Nghiên cứu vật lý hạt nhân hiện tượng phóng xạ tự nhiên Ứng dụng của hiện tượng phóng xạ Đo chu kỳ bán rã của 56ba137

thì chấi đẳng vị phóng xạ đã trở thành một công cụ không Thể thiếu, nhờ chất đồng vị phóng xạ mà mọi vấn để phúc tạp khổ khăn có thể được giải quyết một cách nhanh chống và chính xác này

NGHIÊN CUU VAT LY HAT NHAN

« HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN

* UNG DUNG CUA HIEN TUGNG PHONG XA

* DO CHU KY BANRA CUA Ba”

(Xx 2 V YY

z `.”

LOI CAM ON

Sau bon nam học lập ở tường aà thếc giam cluuẩn bi cho “Khba luậm Tet nghi¢n", dén nay cơ bản đã được hoan thank Dé chink la nhe céng lao to lin cita Qui Thay C6 da Ute hign kdeods lune ning

ước bet, em xin chin think cm cát todm thé Quai 7á Gà trường “Đại kạc Sut pham Fp HS Chi Mink, suất

đã ete Thy C6 trong khoa Use lj di tận tâm truyền dat

“luồng bai bee qui bio oà bổ ich trong sudt bSa nam dat hoe lâm

KE din, em cảm ơn Giấy ((QÓ ⁄D4W/ HA va Thy NGUYEN HOANG LONG da gitip do em vit hike trong vige Ue hip luận adn nay

Cus cùng em xin cd om Bat, Me ank chi em oi ban

đè đã động oiên, gián đ em trong suất thời giam fẹc tập

TP Hồ Chí Minh, ngày 2J thắng 05 năm 2000-05-26 VTH

sv

“Trương Thị Bảo Khuyên

1i NúI ĐẨU

a,

“Khi nói đến vật lệ hại nn dd bi là chối đẳng vi phn a,

‘dn trong ching ta đã bii nhiễu về nhồng ứng dụng khá phổ biển của chúng trang khoa học kỹ tui cũng nhí trong đời sống hằng ngày Trong các ngành như cổng nghiệp, nông nghiệp, khai Ähoáng thì chấi đẳng vị phóng xạ đã trở thành một công cụ không Thể thiếu, nhờ chất đồng vị phóng xạ mà mọi vấn để phúc tạp khổ khăn có thể được giải quyết một cách nhanh chống và chính xác này, chất đồng vị phóng xạ là phương tiên quý bâu trong việc chẩn người thẫy thuốc có thể xác định một cách chính xác vị trí của tối

1 từ đó có phương lướng điều trị một cách có hiệu quả Không chỉ

có thế, chất đằng vị phóng xg còn có mat ở các ngành tưởng chừng học vào

Hiện nay trên thế giới cũng như ở nước ta, chất đổng vi

"Đặc biệt trong y học có rất nhiễu máy mốc, thiết bị, đã được nhập

vd dé chdn đoán và chữ bệnh ở các bệnh viện trong cả nước Luận văn này giới thiệu khái quát về hiện tượng phóng xe

và những tổng dụng củe chất đẳng vị phóng xạ trong các lĩnh vực núi trê Nhằm tìm hiểu một ngành khoa học kỹ thuật hiện đại dang diese pt triển trân toàn thế giới

Luận văn đã được hoàn thành nhưng do mới bước đâu tập làm quen với việc nghiên cứa sách vồ, hơn nữa khả năng và Hời sian còn hạn chế nên bài làm sẽ không tránh được những thiếu sót, em rất mong nhận được sự chỉ bảo và góp ý của Thấy Có

“căng như bạn bề

©

IHL - Tiếnhành thí nghiệm

IV Kétqua

ATH: Trang Th Plo Riga

LÝ THUYẾT

L CấutạonguyêntF

II - Hiện tượng phống xạ

TIL, Các phương pháp đo cường độ phóng xạ

IV - Ứng dụng các chất đồng vị phóng xạ 'V Ứng dụng các chất đổng vị phóng xạ ở nước ta

ci Nguyễn tử, bom nguyễn tử, hạt nhãn nguyên tử những danh từ này đã nguyen is

quá quen thuộc với chúng ta, vây nguyên tử là gì ? Cấu tao như thể nào? Thành phần của nó gồm những gì *

Các nhà tiết gia thời cổ La-Hy đã chơ rằng: nguyên tử là phần tử nhỏ nhất không thể phân chia được nữa (vì vây nguyên tử có tên là A-Tom nghĩa là

mà nổ chỉ là một phần tử vô công nhỏ bé mà thôi

Năm 1895 Rocigen (người Đức) đã phát hiển ra ta X, năm 1596 Bequered (người Pháp) lẫn đầu tiền phát hiện ra hiện tượng kỳ la đó là © Đặt phim thì nhân thấy trên phim có những vết đen, điều này đã chứng tỏ rầng nguyên tử Urani đã phát ra những tỉa mà mất thường không nhìn thấy Hiển tương này goi là hiện tương phóng xa

Năm 1808 ~ 1903 hai ông bà Curies đã tìm rã nguyên tổ Pôlôni và Rad¡ phóng xa manh hon Urani rất nhiều

‘Voi sit phát hiện ra hiện tượng phóng xa đã chứng tỏ rằng: nguyên tử không phải là phẫn tử nhỏ nhất mà nguyên tử là cả một thể giới vô cùng phức tạp cắn được nghiên cứu và khám phá Đến năm 1911 Rotherford (người Anh) đã thực biển thí nghiêm của mình

và đã chứng tỏ rằng : nguyên tử gồm có hạt nhân mang điền tích dương và các celecuon mang điện tích âm chuyển đông xung quanh hạt nhân

Miu nguyen tit Rutherford

‘Vé sau nhà vật lý học người Ban Mach Niels Bohr đã đưa ra mổ hình của mẫu hành tỉnh nguyên tử, theo mẫu này thì nguyên tử có thể hình đung như một dương hệ, trung tâm là hạt nhân mang điện tích dương (ví như mặt rời) xung

“quanh hạt nhân có những elecon mang điện tích °n động xung quanh hat shin theo những quý đao khác nhau (ví như các hành tinh) cée electron may xấp xếp theo từng Kap có tên như - K, L M, N, Ó, P và số clecton trên mỗi lớp

có một giới hạn nhất định Chẳng hạn, ở lớp K có tối đa là 2 electon hay lớp L nhiều nhất đến 8 electon

nhân có kích thước rất nhỏ so với kích thước của nguyên tử, sưng

kính của hạt nhân, 10”" m còn đường kính của nguyên tử đến 10” m, nại

đường kính nguyên tử gấp 10.000 lẫn đường kính hạt nhân Hạt nhân ty nhỏ nhưng lại chiếm phần lớn khổi lượng của nguyên tử Ta hãy lấy nguyên tử đơn giản nhất là nguyên tử Hyáro là ví đụ - nguyên tử này chỉ

66 1 electron quay xung quanh hạt nhân Ở đây elecưon có khổi lượng mạ = 9,L

* 10° kg, hạt nhân gồm 1 ptöton năng gấp 1836,1 lần khối lượng của elecon Như vậy ta nhân thấy rầng : hạt nhân của nguyên tử H; có đường kính chỉ bằng,

10 đường kính của nguyên tử mà lại chiếm đến 99,94% khổi lượng nguyên tử, Năm 1933 nhà vật ý học người Anh Chadwiek đã phát hiện ra Nơon là một hạt có khối lượng xấp xỉ pröton nhưng không mang điện

“Cũng vào thời điểm này, Ivanenco (người Liên Xô) và Heisenberg (người Đức) đã để ra giả thuyết cho tầng: hạt nhân của nguyên tử là do hai loại hạt bên rng: hạt nhân được tạo bởi trên 350 loại hạt khác nhau Muyôn, Pidn, Kaon nhưng các hat này có đời sống rất ngắn nên không tồn tại

"Như vậy, có thể nói rằng : hạt nhân nguyên tử được cấu tạo bởi bai loại hat eg bản là proton và ndton, tổng số proton bằng tổng số elecon nên nguyên luôn trung hòa về điện (hai loại hạt nầy có tên chung là Nucleon)

là số prôton (cũng chính là số elecưoa)

N

“Trong vật lý hat nhân, đơn vị khối lượng thường được dàng gọi là khối

lượng nguyên tử: 1,6609610" kg xấp xĩ bằng khối lượng một nucleoa MộLhạt nhân được ký hiệu ;X^

- KÍ tự đầu tiên của nguyên tố

Người ta đã tìm ra những chất có cùng nguyên tử số Z nhưng có khối lượng nguyên tử khác nhau ( khối lượng hạt nhân_số nơưon khác _ nhau ) những chất đồ có tính chất hóa học khác nhau được gọi là những chất đồng vị

vidu nh Ông vi aH 5 AH? 5H?

mn trong thiên nhiên là đo sự hợp thành của hai đồng vị 4C” và (ong đó ea chiéim 98,892% còn ¿C chỉ chiếm 1,108%) 1H Hiện tường phúng xg :

Sự phát kiến ra hiện tượng phóng xa do công tình nghiên cứu của Becquered và hai ông bà Curies đã mổ ra con đường mới trong lĩnh vực nghiên cứu hat nhân nguyên tử

Luân Văn Tốt Nghiệp GSHD: NGÔ DUY CHỮ

* Hiện tượng phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân tự phát biến đổi thành hạt nhân khác và phát ra những tia goi la tia phéng xq dubi téc dụng của điện từ trường * 'C6 4 loại tỉa phóng xa

* Ta alphd (4-} Là một đồng hat mang điện dương, mỗi hạt tạo bồi 2 prôton và 2 nơươn, hạt œ chính là bạt nhân của nguyên tố Heli Tia œ có thể lầm ion hóa môi trường qua 1 lá nhôm đầy Imm

Chính là dòng các elecưoa, dưới tác dụng của trường chúng bị lệch về phía cực đương của ta Khả năng đầm xuyên lớn hơn tia œ rất nhiều, có tác dung ion hóa kém hơn tỉa @, ta này có vận tốc tất lớn ~ gần bằng vận tốc ánh sáng

2.Sicphdn hot nhdn va cuding dd phéng xa: "Những biện tường vật lý và hóa học mà người ta nghiên cứu từ trước đến nay như tính đẫn điền, dẫn nhiệt chỉ tiên quan đến sự biến đổi của elecon bên

"ngoài hạt nhân mà thôi còn hiện tượng phóng xạ có nguyên nhân sâu xa hơn, đó

là sự biến đổi ngay trong lòng hạt nhân nguyên tỉ

“Ta lấy chất phóng xa Radi làm ví du : Hạt nhân Radi có 88 prôtôn và 138

"don, Ra phát ra hạt alpha gổm 2 prÖton và 2 nơoa, lúc hấy giờ hạt nhân tạo thành Không phải là Rađi nữa mà là Radon

2

Ban thin Rn cing Ia chit phong xa

‘eda hạt nơưon thành prôton, mỗi ndưon biến thành prÖton thì phống ra một

‘electron và một hạt không mang điện có khối lượng rất nhỏ o

Luận Văn Tốt Nghiệp 'GSHD: NGÔ DUY CHU

“Ta có thể mình họa sự phân rã g- bằng sơ đổ phân rã œ và ƒ của Ra ~ 226

siRa P5 943%

wR

Mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bôi một đại lượng gọi là chủ kỳ bán rỉ

kihigu T V4 - được định nghĩa như sau:

* Chu kỳ bán rã là thời gian để cho một nữa số hạt nhân của chất phóng

"án rã lớn ta nối rầng chất phống xa có đời sống đài còn ngược lại chất phống xã

có đời sống ngắn

- XếLi thời điểm ban đầu L=0, Khối lượng của chất phóng xạ m,, sổ hạt nhân là Nẹ

Ở thời điểm t: khổi lượng còn lại m0, sổ hạt nhân còn lại N()

= Đến thi điểm t + di khối lượng chất phống xạ còa lại m(trd), số lượng hạt nhân còn lại chưa bị phân rã N(tedt) * Cường độ phân rã phóng xa ai thời điểm t (số hạt nhân bị phân rã tại thời điểm tương 1 đơn vị tời gian) lệ thuận với N() và phụ thuộc vào bản chất của chất phóng xa (đặc tưng bởi hệ số phống xạ À cửa chất phóng xa 46) Nứ+#)—N()]_ _4WÓ()_

gọi là chất phóng xạ tr nhiên, ngoài ra trong tự nhiên cũng có một số ít nguyên

16 có nguyên tử sổ Z < 83 mà vẫn là chất phóng xa, những chất phóng xạ này thường có chu kỳ bán rã rất dài, cường độ phân rã yếu

nh ‘chu kỳ bán rã 1.31 x 10” năm

Indi (2 = 49), chu ky ban £3 6,1 x 10" nim

(EP), va Cacbon (gC™) hai chất này sinh ra trên thượng tẳng khí quyển, đo tác

dụng của a vũ trụ lên Nữ trong không khí, sau đó qua một thời gian đều trong quyển

Năm 1919 nhà bác học người Anh Rutherford đã làm thí nghiệm cho

chim hat a - Ảo chất phóng xa tự nhiên Radi phát ra, đập lên hạt nhân của Nitơ,

thấy phóng ra hat proton và hạt nhân Nitơ biển thành hạt nhân của nguyên tố moi la Oxy

“Luận Văn TL Nghiệp, GSHD NGỎ DUY CHỦ Phan dng trên có thể biểu thị bằng hình vẽ sau :

© proton

20" đới phin ung nay Rutherford là người đẫu tiên dùng phương pháp nhân

tao dé ve đổi chất này thành chất khác

sản I5M lu êng là Jot Cole ne Care at bắn chùm hạt œ lên in bis bing nhôm, kết gu là ạt hân nhân ến bình ba nhân phốpho và bắn ra chùm hạt notơn

«PP > ui? + „IẾP

'guyên tổ ,s” gọi là chất đồng vị phóng xa Hiện tượng phân tả của chất hông này miện tượng phóng xa

.ð sự phóng xạ nhân tạo con người đã chế tao những chất đồng vị

me xa thie nhau ieee: im và đa dạng Có những đặc tính rất thuận lợi

phục vụ cho khoa học, kỹ thu

IL, Các phương pháp đo cường đô phóng xa:

'Con người không thể trông thấy cũng như cảm giác được úa phóng xạ, nên cần phải có những dung cu để quan sắt hay đo lường chúng Những dụng cụ này đều dựa vào tác dụng ion hóa trực tiếp hay gián tiếp của ia phóng xa

1 Buông lan hóa:

Day là dung cụ dùng rất phổ biến trong các máy đo đạc phóng xa

là môt chất khí nào đó, điện cực là 2 tấm kim loại phẳng

Ta giả thuyết 2 tấm cực chưa nổi vào nguồn điện, khí bức xạ đi vào giữa 2 ctfc, các nguyên tử của chất khí sẽ bị ion hóa tao thành các electron ty do v3 các hòa Bây giỡ nếu ta nổi 2 tấm cực vào mach điện và thay đối hiệu điện thể hằng dương sẽ chay về cực âm, tạo nên dòng điện goi là dòng ion hóa Dòng điện ion một nh điện kế để do dòng điện rất bé này Trị số của dòng điện ghỉ trên tĩnh này dùng để đo liễu lượng phóng xạ thông qua dòng điện ion hóa

Đây là loại dụng cụ được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay,

Sa db esa yo ea ống dion Geiger ~ Maller

_Luận Văn Tối Nghiệp _ GSHD: NGÔ DUY CHỦ

tỐng đếm là môt ổng nhỏ A, hình tụ rồng bằng kim loại, một dẫu đây bằng nút cách điện K, làm bằng £bönic Còn đầu kia có cửa sổ con che, bing tim với một cực của nguồn điện cao thể một chiểu qua điện ở R, cực kia của nguồn trường mạnh, Lúc này, nếu cÓ một hạt mang điện bay qua cửa sở E vào

và ống A nó sẽ ion hóa một số phân tử khí (đo va chạm) các electon bị tích chúng rất lớn Vì thể chúng lại ion hóa những phân tử khác, số elecưon được giải phóng tăng lên thành một thác elecưon Do đồ trong ổng xảy ra hiển tượng

trực tiếp, hoặc khuyếch đại để làm chuyển vận một máy ghi tư động Như vậy ta

có thể đếm chính xác số hạt bay tới một nơi đã cho và theo một phương cho trước

i dng dễm nhấp nháy -

Chất nhấp nháy thường dùng để đo bức xạ gamma là nh thể Nai lôđua, trong đồ có trộn lẫn một lượng nhỏ Tali còn chất nhấp nháy dé do tia alpha 1a kêm sunphua có pha một i tà Re Để đo tia bêta người ta dùng chất nhấp, nháy hữu cơ như antraxen, m

Ốcg giấu quợg có Taide Wc Ve sy Wes hoạt đồng của ống nhân quảng

Khi có bức xa chiếu vào chất nhấp nháy sẽ làm cho chất này phát ra ánh sng, các ptoton của ánh sáng đập lên cực âm làm bật ra các elecưon Những đập vào đit thì sẽ phát ra 2 hay 3 elecưon thứ cấp, mỗi clecon thứ cấp lại đập phóng xa đi qua tính thể sẽ có một xuag điện đi ong mạch ngoài của đền điện

tử, xung điện này sau khi khuyếch đại sẽ làm chay máy đếm

cơ để tiết bj ea may dim sduẩp nưdg

Nguồn phóng xạ

1, Chất nhấp nháy 4, Bộ khuếch đại

2 Ong nhân quang 3 May mre tích biên đô

dâm

phép hiển đổiliêm mưếnch hat cũng như các phần ng do hat gây ra alag lon là mộ nh tụ tổng, đây ở trên hằng môt nấp thủy tỉnh trong bình có một piuông Bình có chứa bơi bio hoa của nước hay rượu, ở thành bên có một khe hở hep che bằng lá mica mỏng

Sa dé ein tgo viva buduy Willsou

“vỡng mầu trắng, Vạch rõ quỹ đạo của hạt điện tích đó

tìn từ trên xuống, qua nắp thủy tỉnh của buồng ta có thể quan sảt được quỹ đạo của các hạt mang điện Căn cứ vào quỹ đạo của các hạt này, có thể tỉnh được khối lượng, năng lương và điện ích của hat

Ngoài các phương pháp trên, người ta còn dùng phương pháp nhữ tương dinh dày để gỉ các hại Nhữ tương ảnh có chứa một số lớn các tiểu tỉnh thể vi mô

“của brômua bạc Một hạt điện tích chuyển đông nhanh khi chui vào tiểu tnh thể

sẽ làm phân ã các phân tử AgBr rigng biệt Một chuỗi các tiểu tỉnh thể như vậy

s€ tao nên một ảnh ẩn Khi rửa ảnh Az kim loại được tái hiện trong các tiểu tỉnh

thể đó và một chuỗi các bat Ag đồ tạo thành một vết đài của hạt, Dựa vào chiều

đài và độ dày của vết để xác định năng lượng và khổi lượng của hạt

Những ứng đụng của các chất đồng vị phóng xa vô cùng rộng lớn và phong phú, nổ có mặt trong tất cả Tĩnh vực khoa học kỹ thuật và đời sống, nhưng chung guy a ta thé phn bit han ha hưởng ng dong cơ bả san

"Dùng đồng vị phóng xa để đánh dấu nguyên tử hướng ứng dụng này dựa vào cơ sở sau

Mot Men vị bến và một đồng vị phóng xạ của cùng một nguyên tố có những ính chất giống nhau (ính chất vật lý cũng như nh chất hóa hoc) nhưag tính chất phóng xạ thì không giống nhau nhờ tính phóng xa nên dễ dàng phát xin chuyển của một nguyên tổ nào đó - chẳng han, muốn theo dõi sự vận chuyển của phốipho trong cày, ta chỉ việc pha vào phân bón một ít phốinho phóng xạ, từ đó ta có thể theo dõi được sự vận chuyển chất này lên đến từng bộ phân của cả

Phương pháp này rất nhạy, lượng chất phóng xa phát hiện được có thể bé hơn hàng tram hay hàng ngần lẫn lượng tối thiểu có thể phát hiện có thể phát hiện bằng các phương pháp khác Có thể đánh dấu bằng đổng vị phóng xạ hẳu hết các nguyên tổ, cho nên phương pháp có thể nói là “vạn năng” trong các lĩnh

"vực khác nhau,

Trang 13

1 Trong công nghiệp:

1.1 Trong ngành luyện kim:

+ Bảo vệ lò cao: Lò cao là một công tình chủ yếu của một khu gang thép, nên việc bảo về nó có vai trò vô cùng to lớn Thành lò và quặng nồng chảy được nào đó phải cho lò ngừng hoạt đông để sửa chữa Nhưng làm sao để xác định

được ldp gạch đó mỏng đến mức nào ? Đã đến lúc cắn phải sa chữa hay chưa ?

Van dé này cần phải xác định một cách nhanh chồng và kịp thời để tránh những điểu đáng tiếc có thể xảy ra Công việc này được thực hiện nhờ vào đồng vị

phóng xa Hiện nay thường dùng đồng vị Côban để kiểm ta lò, người ta đặt vào

trong lớp gach những mẫu Côban ở những đô säu khác nhau Chất đồng vị phóng

xa này phát ra tỉa zamaa có năng lương 1.3 Mev Trong quá trình hoạt động, lớp gach bi chéy mỏng dẫn, để lỗ ra mẫu Côban mẫu này bị nóng chảy và bị gang

6, ta sẽ biết được độ mồng của lop gach đến mức nào và từ đó phương hướng

sửa chữa kịp thời Ở đây cắn chú ý rằng : đồ phóng xa của Cöban phải đủ nhỏ để

không gây nguy hiểm cho công nhân cũng như mọi người + Kiểm ta hoạ đông của lò:

Bên canh việc bảo về lò tì công việc kiểm tra hoạt động của lò cũng là

một vấn để đáng chủ ý Ở đây, đùng đồng vị phóng xa để đo vận tốc của gi

tong lò cao đến một lúc nào đó làm vỡ ống thủy tính dưng rađôn ~ chất khí cđể rút không khí và đo độ phóng xa của nó, tính phóng xạ này xuất hiện khi khối lượng khí có rađôn đi tới nó, t đây có thể tính được vận tốc của không khí trong các phẫn của lò và từ đó cải tiến hoạt động của lồ

————

Phương pháp này dùng để nghiên cứu sự mòn của kim loại

Sự mòn của đao, tiện là một vấn để quan trọng trong kỹ thuật gia công, mát khác tất cả các máy móc déu có bộ phân ma sát lên nhau và dẫn dẫn sẽ bị bào mòn Vấn để này cẩn được phát hiện kịp thời để thay thế hay sửa chữa những bộ phận đó, Phương pháp đồng vị phóng xa có thể phát hiện sự chuyển các nguyên tử

từ mật một vật này sảng mật vật khác, hay ngay cả rong trường hợp hai mat Sy cùng làm bằng môt chất kim loại

Nguyên tắc của phương pháp này là làm cho mật kim loại phải nghiên cứu trở thành phóng xạ, khi mat này ma sắt lên mat kia hoặc lẫn vào dẫu, mỡ dùng cđể bôi trơa, nghiên cứu tính phóng xa của mắt thứ hai hoặc của dẫu mữ ta sẽ biết được sự mồn của mànhứ nhất

‘Luin Van Tối Nghiệp GSHD - NGÔ DUY CHỦ

1.3 Tong aginh công nghiệp nhẹ

+ Đếm sản phẩm : Công nghiệp nhẹ thường sản xuất ra những sản phẩm

nhỏ, với số lượng rất lớn Chẳng han, ở nhà máy bia mỗi ngày sẵn xuất ra hàng,

Lam sao để đếm các sẵn phẩm này một cách nhanh chồng và chính xác? Vấn để đđước giải quyết một cách tốt dẹp bằng các máy đếm đùng đồng vị phóng xã

/¡ như khi đếm các chai bia, có thể làm một băng chuyển đưa các chai bia

đi ngang qua một nguồn phóng xa béta, Mai chai bia di qua sẽ chăn tia béta lại, không cho lọt vào ống đếm, nghĩa là đã ngất đồng điện chay qua ống đếm Mi

ẩn ngất như vậy là một lần đếm, từ đó ta sẽ biết được số lượng sản phẩm một cách nhanh chồng và chính xác

+ Báo hiệu có khí độc

Một số ngành công nghiệp phãi sử dụng những chất đôc hại hay để cháy,

dễ nổ, nói chung là rất nguy hiểm, Để bảo đầm an toàn phải lầm sao cổ cách bảo vữa bị that ra Muốn vậy, chỉ cố việc đánh đấu chất khi sử dụng hằng dồng vị phông xạ

Ching han, đánh đấu hơi thủy ngân bằng thủy ngân phóng xa đánh dấu Misuntua cacbon bằng lưu hôynh phóng xa _Nến bình chứa hay ống din c6 chỗ

hư hỏng để thóat ra các chất khí trên thì đồng vị phóng xạ trong chất khí sẽ tác

dụng lên các ðng đếm dat trong phòng làm việc, và đo đó ta có thể phát hiện kịp

thời để xử lý

(Cũng tường tự như vậy, dùng phương phấp phóng xạ có thể phát hiện nhanh chồng lỗ rồrỉ rong các ổng dẫn nước, dẫn dẫu chôn sâu dưới lòng đất Đối

với các ống dẫn nước ta có thể tiến hành như

Cho một lượng nhỏ chất phóng xạ (thường là dùng Na — 24 phat ra tia

amma có độ xuyên thấu lớn) hòa lẫn vào trong nude Nếu ống dẫn có chỗ bịhỏ, nước sẽ ngấm qua và vào đất mang theo chất phóng xa

Bay gid, mudi kiểm ua dng, chi ein ding máy do phóng xa đi dò, lúc đó chỗ nào bị hự hồng thì chỗ đổ sẽ phát ra ta gamma và mấy do sẽ ghỉ nhân được

"Nhờ vây mà người ta cổ thể nhanh chóng phát hiện ra chỗ dò mà kịp thời sửa

Ha

Còn đổi với trường hợp ổng dẫn dẫu chôn sâu hàng chục tới hàng hàng trầm mớt thì người ta dùng mấy dò theo bình một quả cầu bằng nhôm, trong quả trong của dẫu, Cho hoa tan một lượng nhỗ chất phóng xa vào dẫu, ở chỗ đò dầu

và đập vào ống đếm, ín hiệu được ghỉ băng, nhờ đó mà xác định được chỗ đò trong ống dẫn dầu

1.4 Trong ngành hóa học :

Bằng phương pháp nguyên tử đánh dấu ta có thể theo dõi được chặt chế sự vân chuyển của một nguyên tổ qua nhiều phẩn ứng hóa học, nhiều quá tình hóa những lượng nguyên tố vô cũng nhỏ bé, điểu này rất quan trong đổi với việc chế khi nó chứa tạp chất dù là với lượng rất nhỗ

Nghiên cửu chất xúc tác

“Quá tình tiển hành của các phản ng hóa học với chất xúc ác thường rất Khó hiểu Trong một số trường hợp phương pháp nguyên tử đánh dấu dã giúp con người xắc định được qui tinh dy, ching han, một phương pháp điều chế nhiên liệu tổng hợp rất phổ biển là điều chế cacbua hydro từ ÔxyLcacbon và hydro, ding sft hay côban làm chất xúc chất trung gian này có phn ứng với hydro va tao thành cacbon hydro Nhưng do phống xạ, nghĩa là không có cacbua sắt tạo thành Trong một thí nghiệm khác,

là phản

không đi qua khâu trung gian, mà thực hiện bằng tương tác trực tiếp của

xyteacbon và hydro

2 Trong nông nghiệp :

2.1 Dùng nguyên tử đánh dấu để nghiên cứu quá trình dinh dưỡng của

Phương pháp này đã giúp cho các nhà nông học nghiên cứu hiệu quả các

phương pháp bon phan cho cy va tìm ra phương pháp bón tốt nhất Phân lần, phân đạm và phân kali là những loại phần thường dòng tong nông nghiệp Trong phân bón có nguyên tổ phốpho nhưng là phốïpho ổn

(p"!) Ta trộn lẫn vào phân một ít phốpho phóng xã (p”) phát ra ta bẻta, năng cây như lá, thân _ các bô phân của cây hấp thụ nhiễu hay ít để từ mà đó xác định được cách bón phân và thời gian bón phân thích hợp

‘ViLdu: Ngo hấp thụ phân phôphat chủ yếu wong thời kỹ đấu của sự sinh trường, về sau rễ đâm sâu hút phốpho cẳn thiết từ lớp đất ở dưới, cho nên không phản phốiphát trong cả thời kỳ sinh trưi

Viên nghiên cửa nông nghiệp dude viên hàn làm khoa học Lzobekibtan đđã dùng phương phấp đồng vị phóng xa p phát hiện dược rầng : Lúc cây bông

"hấp thụ Nhưng nếu đem phân hòa vào nước, phun lên lá cây thì thấy cây hấp thy

phan rất nhiều, chứng tỏ lúc quả bông gần chín thì rẻ không hút phân nữa mà lá

lại hút phân mạnh, do đó, mà có thể đưa ra phương pháp bón phân thích hợp nhất cho các nhà nông nghiệ

XMuốn nghiên cửu cách bón phần Kali tì có thể dùng chất đồng vị phông

xử KỲ: Đối với phân đam có thể dùng chất đồng vị phóng xa NỈ

Ngoài ra, phương pháp đồng vị phóng xa còn có thể nghiên cửu tốc độ lưu

thông của các chất định dưỡng trong cây rồng và ảnh hưởng của môi trườn' ý xung quanh đối với tốc độ này

‘Ching hạn, độ lưu thông của P* từ dưới lên trên trong trường hợp không khí ẩm ướt, bão hòa hơi nước là 94 ~ 102 cm/h Tốc độ trung bình là 60 er

Trong trường hợp không khí khô thì tốc đô lưu thông tối đa của P” từ rễ lên có

thể đến 225 ~ 280 emh

2.2 Nghiên cứu quá tình quang hợp

“Sự quang hợp là hiện tượng cây cới nhỡ có chất diệp tổ đưới tác dụng của ánh sáng mặt trời, hấp thụ được thần khí CO; trong không khí CO; hóa hợp với 6Ö tạo nên chất hữu cơ trong cơ thể thực vật

Đây là quá trình quan trong nhất cho toàn bd cuộc sống trên trái đất

Muốn nghiên cứu quá trình quang hop người ta dùng chất đồng vị phóng xa C`*,

chủ kỳ bán rã 5720 năm, phát ra ta bẽta, năng lượng 0,155/zv Chỉ việc cho

thêm một ít thán khí CO;, chứa cacbon phóng xạ (C'") thay cho cacbon thường

(C”) vào không khí ong một budng kía rổi trồng cây ở trong buồng ấy Dùng s@ xy ra quá trình quang hợp tao các hợp chất của cacbon Những chất này có được tiến hành như thế nào ? Tử đó sẽ nghiên cứu được biên pháp thích hợp nhầm tảng năng suất cây trồng

Bằng phương pháp nguyên tử đánh du, người ta cũng đã nghiên cửu được suf phn bs của các sẵn phẩm quang hơp ong cây khoai tây Thí nghiệm chứng

lếu chiếu sắng vào quá nhiều, thi sin phẩm quang hợp tp ung vào lá, lise ak triển manh, củ nhỏ Còn chiếu sáng vừa phải thì sin phẩm quang hợp tắp trung vào củ làm cho cử sẽ to lên

Noi chung phương pháp nguyên tử đánh dấu đã giúp cho môn sinh lý thực vật phát triển hơn và quan tong nhất là vấn để làm tăng sẵn lượng thực phẩm ~ một vấn để được đặt ra bàng đầu trong nến nông nghiệp,

2.3 Trong ngành chân nuôi:

Đánh dấu bằng đồng vị phóng xa các thức ân khác nhau của gia súc, có thể xác định được các thửa ân ấy được tiêu hóa như thể nào ? Do 46 sẽ chọn được thức ân tốt nhất cho gia súc,

Bằng phương pháp nguyễn tử đánh dấu, người ta cũng đã chứng minh được tầng : các chất tong lòng đỏ trừng gà đã được tao ra từ những (hức ăn mà chất vôi nổ ăn tong ngày hôm đó Hay như con cửu, muốn nó cho sẵn phẩm len cách cho thức ân thích hợp để có được sẵn phẩm tốt nhất

3 Trong y học :

aL

‘Nghign cit sinh if son người:

hương pháp nguyên tử đảnh đấu còn được ấp dụng để nghiên cứu sinh lý con người đặc biết là sự văn chuyển và tập trung của các chất trong cơ thể

“Chẳng hạn người ta đã thấy tầng : rong cơ thể chất iốt chủ yếu tập trung vào tủy xướng Những hoạt đông sinh lý phức tạp như hoạt đông của hệ thắn kinh cũng được nghiên cứu bằng phương pháp nguyên tử đánh đấu, và biết được trong vỏ não thì lc ngủ, các quá tình sinh hóa tổng hợp chiếm tu thể so với các quá tình phân rả Do đó những hoạt động của trí óc sẽ được phục hồi sau khi ngủ 13.2 Chẩn đoán bệnh:

“Có một số bệnh có thể chẩn đoán bằng đồng vị phóng xa Chẳng hạn như

việc chẩn đoán bệnh về tuyến giáp trang, hấp thụ chất lốt của máu và tổng hợp

Việc sử dụng ốt phóng xa để chuẩn đoán bệnh về tuyến giáp trạng là một

trong những ứng dung được phổ biến trong việc dàng chất đồng vị phóng xã

Để chuẩn đoán bệnh trang người ta cho bệnh nhân uỗng thuốc có pha mot

it KI (1°) rồi để ống đếm ở sát họng Ống đếm sẽ ghi tỉa gamma của iốt tập trùng dẫn dẫn vào tuyển giấp tang và người ta vẽ đường cong biểu điễn sự tập

Luận Văn Tốt Nghiệp — _ GSHD:NGÔ DUY CHỦ

trùng ấy Nếu dưỡng cong lên cao a g (hay châm quá) thì tức là tuyến giấp trang hoạt đông không bình th

Ngoài ra, đồng vị phóng xạ vài được đùng để chuẩn đoán bệnh ung thư,

bởi các tế bào ung thư hấp thụ những chất như it, photpho manh hơn các tế bào lành Nếu cho người bệnh uống hợp chất chữa I '' phóng xạ , lúc đó dùng ống đếm để xác định sự tập trung bất thường của ốt và từ đó sẽ ũm ra ch ung thư

“Tương tự, bệnh ung thư xương có thể phát hiện sôm hằng chất gali phóng

xã

3.3 Nghiên cứu côn trùng

'Côn trùng là loại động vật rất phổ biến trên trái đất chúng gây ra những thiết hại to lớn cho con người Cho nên việc tiều diệt chúng là một vấn để cẳn chúng, những yếu tổ khó khăn hay thân lợi cho ching phát triển Vấn để này phóng xa

4 Ứng dụng trong các ngành khác :

.3.1 Xác định tuổi của cổ vải:

“Trong các ta vũ trụ luôn có các nơton năng lượng lớn, những ndươn nà d8 và? NBROBEVĐOBENolO4-S00.096883300)90/052h35 Đặc

MP + ont sa ẠCU +

‘Chinh tir trong bau khí quyển luôn có cacbon phóng xa nên tất cả sinh vật

trên tái đất đều hấp thu nguyên tố này Quá ình tao cacbon phóng xạ tiếp diễn

xa mới sinh ra, do đó lượng cacbon phóng xa trong không khí luôn không thay trồn lẫn làm cho nó được phân bổ đều trong khí quyển

.Cacbon bị đốt cháy trong khí quyển sinh ra khí cacbonic :

c+ 0 > ỤC

Dưới tác dụng của ánh sáng mật trời, cây dã hếp thy cachone va Eekerteiqdskr rap reonleris Ty ra, trình quang hợp cưới dang ; cloroplinle, lipide, protide _ Đây chính là nguồn tàng lages phẩm cho người và động vat Do đó mà trong cơ thể mọi sinh vật déu có cacbon phóng xạ

"tê sống số lượng cacbon phóng xa không thay đổi, và

ng ngừng có sự thay đổi giữa cơ th sinh vật và mỗi trường bên ngoài Nhung Ôi nh tật hết aay le lò sinh vật ngừng hấp thụ cacbon