Báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 3

Báo cáo thực hành vật lý hạt nhân

Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 15 IV.NHẬN XÉT: ĐỒ THỊ PHỔ TINH N 70 60 50 40 30 20 10 CH 0 10 12 Sự gây ô nhiễm nguyên tố phóng xạ vào phổ hệ phố kế vào việc đếm máy đến khảo sát đối tượng đo thiết bị đếm gây khó hhăn khảo sát đối tượng đo nguồn xạ tự nhiên gây ra, gọi phông Ta dùng phổ vi phân để khảo sát phổ phông môi trường.Khi hệ đo không đặt nguồn để đo ,vì ta thu bảng số liệu dạng phổ Đối với số đếm N ta thấy số đếm biến thiên không ổn định Đối với số đếm N ta thấy số đếm biến thiên không ổn định Đối với phổ ta thấy phổ phức tạp giảm dần Vì ta biết tự nhiên tồn nhiều nguyên tố phóng xạ với chu kỳ bán rã khác Ngoài nguồn phóng xạ nguyên tố mặt đất gây ra, có đóng góp tia xạ vũ trụ.Vì đặt hệ đo ta để đo ta không che chắn xạ môi trường xung quanh đến Detector với xác suất Như nói tự nhiên tồn nhiều nguyên tố với chu kỳ bán rã khác nhau, lúc xạ đến Detector nhiều, lúc Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 16 BÀI 5: ĐƯỜNG CHUẨN NĂNG LƯNG I MỤC ĐÍCH: -Xây dựng mối quan hệ kênh lượng xạ xạ vào Detector có số đếm mức điện tử (kênh) -Nguyên tắc dựa vào nguồn chuẩn biết trước mức lượng II THIẾT BỊ: Phổ kế kênh RFT 20026  Nguồn Co60 , mức lượng cho trước E1 = 1173(Kev)  E2 = 1332(Kev) 137 Nguồn Cs có E = 661(Kev)  III THỰC HÀNH: Bài đo phổ vi phân tinh Ngưỡng bị chặn, cữa sổ = 0.2, hệ số khuyếch đại K = 22, cao theá HV = 750v, t =12s U(v) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 N 1325 1751 2820 2991 2969 3028 2960 2333 1816 1441 U(v) 2.2 2.4 2.6 N 1151 1081 1003 2.8 842 3.0 698 3.2 613 3.4 754 3.6 3.8 4.0 1041 1189 1304 U(v) 4.2 N 1137 4.4 824 4.6 538 4.8 501 5.0 602 5.2 499 5.4 569 5.6 509 5.8 445 6.0 432 U(v) N 6.2 509 6.4 533 6.6 471 6.8 490 7.0 533 7.2 604 7.4 500 7.6 408 7.8 260 8.0 283 U(v) N 8.2 269 8.4 221 8.6 105 8.8 44 9.0 15 9.2 9.4 9.6 9.8 10 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân Đồ thị: 17 Hình 5.1 3500 N 3000 2500 2000 1500 1000 500 CH 0 10 12 Hình 5.1 2.Xác định đường chuẩn lượng với lượng chuẩn biết trước Dựa vào phổ thu nguồn Co60 nguồn Cs137 ta có: Ứng với kênh K = lượng đỉnh nguồn Cs137 E = 661 Kev 60 Ứng với kênh K = 7.2 lượng đỉnh nguồn Co E = 1202 Kev (Lấy trung bình E1 E2 ) Dựa vào Phương pháp bình phương tối thiểu ta xác định phương trình đường chuẩn lượng: E = 184.84K – 78.735 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 18 Đồ thị : Hình 5.2 1400 1200 E 1000 800 600 400 200 CH Hình 5.2 IV PHÂN TÍCH SỐ LIỆU VÀ NHẬN XÉT KẾT QUẢ: - Dựa vào đường chuẩn lượng biết mẫu khảo sát có chất Các chất có hàm lượng -Do thao tác thực hành thiết bị thí nghiệm nên hai đỉnh phổ nguồn Co bị chập thành Vì tính toán ta lấy trung bình hai mức lượng Đường chuẩn lượng xác định dựa vào hai điểm nên kết không xác 60 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 19 BÀI 6: ĐO PHỔ HẤP THỤ GANMA CỦA VẬT CHẤT I.MỤC ĐÍCH -Dùng phổ kế hạt nhân để đo hấp thụ xạ Ganma vật chất II.THIẾT BỊ -Phổ kế kênh -Phổ nguồn Co60 - Các mẩu kim loại Nhôm, Nhựa, Chì III.THỰC HÀNH -Cao 750V -K = 22dp -T = 120s thời gian phân huỹ 1/1/2000 -Cường độ ban đầu 1Bp, thuộc máy phân tích biên độ kênh RFT 20026  Nhôm d = mm - P = 18358 Np = 1835 - N0 = 49525 No = 4952 - Nc = 48293 - d = mm Nc = 49135 -1 -  = 0.0067 mm  = 0.0042mm-1  Chì Np = 18358 N0 = 49376 Nc = 39631 d = 1.75mm  = 0.216mm-1 Np = 18358 N0 = 49376 Nc = 37978 d = 3.5mm  = 0.0.13mm-1 * Nhựa d = 1.68 mm Np = 18358 d = 3.36 mm Np = 18358 Nc = 49468 Nc = 48868 No = 49510 -  = 0.0012mm-1 No = 49510  = 0.0062 mm-1 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 20 IV.NHẬN XÉT KẾT QUẢ : - - - - Độ hấp thu ïGamma vật chất khác khác Từ số liệu đo ta thấy chất Nhôm , Nhựa có  nhỏ Điều chứng tỏ Nhôm Nhựa có độ hấp thụ xạ Gamma thấp Chúng ta dùng Nhôm Nhựa để chắn tia Gamma Còn Chì cóù  lớn nhiều lần so với Nhôm Nhựa Điều chứng tỏ Chì chất hấp thu ïtia Gamma tốt Chúng ta dùng Chì để chắn tia Gamma xạ hạt nhân Trong số liệu đo từ Chì , Chì chắn trình tiến hành khảo sát không tương đồng với tính toán lại lấy bề dày d Do kết không xác, có sai lệch rõ nét Ngoài ra, trình tiến hành khảo sát Detector vật chắn cố định tuyệt đối sơ đồ thí nghiệm Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 21 BÀI : LÀM TRƠN PHỔ I.MỤC ĐÍCH : -Dùng phương pháp toán học để xử lí làm trơn phổ hạt nhân làm cho phổ trơn, liên tục hợp lí II THIẾT BỊ : -Phổ kế kênh RFT 20026 -Sử dụng số liệu III THỰC HÀNH : 1.Làm trơn phổ : thô , trung bình , tinh Áp dụng công thức : + Làm trơn điểm : Di = (-3Ci-2 +12Ci-1 + 17Ci + 12Ci+1 – 3Ci+2 ) /35 +Làm trơn điểm : Di = ( -2Ci-3 + 3Ci-2 + 6Ci-1 + 7Ci + 6Ci+1 + 3Ci+2 –2Ci+3 )/21 +Làm trơn điểm : Di = (-21Ci-4 +14Ci-3 + 39Ci-2 + 54Ci-1 +59Ci +54Ci+1 + 39Ci+2 14Ci+3 – 21Ci+4 ) /231 2.Bảng số liệu sau làm trơn : a Làm trơn phổ thô : + Làm trơn điểm : U(v) 10 N 6304 3040 1705 1499 1729 1782 1206 284  Đồ thị : Hình 7.1 N 8000 6000 4000 2000 CH 0 10 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 22 +Làm trơn điểm: U(v) N 3075 3040 1731 1463 2228 1240  Đồ thị : 727 284 10 Hình 7.2 7000 N 6000 5000 4000 3000 2000 1000 CH 0 10 12 685 239 Hình 7.2 +Làm trơn điểm : U(v) 2544 2846 2420 2452 1363 1308 1055 10 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 23 Đồ thị : Hình 7.3 7000 N 6000 5000 4000 3000 2000 1000 CH 0 10 12 Hình 7.3 b Làm trơn phổ trung bình : + Làm trơn điểm : U(v) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 N 1705 3317 3079 2458 1703 1117 3.5 848 4.0 737 4.5 686 5.0 687 U(v) N 8.5 227 9.0 12 9.5 10 5.5 751 6.0 849 6.5 880 7.0 821 7.5 720 8.0 409 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 24 Đồ thị: HÌNH 7.4 N 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 CH +Làm trơn điểm: 10 12 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 25 U(v) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 N 1705 3317 3079 2574 1756 1188 U(v) N Đồ thị: 5.5 751 6.0 849 6.5 880 7.0 821 7.5 720 8.0 441 3.5 843 4.0 749 4.5 686 5.0 687 8.5 221 9.0 60 9.5 10 HÌNH 7.5 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 N CH 10 12 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 26 +Làm trơn điểm : U(v) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 N 1705 3317 3079 2579 1958 1281 U(v) N 5.5 768 6.0 832 6.5 847 7.0 821 7.5 720 8.0 409 3.5 851 4.0 770 4.5 669 5.0 711 8.5 227 9.0 12 9.5 10 U(v) 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9 N 10 12 10 0 HÌNH 7.6 N 4000 3000 2000 1000 CH 10 c Làm trơn phổ tinh: + Làm trơn điểm : U(v) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 N 66 113 102 104 129 143 167 187 179 U(v) 2.1 2.2 2.3 2.4 52.6 2.7 2.8 2.9 N 171 128 144 90 108 85 91 64 71 U(v) 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 N 35 44 38 40 28 31 35 37 34 U(v) 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 N 16 27 41 41 42 21 28 38 41 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 194 192 217 215 207 200 220 191 191 164 177 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 55 56 43 44 55 40 44 50 35 45 37 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 27 44 41 42 29 27 42 39 45 32 44 35 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 38 41 27 40 28 22 30 25 19 19 16 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9 10 Đồ thị : HÌNH 7.7 N 250 200 150 100 50 U(v) 0 10 0 0 0 0 0 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 28 +Làm trơn điểm: Đồ thị : HÌNH 7.8 250 N 200 150 100 50 0 U(v) 10 +Làm trơn điểm : Đồ thị : HÌNH 7.9 N 250 200 150 100 50 CH 0 10 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 29 IV.NHẬN XÉT KẾT QUẢ : Khi làm trơn theo phương pháp trung bình, phổ vi phân có dạng giống với hàm chuẩn Các điểm thực nghiệm không đủ thống kê làm khớp thành giá trị đúng, phổ không xuất đỉnh giả Tuy nhiên, dùng phương pháp làm giảm diện tích đỉnh đỉnh dẫn Cho nên kết không xác, vùng ta phải dùng phương pháp trung bình có trọng số Nhưng phương pháp làm tăng đỉnh giả lên làm ta nhầm xem đỉnh phổ dẫn Dẫn đến nhầm viện nhận dạng đỉnh phổ, dễ gây sai lệch việc khảo sát đối tượng đo Tóm lại, việc làm trơn phổ hạt nhân làm tăng độ nhạy phương pháp giảm sai số thống kê Tuy nhiên, tuỳ thuộc vào trường hợp cụ thể mà ta phải áp dụng phương pháp làm trơn cách linh động Tại có phông phương pháp lấy trung bình áp dụng chấp nhận, ngược lại vùng thật chứa đỉnh phương pháp trung bình có trọng số thích hợp Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 30 BÀI 8: KHẢO SÁT PHỔ KẾ ĐA KÊNH I.MỤC ĐÍCH : Khảo sát hoạt động phổ kế đa kênh , qua tìm hiểu số chức ứng dụng phổ kế II THIẾT BỊ : -Phổ kế đa kênh -Nguồn Co60 , Cs137 III/ THỰC HÀNH: -Nguồn cao the á= 840v: -Coarse gain = 30 -Fine –Gain = -Nguồn phóng xạ:Co –60 ,Cs –137 ,mức độ phóng xạ :370Bq 1/ Ta có phổ phông phổ kế đa kênh sau: present = 1000s read(s) = 100293 live(s) =1000.00 dead(s) =0.29 448 331 341 391 256 490 59 714 64 1142 32 1291 13 1947 10 2335 700 600 500 400 N KÊNH SỐ ĐẾM 300 200 100 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 CH 3609 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 31 2/ Khi có nguồn Cs-137 Co-60, ta có phổ sau: 14000 N 12000 10000 8000 6000 4000 2000 CH 0 20 40 60 80 100 120 Sau chuẩn lượng ta có: Đỉnh Cs-137 (Đỉnh cao đồ thị): E= 661(Kev), kênh K=1034 Đỉnh Co-60 (Đỉnh cao thứ hai đồ thị): E= 1167,63(Kev), kênh K=2166 Đỉnh Co-60 (Đỉnh cao thứ đồ thị): E= 1332(Kev), Kênh K= 2470 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 32 Khi có ba nguồn là: Cs-137, Co-60, Mn-54, Ta có phổ sau: 20000 15000 10000 5000 CH 0 1000 2000 3000 4000 5000 Sau chuẩn lượng ta có lượng ứng với kênh là: 0.8659(KeV) Nguồn cần xác định có phổ sau: Năng lượng đỉnh xấp xỉ là: E= 315(KeV), nguồn bỏ vào để xác định nguồn Ba- 133 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 33 25000 20000 15000 10000 5000 451 901 1351 1801 2251 2701 3151 3601 4051 IV NHẬN XÉT VÀ PHÂN TÍCH KẾT QỦA: Hạn chế phổ kế kênh ghi hết tất bứa xạ mà nguồn phát có kênh Nhưng với phổ kế đa kênh hạn chế điều Cũng giống phổ kế kênh, phổ kế đa kênh cho ta phổ nguồn, chuẩn lượng…, phổ phông môi trường V PHÂN TÍCH SỐ LIỆU VÀ NHẬN XÉT KẾT QUẢ : -Qua việc xác định diện tích đỉnh phổ cho ta biết cường độ phóng xạ mẫu phụ thuộc vào diện tích đỉnh phổ -Việc xác định diện tích đỉnh phổ, cho ta biết độ phóng xạ mẫu.Từ ta tính số hạt nhân phóng xạ chất Nghóa tính số nguyên tố, hàm lượng % chất phóng xạ mẫu Điều có ý nghóa thực tiễn -Việc sử dụng máy phân tích đa kênh làm cho trình tiến hành thí nghiệm thuận lợi, thu nhiều kết xaùc ... 41 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 1.1 1.2 1 .3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 194 192 217 215 207 200 220 191 191 164 177 3. 1 3. 2 3. 3 3. 4 3. 5 3. 6 3. 7 3. 8 3. 9 55 56 43 44 55 40 44 50 35 45 37 5.1... 409 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 24 Đồ thị: HÌNH 7.4 N 35 00 30 00 2500 2000 1500 1000 500 CH +Làm trơn điểm: 10 12 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 25 U(v) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3. 0 N... 4000 30 00 2000 1000 CH 0 10 12 685 239 Hình 7.2 +Làm trơn điểm : U(v) 2544 2846 2420 2452 136 3 130 8 1055 10 Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 23 Đồ thị : Hình 7 .3 7000 N 6000 5000 4000 30 00