NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ GAMMA TRONG MẪU MÔI TRƯỜNGBẰNG PHƯƠNG PHÁP FSA SỬ DỤNG HỆ PHỔ KẾ HPGe

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ GAMMA TRONG MẪU MÔI TRƯỜNGBẰNG PHƯƠNG PHÁP FSA SỬ DỤNG HỆ PHỔ KẾ HPGe ĐẶT VẤN ĐỀTÌNH HÌNH NGHIÊN CỨUĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUNGUỒN ĐIỂM VÀ MẪU THỂ TÍCHHỆ PHỔ KẾ GAMMAPHƯƠNG PHÁP FSA VÀ PHƯƠNG PHÁP WAKẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬNPHÂN TÍCH HOẠT ĐỘ MẪU NGUỒN ĐIỂMPHÂN TÍCH HOẠT ĐỘ MẪU MÔI TRƯỜNG

-1- M U Trong vinh ho ca các mu phóng x bin nh) ca mu s nh da trên các dinh, kt hp vi các thông s  sut phát gamma, thu sut ghi nhn c   nh ho b   i vic tr nh ph tt. Bên cu  trùng phùng thc, t hp th hay các sai s trong s liu t các n ht nhân s dn s  gim bt giá tr dinh và gây sai l cho kt qu tính toán ho b hn ch nh ho da trên các nh gamma riêng r, chúng ta s s dng mt khác nhnh ho da trên toàn ph gamma ghi nhc g pháp phân tích toàn ph  n vic tính toán trên toàn ph nên có mt s m ni tri so v pháp truyn thng chng hi b phn ln các sai s trong vinh dinh do trùng phùng, do tr phông nn Compton, do thng kê và nhng sai s v mt do h  Mt trong nhu tiên áp dng  tích ph c t h ph k HPGe là công trình ca Katse Piet Maphoto (2004) [7]. Tác gi nh ho cng v phóng x nguyên thy 238 U, 232 Th và 40 K trong các mt và qung. Kt qu cho thy có s phù hp khá tt gi u c tìm hiu trong khóa lun tt nghip ca Lê Th H (2008) [2]. Tuy nhiên,  lch ho tính bi WA c trong khóa lun c 30%. Trong lua Nguyn Th Cm Thu (2010) [3], khi tính toán ho ca mt s mt bng n vic hiu chnh s trôi i va mng trong tính toán. Trong khóa lun này tác gi tip tc nghiên cu chi tit cách tin hành thc hin  nhm xây dng mt quy trình phân tích tt, nâng cao kh  chính xác trong phân -2- tích ho. Ni dung khóa lun bao gm: Phn m t lun và kin ngh, tài liu tham kho và các ph lc.   gii thiu tng quan v hi ng phóng x, ngun gc nn phông phóng x ng, ph h ng v phóng x phát alpha, beta, gamma trong mng. ng 2 ng nghiên cu, thit b ghi nhn bc x và các pháp phân tích ho gamma. trình bày kt qu phân tích ho gamma ca 7 ngum phát a hãng TSpectrum và 12 mt chng v 238 U, 232 Th, 40 K cn phân tích thu thp t t  k lk s d pháp toàn ph FSA. n thng WA. -3- CH.  1.1.        -                                     30 P   nPPAl 30 15 n 31 15 27 13    eSiP 30 14 30 15  loi nhân nhân to                             [5]. -4- 1.2.  1.2.1. s  s   226   10 -13  -  13  226  -  226 s -13 . 1.2.2. 1/2  0  n (N = N 0 /2). 1.2.3. . P , gian ca mt s ln ht  1/2    2ln T 2/1 (1.1) n   1 (1.2)     ã s    *   dN  -5- dt.N.dN  (1.3) - *   *   * t = 0, . D dàng ch minh : t e)0(N)t(N   (1.4)  .  (t)óng  t   tt e)0(C)t(Ne)0(N dt dN )t(C   (1.5) BecqCi).  . 1Ci=3,7×10 10  = 3,7×10 10 Bq i=10 -3  -6 Ci.  (Bq).    úc                            -6-  238 U rã 4,47.10 9  232 rã 1,41.10 10  40 rã 1,28.10 9      22 Na, 7   14 C.     c (  8      à     [4].               30     -                14   137 Cs, 90 Sr, 95  106  -7- -      -     -              pht      238 U, 235  232 Th. 1.4.1. Uranium    238 U, 235 U, 234 n Uranium phân                             -6 l  4×10 -4 %. -8- 1.4.2. Thorium   -5   -5    232  1.4.3. Kali  40   1/2 =1,28×10 9      ,5%.                      40                40   [4]. [5]  (A=4n+2)  238   234 U   n 206 Pb. Hình 1.1. trình bày ph h ca chui Uranium này. -9-  (A=4n) Có   232  1/2 =13,9.10 9       232 Th    232 Th  236 U  1/2 =2,4.10 7 n   236     (A=4n+3)   235          (Z=87). Hình 1.3. trình bày ph h ca chui Actinium. Actinium ( 227    -10- Hình 1.1. Chui Uranium A=4n+2 [9]  227   ( 223   223  ( 215 At). [...]... gamma sử dụng hệ phổ kế gamma Trong phần này tác giả phân biệt phương pháp xác định hoạt độ gamma dựa vào thông tin diện tích đỉnh phổ (phương pháp WA -Window Analysis), và phương pháp xác định hoạt độ gamma dựa vào thông tin toàn phổ (phương pháp FSA -Full Spectrum Analysis) 1 ƣơ ƣơ W ƣơ Hoạt độ riêng của đồng vị phóng xạ cần phân tích được xác định thông qua việc so sánh mẫu cần phân tích với mẫu chuẩn... gian đo của mẫu chuẫn và mẫu phân tích (giây) mc, mm: Khối lượng mẫu chuẩn và mẫu phân tích (kg) -18- Vấn đề quan trọng trong phương pháp này là việc chuẩn bị mẫu chuẩn Có rất nhiều phương pháp chuẩn bị mẫu chuẩn khác nhau như phương pháp hóa học, phương pháp cơ học… Để tiện lợi chúng ta nên sử dụng các mẫu chuẩn do nhà sản xuất mẫu chuẩn cung cấp Sai số tương đối của hoạt độ mẫu được xác định từ công... là Maphoto [7] Trong khóa luận này tác giả đã xác định hoạt độ phóng xạ tự nhiên trong đất bằng phương pháp FSA và so sánh kết với kết quả với giá trị tính toán từ phương pháp WA ƣơ Trong trường hợp phương pháp FSA được áp dụng cho phân tích hoạt độ phóng xạ tự nhiên, phổ cần phân tích được làm khớp với sự kết hợp tuyến tính của ba phổ chuẩn (238U, 232 Th, 40K) và một phông nền Mỗi phổ chuẩn này tương... được hoạt độ phóng xạ của mẫu cần phân tích S ị hương pháp FSA xác định hoạt độ của nhân phóng xạ có trong mẫu thông qua việc phân tích toàn phổ, vì vậy hoạt độ được xác định tương đối chính xác Với k thuật khớp phổ bằng phương pháp ma trận thì ma trận ε chính là ma trận phương sai của các tham số hoạt độ [8] Trong trường hợp trên, ta có ma trận phương sai của các tham số như sau:  11 12    21... chương này trình bày kết quả áp dụng phương pháp FSA để xác định hoạt độ gamma của các nguồn dạng điểm và dạng thể tích của mẫu môi trường đo trên hệ phổ kế GMX phông thấp đầu dò HPGe Đánh giá khả năng áp dụng, độ chính xác của phương pháp, dự đoán các yếu tố ảnh hưởng bằng cách so sánh với kết quả tính toán hoạt độ bằng phương pháp truyền thống WA 3.1 Xác ịnh ho ểm b c a m t s ngu n ƣơ FS 3.1.1 Các ngu... 22,43 -29- và tính 3.1.4 ƣơ W Để đánh giá kết quả tính toán hoạt độ từ phương pháp FSA chúng tôi so sánh với kết quả tính toán hoạt độ bằng phương pháp WA (phương pháp tương đối) Sử dụng cùng bộ dữ liệu phổ đo được từ 8 nguồn chuẩn và các nguồn cần phân tích đã nói ở trên Kết quả được trình bày trong bảng 3.4 Bảng 3.4 Giá trị hoạt độ các nguồn điểm tính bằng phương pháp WA Ngu n phân tích 133 Ho (Bq) Sai... 54 22 Na Nguồn kết hợp gồm 65Zn và 137 Cs -30- 3.1.4.3 So sánh kết quả FSA và WA Bảng 3.5 trình bày kết quả so sánh giữa giá trị tính toán hoạt độ bằng FSA và WA Hình 3.7 và 3.8 trình bày biểu đồ so sánh kết quả tính toán hoạt độ bằng hai phương pháp FSA và WA của nguồn điểm một đồng vị và nguồn điểm kết hợp Kết quả cho thấy ở vị trí 5cm, phương pháp tính toán hoạt độ FSA và WA cho kết quả sai lệch... Hình 3.7 Biểu đồ so sánh kết quả tính toán hoạt độ của hai phương pháp FSA và WA đối với nguồn điểm có một đồng vị Hình 3.8 Biểu đồ so sánh kết quả tính toán hoạt độ hai phương pháp FSA và WA của nguồn điểm kết hợp hai đồng vị -32- Hình 3.9 Tỉ số hoạt độ (FSA/ WA) của nguồn điểm và sai số tương ứng 3.2 Xác ịnh ho 1 H ọ c a mẫ ƣ ng b ƣơ FS ẫ Trong khóa luận này chúng tôi sử dụng hộp mẫu Marinelli với kích... số nhiều trong phép phân tích Trong khóa luận này tác giả sử dụng phương pháp khớp bình phương tối thiểu dạng đa thức với việc giải hệ phương trình tuyến tính tìm các tham số bằng phương pháp ma trận [8], phương pháp này thuận lợi cho việc kết hợp tuyến tính 3 phổ chuẩn và phổ của mẫu cần phân tích Trong phương pháp này, chúng ta cần phải xác định các ma trận sau: Ma trận là ma trận dòng:   1 2... Trong phương pháp này, hầu như toàn bộ phổ đo đều được sử dụng và hoạt độ của các đồng vị có trong phổ được tính dựa vào việc làm khớp phổ đo với các phổ chuẩn ứng với từng đồng vị riêng l Sơ ƣợ ề ị hương pháp FSA được sử dụng ban đầu cho mục đích địa vật lý với việc sử dụng các hệ detector được làm bằng tinh thể nhấp nháy để phát hiện và ghi nhận tia gamma của các hạt nhân phóng xạ tự nhiên có trong .   40        -  40 Ca. Hình 1 .4  40  + và bt electron to 40  - to 40 Ca. ng. Vi ho ca 40 K  -12- Hình 1.3. Chui Actinium A=4n+3 [9] Hình 1 .4. 40  + và bt electron to 40 Ar và phân.   -6-  238 U rã 4, 47.10 9  232 rã 1 ,41 .10 10  40 rã 1,28.10 9      22 Na,