gamma đo nguồn 60Co với lƣợng 1173 1332 keV 30 Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chiếu mẫu 43 Hình 2.3 Phổ gamma mẫu 186W sau chiếu nguồn nơtron kênh Cột nhiệt lò Phản ứng Hạt nhân Đà Lạt, vị trí đo mẫu đặt 5cm cách detector 45 Hình 2.4 Phổ gamma mẫu 186W sau chiếu bọc Cadmi nguồn nơtron kênh Cột nhiệt lò Phản ứng Hạt nhân Đà Lạt, vị trí đo mẫu đặt 5cm cách detector 46 Hình 2.12 Phổ prompt-gamma Vanadium-52 thu đƣợc đo trực tiếp kênh ngang số lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt 56 Hình 2.13 Phổ prompt-gamma hạt nhân W-187 thu đƣợc đo trực tiếp kênh ngang số lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt 56 Hình 2.14 Hình ảnh cƣờng độ phát tia gamma tức thời 187W 58 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH ẢNH MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở NGỒI NƢỚC 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƢỚC 1.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHẢN ỨNG BẮT BỨC XẠ NƠTRON 1.3.1 Cơ chế phản ứng bắt xạ nơtron 1.3.2 Sự phân bố thông lƣợng nơtron theo lƣợng 11 1.3.2.1 Nơtron nhanh 11 1.3.2.2 Nơtron nhiệt 11 1.3.2.3 Nơtron nhiệt 12 1.3.3 Các loại nguồn nơtron quan trọng 13 1.3.3.1 Nguồn nơtron máy gia tốc 13 1.3.3.2 Nguồn nơtron đồng vị 14 1.3.3.3 Nguồn nơtron từ lò phản ứng hạt nhân 15 1.4 PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍCH PHÂN CỘNG HƢỞNG 18 1.5 PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN BẮT BỨC XẠ NƠTRON VÀ CƢỜNG ĐỘ GAMMA 19 1.5.1 Xác định thông lƣợng nơtron nhiệt 21 1.5.2 Hiệu ứng tự che chắn nơtron mẫu tính tốn hệ số Gth Ge 23 1.5.3 Các phƣơng pháp tính tốn hệ số Gth Ge 24 1.5.4 Tƣơng tác gamma với vật chất 27 1.5.5 Hiệu ứng hấp thụ quang điện 27 1.5.6 Tán xạ Compton 27 1.5.7 Hiệu ứng tạo cặp 28 1.5.8 Hệ phổ kế gamma 29 1.5.9 Hiệu suất ghi đầu dò 30 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU 32 2.1 CHUẨN HÓA HỆ PHỔ KẾ GAMMA DÙNG DETECTOR HPGE 33 2.1.1 Hệ phổ kế gamma dùng detector HPGe 33 2.1.2 Chuẩn hoá hệ phổ kế gamma dùng detector HPGe 33 2.1.2.1 Chuẩn lƣợng độ phân giải 33 2.1.2.2 Chuẩn hiệu suất ghi tuyệt đối 35 2.1.3 Xác định sai số giá trị hiệu suất ghi vị trí đặt nguồn khác detector 40 2.2 CHUẨN BỊ MẪU VÀ MẪU CHUẨN 42 2.3 THỰC NGHIỆM CHIẾU MẪU VÀ ĐO HOẠT ĐỘ RIÊNG 42 2.3.1 Chiếu mẫu mẫu chuẩn có vỏ bọc Cadmi 43 2.3.2 Chiếu mẫu mẫu chuẩn vỏ bọc Cadmi 43 2.3.3 Đo phổ gamma mẫu sau chiếu 44 2.3.4 Xác định hoạt độ mẫu 47 2.3.5 Tính toán hệ số tự che chắn nơtron nhiệt nhiệt 48 2.4 XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN BẮT BỨC XẠ NƠTRON NHIỆT VÀ TÍCH PHÂN CỘNG HƢỞNG CỦA 186W(n,γ)187W 52 2.4.1 Xác định tiết diện bắt xạ nơtron nhiệt phản ứng hạt nhân 186W(n,γ)187W 52 2.4.2 Xác định tích phân cộng hƣởng 53 2.5 CƢỜNG ĐỘ CÁC TIA GAMMA TÚC THỜI CỦA hạt nhân 187 W 54 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 59 KẾT QUẢ TÍNH TỐN TIẾT DIỆN BẮT BỨC XẠ NƠTRON NHIỆT CỦA 186W 59 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 MỞ ĐẦU Hiện nay, khoa học kỹ thuật hạt nhân đƣợc ứng dụng rộng rãi khơng ngành cơng nghiệp lƣợng mà cịn nhiều lĩnh vực khác nhƣ: y tế, công nghiệp, nông nghiệp, thực phẩm, môi trƣờng, Ứng dụng khoa học kỹ thuật hạt nhân mang đến nhiều giải pháp thiết thực cho việc giải vấn đề thách thức trình xây dựng phát triển kinh tế xã hội bền vững quốc gia toàn cầu nhƣ: vấn đề biến đổi khí hậu, đảm bảo an ninh lƣợng, mơi trƣờng, an toàn thực phẩm hay thúc đẩy tiến khoa học công nghệ Ngày 9/12/2021, hội nghị Khoa học Cơng nghệ hạt nhân tồn quốc lần thứ 14 Viện Năng lƣợng nguyên tử Việt Nam chủ trì đƣợc tổ chức theo hình thức trực tiếp trực tuyến Hội gồm phiên toàn thể với báo cáo mang tính chiến lƣợc định hƣớng đƣợc trình bày bàn thảo nhà khoa học nƣớc quốc tế nhiều báo cáo phiên chuyên ngành với kết đƣợc ứng dụng vào thực tiễn thiết thực Việt Nam, điển hình nhƣ y học hạt nhân, chiếu xạ nông hải sản xuất khẩu, kiểm tra không phá hủy nhà máy công nghiệp, nghiên cứu phát tán phóng xạ mơi trƣờng khơng khí mơi trƣờng biển, nghiên cứu đào tạo lĩnh vực khoa học công nghệ hạt nhân Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt sở, nghiên cứu phát triển ứng dụng khoa học kỹ thuật hạt nhân, có vai trị quan trọng khơng ngành lƣợng ngun tử, mà cịn có ý nghĩa quan trọng thúc đẩy nghiên cứu phát triển mối liên hệ với chuyên ngành khoa học khác, bƣớc tiến tới làm chủ công nghệ phát huy tiềm to lớn lĩnh vực ứng dụng lƣợng nguyên tử mục đích hịa bình Trong đó, cơng tác đào tạo nhân lực có trình độ đại học sau đại học chuyên ngành Vật lý nguyên tử hạt nhân cần thiết đƣợc thực cách thƣờng xuyên, nhằm trì phát triển tiềm lực nhân lực có tảng khoa học chuyên ngành vững vàng nghiên cứu gắn liền với đào tạo nhân lực nghiên cứu ứng dụng gắn liền với thành tựu khoa học công nghệ Trong phạm vị nghiên cứu vật lý hạt nhân thực nghiệm, số liệu tiết diện phản ứng hạt nhân chủ đề ln có tính cấp thiết vai trị quan trọng suốt tiến trình phát triển khoa học công nghệ hạt nhân, không ngừng đổi để đáp ứng yêu cầu thực tiễn cao phát triển bền vững, an toàn hiệu kinh tế Tính cần thiết cao tập số liệu thơng tin đầu vào cần thiết (khơng thể thiếu) thiết kế, tính tốn, mơ phỏng, đánh giá hoạt động nghiên cứu phát triển ứng dụng khoa học công nghệ hạt nhân Khái niệm tiết diện phản ứng hạt nhân với hạt nơtron đƣợc định nghĩa xác suất xảy phản ứng hạt tới nơtron va chạm với hạt nhân bia Tiết diện phản ứng phụ thuộc vào đặc trƣng cấu trúc hạt nhân bia phụ thuộc mạnh vào lƣợng hạt nơtron tới Trong trƣờng hợp phản ứng bắt xạ nơtron (n,γ), hạt nhân bia A bắt nơtron tạo thành hạt nhân hợp phần trạng thái kích thích (A+1)* Số liệu tiết diện nơtron nhiệt, tích phân cộng hƣởng cƣờng độ tia gamma tức thời từ phản ứng hạt nhân 186 W(n,γ)187W có vai trò cần thiết ứng dụng nhƣ vật lý hạt nhân thực nghiệm, vật lý thiên văn, tính tốn mơ thiết bị hạt nhân, Các số liệu thực nghiệm phản ứng có số cơng bố tạp chí hội nghị khoa học chuyên ngành vật lý hạt nhân, nhiên tồn mức sai số lớn cịn có khác biệt đáng kể số liệu đo thực nghiệm so sánh phịng thí nghiệm với phƣơng tiện thiết bị khác Hơn nữa, thực tế nay, nhiều nguồn số liệu thực nghiệm tồn sai số lớn (lên đến khoảng vài chục %) Do đó, sở liệu số liệu tiết diện phản ứng hạt nhân đƣợc nghiên cứu phát triển nhiều năm qua, nhƣng chƣa đáp ứng cách hoàn chỉnh đầy đủ số lƣợng chất lƣợng cho ứng dụng thực tiễn thiếu tồn sai số lớn nhiều hạt nhân khác Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt với kênh ngang cung cấp chùm tia nơtron phục vụ nghiên cứu khoa học, ứng dụng đào tạo Đây thiết bị khoa học đại, với việc sử dụng hệ phổ kế 54 : tiết diện bắt xạ nơtron nhiệt; gW: hệ số Westtcott đồng vị W; gAu: hệ số Westtcott đồng vị 197Au; Ge : hệ số tự che chắn nơtron nhiệt; Gth: hệ số tự che chắn nơtron nhiệt; α: Hệ số độ lệch phổ khỏi phân bố 1/E, tham khảo từ tài liệu [12] Bảng 2.13 Số liệu tích phân cộng hƣởng Mẫu – mẫu chuẩn Tích phân cộng hƣởng I ( ) Au Tích phân cộng hƣởng I ( ) Au-197 W-186 Tích phân cộng hƣởng I 0W Sai số tích phân cộng hƣởng I0 1985,138 638,1833 418,3026 29,271 2.5 CƢỜNG ĐỘ CÁC TIA GAMMA TÚC THỜI CỦA hạt nhân 187W Để xác định cƣờng độ tia gamma tức thời mẫu 186W đƣợc chiếu kênh ngang số lò phản ứng hạt nhân Đà lạt Ta tiến hành nhƣ sau: + Chiếu mẫu 186W thời gian: 1200 s; + Đo mẫu 186W thời gian: 8300s; + Sử dụng hàm hiệu suất ghi detector HPGE, hệ đo PGNA kênh ngang số lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt: y = 1,878373x5 - 25,703940x4 + 139,803781x3 - 378,013169x2 + 507,708520x - 272,218720 Trong đó: y = log(Eff (E)); Eff: hiệu suất ghi lƣợng E (keV); x = log(E); E lƣợng gamma (keV) 55 Cƣờng độ tuyệt đối Iγ tia gamma tức thời (prompt-gamma) từ phản ứng hạt nhân 186W(n,γ)187W đƣợc xác đinh thực nghiệm theo công thức nhƣ sau: ( I ) 186  A / t A / t  / N /  P m /  ff / N /  P m /  ff (V  51) W 186 (2.13)   AP  R. ff I  tm Với R  N  th (th )W 186  (th )V  51  R N  R N   R   R       N W 186  N V 51 mà R AP / t m  ff I   A /t / / I   A /t / / I    P m ff     P m ff   N N   V 51 W 186   Từ phản ứng ( ) phân rã hạt nhân V-51  AP / t m /  ff / I   N     AP (1434) / t m /  ff    N     Thực nghiệm đo phổ gamma tức thời kênh ngang số đƣợc mô tả nhƣ Hình 2.12 mẫu chuẩn Vanadium (V-51) mẫu nghiên cứu Tungsteng (W-186) lấy mẫu vanadium làm chuẩn để tính cƣờng độ phát gamma Tungsten – cƣờng độ phát 1434 keV 100% 56 Hình 2.12 Phổ prompt-gamma Vanadium-52 thu đƣợc đo trực tiếp kênh ngang số lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt Hình 2.13 Phổ prompt-gamma hạt nhân W-187 thu đƣợc đo trực tiếp kênh ngang số lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt 57 Thực nghiệm xác định diện tích đỉnh phổ đỉnh lƣợng đƣợc mô tả bảng 3.3 nhƣ sau, kết tính tốn phân tích phổ sử dụng phần mềm FITZPEAKS Gamma Analysis Bảng 2.14 Cƣờng độ tia gamma tức thời hạt nhân 186W mức lƣợng khác Năng lƣợng Hiệu suất ghi E (keV) ( ) Diện tích đỉnh hạt nhân W (Np) 126.6 0,00176 156405 145.8 0,00168 994568 203.8 0,00144 288229 226.4 0,00136 97651 273.5 0,00121 279560 511.4 0,00082 1097801 557.9 0,00078 99612 577.3 0,00076 152099 596.4 0,00075 423313 618.5 0,00073 278809 686.3 0,00069 1028703 708.3 0,00067 109106 773.4 0,00064 188239 868.1 0,00060 229143 1069.4 0,00053 41479 1083.8 0,00052 25702 1295.5 0,00047 149608 2224.5 0,00032 480971 3471.7 0,00021 21259 58 3536.2 0,00021 17957 4119.7 0,00018 14539 4299.5 0,00017 11078 4576.8 0,00016 11753 4628.6 0,00015 17816 4686.7 0,00015 21181 5264.5 0,00013 56038 5323.5 0,00013 35724 7419.0 0,00008 15923 Hình 2.14 Hình ảnh cƣờng độ phát tia gamma tức thời 187W 59 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết đạt đƣợc luận văn bao gồm: Nghiên cứu ứng dụng phƣơng pháp đo thực nghiệm tính tốn xử lý số liệu để xác định số liệu tiết diện nơtron nhiệt, tích phân cộng hƣởng cƣờng độ tia gamma tức thời từ phản ứng hạt nhân 186W(n,γ)187W Các kết thực nghiệm so sánh với số liệu quốc tế đƣợc trình bày cụ thể chƣơng KẾT QUẢ TÍNH TỐN TIẾT DIỆN BẮT BỨC XẠ NƠTRON NHIỆT CỦA 186W Kết tính tốn tiết diện bắt xạ nơtron nhiệt mẫu chuẩn 197Au, dựa công thức (2.9) đƣợc xác định 186 W sử dụng Bảng 3.1 Kết tiết diện bắt xạ hạt nhân 186W Phản ứng hạt nhân 186 Tiết diện bắt xạ 186 W (barn) W(nth,γ)187W 40,64864 Sai số phép đo tiết diện bắt xạ đƣợc xác định công thức (2.18) đƣợc mô tả bảng 3.2 nhƣ sau: Bảng 3.2 Kết đánh giá sai số tiết diện bắt xạ hạt nhân 186W Sai số diện tích Sai số hiệu đỉnh (%) suất ghi (%) Au-Ya5 (chiếu trần) 1,022942 5,0 W-N1 (chiếu trần) 1,443817 5,0 Au-Xa6 (chiếu bọc Cadmi) 1,753653 5,0 W-N2 (chiếu bọc Cadmi) 1,409341 5,0 Mẫu – mẫu chuẩn Sai số tiết diện bắt xạ (%) (barn) 6,769525 7,249832 Trong chƣơng 2, phƣơng pháp bƣớc tính tốn đƣợc thực để xác định đƣợc tiết diện bắt xạ nơtron nhiệt tích phân cộng 60 hƣởng phản ứng 186W(n,γ)187W Trên sở kết tích phân cộng hƣởng (I0) từ phản ứng hạt nhân 186W(n,γ)187W đƣợc đo so sánh với giá trị barn barn phản ứng 197 198 Au(n,γ) Au Kết tính tốn tích phân cộng hƣởng (I0) phản ứng 186 W(n,γ)187W nghiên cứu đƣợc đƣa bảng 3.4 Bảng 3.3 Kết đo thực nghiệm tiết diện phản ứng, tích phân cộng hƣởng (I0) phản ứng 186W(n,γ)187W Phản ứng hạt nhân  (barn) (n,γ)187W 40,64864 ± 1,769525 186 I0 418,3026 ± 29,271 Các nguyên nhân dẫn đến sai số phép đo là: Sai số thống kê, sai số hiệu suất ghi tuyệt đối detector Ngoài phƣơng pháp xử lý số liệu, tính tốn hiệu hiệu ứng ảnh hƣởng đến kết thực nghiệm nhƣ hiệu chính, hiệu ứng tự hấp thụ nơtron mẫu đƣợc áp dụng để đạt đƣợc mục tiêu đề tài luận văn Kết thực nghiệm luận văn đƣợc so sánh với số liệu số tác giả khác nƣớc theo bảng 3.4 nhƣ sau: Bảng 3.4 So sánh kết thực nghiệm xác định tiết diện bắt xạ nơtron nhiệt, 186W(n,γ)187W luận văn với tác giả khác [5] Năm thực nghiệm Tác giả 2022 Luận văn 40,65 ± 1,77 2007 Nguyen Văn Độ, Phạm Đức Khuê, Kim Tiến Thành nhóm nghiên cứu 37.2 2.1 2006 ENDF/B-VII.0 37.5 2004 Karadag 39.5 2.3 2003 De Corte 41.8 2.9 2002 JENDL-3.3 39.45 0 (barn) 61 1998 Holden 1997 Kafala 1994 BROND-2 1989 De Corte 38.7 1987 Gryntakis 37 1987 Knop 38.5 1984 Mughabghab 37.9 1984 Simonits 37.0 1981 Anufriev 37 1978 Heft 36.6 1977 Gleason 37.0 1976 Erdtmann 37.8 1972 De Soete 1970 Hogg 40.0 1967 Damle 35.4 1966 Gillette 1966 Friesenhahn 1960 Lyon 1952 Pomerance 1947 Seren Average Experimental data 37 42.8 38.27 36 33 37.8 41.3 34.1 34.2 6.8 38.1 Bảng 3.5 So sánh kết thực nghiệm tích phân cộng hƣởng của186W(n,γ)187W luận văn với tác giả khác [5] 62 Năm thực nghiệm Tác giả 2022 Luận văn 418,30 ± 29,271 2007 Nguyen Văn Độ, Phạm Đức Khuê, Kim Tiến Thành nhóm nghiên cứu 461 39 2006 ENDF/B-VII.0 522 2004 Karadag 493 40 2002 JENDL-3.3 529 1998 Holden 510 1997 Kafala 486 1994 BROND-2 1989 De Corte 530 1987 Gryntakis 490 1984 Mughabghab 485 1984 Simonits 507 1978 Heft 426 1977 Gleason 490 1974 Van Der Linden 410 1972 De Soete 1968 Pierce I0 (barn) 528.6 476 441 63 1967 Hayodom 345 1967 Borchartdt 380 1967 Damle 534 1966 Gillete 318 Từ kết thực nghiệm luận văn xác định đƣợc cƣờng độ phát tia gamma tức thời (prompt gamma) tuyệt đối đỉnh lƣợng đƣợc mô tả bảng 3.7 Bảng 3.6 So sánh kết thực nghiệm xác định cƣờng độ phát tia gamma 186(n,γ)187W luận văn với tác giả khác IAEA Năng lƣợng Kết luận văn E (keV) Cƣờng độ Iγ Sai số cƣờng độ phát (%) (%) 126.6 8,80206 1,05071 1,480 203.8 3,91699 2,36110 2,546 226.4 10,89924 0,78096 1,658 273.5 3,40157 2,71886 6,423 511.4 0,58687 15,75891 557.9 6,13208 1,50820 2,797 577.3 3,93322 2,35135 4,603 596.4 1,38555 6,67490 Database of Prompt gamma-rays [13] Michihiro Shibata Năm 2012 [14] 1.81 3.58 2.6 64 618.5 2,05777 4,49438 1,939 773.4 2,66393 3,47171 868.1 2,04147 4,53026 1,362 1069.4 9,93255 0,93112 1,332 1083.8 15,89758 0,58175 1,243 1295.5 2,44042 3,78967 1,480 3471.7 7,80679 1,18466 2,546 3536.2 9,07025 1,01964 1,658 4119.7 9,51603 0,97187 6,423 4299.5 11,90373 0,77693 4576.8 10,43935 0,88592 2,797 0.94 4628.6 6,79622 1,36081 4,603 1.83 4686.7 5,63284 1,64187 5264.5 1,84763 5,00554 1,939 6.62 5323.5 2,85796 3,23601 0,918 4.58 7419.0 2,26032 2,26032 1,051 1.53 2.21 65 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Với thiết bị chùm tia nơtron kênh ngang số Cột nhiệt lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, hệ phổ kế gamma dùng detector bán dẫn siêu tinh khiết HPGe chất lƣợng cao có phịng thí nghiệm vật lý hạt nhân Viện Nghiên cứu hạt nhân sở thí nghiệm có độ tin cậy cao đề tiến hành nghiên cứu xác định số liệu tiết diện nơtron nhiệt, tích phân cộng hƣởng cƣờng độ tia gamma tức thời từ phản ứng hạt nhân 186W(n,γ)187W Luận văn thực hoàn thành mục tiêu đề Kết đạt đƣợc bảng số liệu có độ xác tốt, phù hợp với số liệu tác giả khác số liệu tiết diện nơtron nhiệt, tích phân cộng hƣởng cƣờng độ tia gamma tức thời từ phản ứng bắt xạ hạt nhân 186W(n,γ)187W nơtron nhiệt có lƣợng trung bình En = 0.253 eV Các kết thực nghiệm tính tốn xác định tham số thực nghiệm hệ số hiệu cần thiết để xác định kết cuối đƣợc trình bày Chƣơng Các kết số liệu thực nghiệm tiết diện bắt xạ nơtron nhiệt ( ) phản ứng 186W(n,γ)187W đƣợc xác định với sai số nhỏ 7% Kết số liệu với sai số nhƣ chấp nhận đƣợc, nguồn sai số sai số nguốn chuẩn hiệu suất ghi Các số liệu thực nghiệm đƣợc so sánh với tác giả nƣớc khác cho thấy phù hợp tốt với giá trị thực nghiệm trƣớc Các nội dung thực hoàn thành luận văn bao gồm: - Nghiên cứu tìm hiểu tổng quan lý thuyết phản ứng bắt xạ nơtron (n,  ) phƣơng pháp thực nghiệm xác định tiết diện bắt xạ nơtron nhiệt, tích phân cộng hƣởng cƣờng độ phát tia gamma tức thời - Chuẩn hóa hiệu suất ghi tuyệt đối hệ phổ kế gamma HPGe tính tốn xác định hệ số hiệu tự hấp thụ nơtron nhiệt nhiệt - Đã tiến hành thực nghiệm xác định số liệu tiết diện bắt xạ nơtron nhiệt, tích phân cộng hƣởng cƣờng độ phát tia gamma tức thời (prompt- 66 gamma) 186W(n,γ)187W sử dụng nguồn nơtron kênh Cột nhiệt lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt - Tiến hành thu thập, thống kê so sánh kết luận văn với số liệu đánh giá thực nghiệm tác giả khác công bố tạp chí quốc tế Từ kết đạt đƣợc luận văn, nhận định nguồn nơtron kênh Cột nhiệt Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt sử dụng để đo số liệu tiết diện phản ứng bắt nơtron nhiệt với độ xác tốt 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO M Karadag, H Yucel, 2004 “Measurement of thermal neutron crosssection and resonance integral for 186W( n,γ) 187W reaction by the activation method using a single monitor”, Annals of Nuclear Energy 31 1285–1297 A M HURST, et al., 2010 “Gamma spectrum from neutron capture on tungsten isotopes”, International Conference on Nuclear Data for Science and Technology Glenn E Knoll, Radiation Detectibn and Measurement, 3rd ed, John Wiley & Sons, Inc., ISBN 0-471-07338-5 P N Son, T T Anh, C D Vu, & V H Tan, 2011, “Measurement of Thermal Nơtron Cross-section and Resonance Integrals of the 69Ga(n, γ) 70Ga and 71Ga(n, γ)72Ga Reactions at Dalat Research Reactor”, J Korean Phys Soc., 59(1), 00-00 N V Do, P D Khue, K T Thanh, L T Son, G Kim, Y S Lee, and W Namkung, 2008 “Thermal nơtron cross-section and resonance integral of the 186W(n,γ)187W reaction”, Nucl Instr and Meth In Phys Rea Nucl Instrum Methods Phys Res B, 266(6), 863-871 A.Trkov, G Zerovnik, L Snoj, M Ravnik, 2009, “On the SelfShielding Factors in Nơtron Activation Analysis”, Nucl Instr,and Meth A, 610, 553 E Martinho, J Salgado, I F Goncalves, 2004, “Universal curve of the thermal nơtron self-shielding factor in foils, wires, spheres and cylinders”, J Radioanal Nucl Chem., 261.3: 637-643 K Sudarshan, R N Acharya, A G C Nair, Y M Scindia, and S B Manohar, 2001, “Determination of prompt K0factors in PGNAA”, International Nuclear Data Committee, Vienna (Austria), 104, 39-50 T El Nimr, F De Corte, L Moens, A Simonits J.Hoste, 1981, “Epicadmium Nơtron Activation Analysis (Enaa) Based On The K0Comparator Method”, J Radioanal Chem 67421 68 10.M Karadag and H Yucel, 2004, “Measurement of thermal nơtron cross-section and resonance integral for 186W(n,γ)187W reaction by the activation method using a single monitor”, Annals of Nuclear Energy 31, 1285 11.B Pritychenko and S F Mughabghab, 2012, “Nơtron thermal cross sections, Westcott factors, resonance integrals, Maxwellian averaged cross sections and astrophysical reaction rates calculated from the ENDF/B-VII 1, JEFF-3.1 2, JENDL-4.0, ROSFOND-2010, CENDL3.1 and EAF-2010 evaluated data libraries”, Nuclear Data Sheets, 113(12), 3120-3144 12 C.D Vu, T.Q Thien, H.V Doanh, P.D Quyet, T.T.T Anh and N.N Dien, 2014, “Characterization of nơtron spectrum parameters at irradiation channels for nơtron activation analysis after full conversion of the Dalat nuclear research reactor to low enriched uranium fuel”, Nuclear science and technology, 4(1), 70-75 13 F De Corte, and A.Simonitsb, 2003, “Recommended nuclear data for use in the k0 standardization of nơtron activation analysic”, Atomic Data and Nuclear Data Tables, 85, 47 14 M Shibata, I Miyazaki, H Hayashi, A Tojo, M Furuta, Y Kojima, &K Kawade, 2012, “Emission probabilities of some intense prompt γ rays of 24Na, 28Al, 52V, 56Mn, 60Co, 142Pr, 187W and 198Au with thermal nơtron capture determined using γ rays following β decay”, Annals of Nuclear Energy, 43, 106-113 BÀI BÁO KHOA HỌC: T T Tu Anh, P N Son, N B Thuy, N A Huyền Nga, T V Cuong, Measurement and determination of thermal neutron cross-section and resonance integral for the 186W(n,γ)187W reaction at the Dalat Nuclear Research Reactor, Submited to Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms (trạng thái báo nộp tạp chí NIMB vào tháng 6/2022)