xây dựng hệ thống bài thí nghiệm vật lý hạt nhân

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ Tên đề tài: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI THÍ NGHIỆM VẬT LÝ HẠT NHÂN Mã số: CS.2010.19.107 Chủ nhiệm đề tài: CN Trương Trường Sơn Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ Tên đề tài: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI THÍ NGHIỆM VẬT LÝ HẠT NHÂN Mã số: CS.2010.19.107 Xác nhận quan chủ trì đề tài (ký, họ tên, đóng dấu) Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2011 Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH Họ tên Đơn vị công tác lĩnh vực chuyên môn Trương Trường Sơn Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm Tp HCM Nội dung nghiên cứu phân công - Xây dựng kế hoạch nghiên cứu - Thiết kế, lắp đặt tiến hành thực nghiệm thí nghiệm - Viết tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Phạm Nguyễn Thành Vinh Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm Tp.HCM - Thiết kế, lắp đặt tiến hành thực nghiệm thí nghiệm - Viết tài liệu hướng dẫn thí nghiệm MỤC LỤC DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH MỤC LỤC TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU SUMMARY MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài .6 Mục tiêu nghiên cứu .6 Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu Nội dung KẾT QUẢ CỦA ĐỀ TÀI KẾT LUẬN CHUNG 31 KIẾN NGHỊ VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 PHỤ LỤC 36 TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG Tên đề tài: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI THÍ NGHIỆM VẬT LÝ HẠT NHÂN Mã số: CS.2010.19.107 Chủ nhiệm đề tài: CN Trương Trường Sơn Tel: 0908889083 E-mail:trtruongson@gmail.com Cơ quan chủ trì đề tài : Trường Đại học Sư phạmTp.HCM Thời gian thực hiện: Từ tháng 4/2010 – 4/2011 Mục tiêu: Nghiên cứu, thiết kế, xây dựng biên soạn tài liệu thí nghiệm Vật lý hạt nhân đáp ứng nhu cầu đào tạo cho hệ Cử nhân chuyên ngành Vật lý hạt nhân, Thạc sĩ vật lý hạt nhân: - Bài 1: Đo hoạt độ nguồn phóng xạ Anpha - Bài 2: Khảo sát vùng Plateau suy giảm số đếm theo khoảng cách hệ đo đơn kênh sử dụng Detector NaI - Bài 3: Xác định bề dày hấp thụ nửa hệ số suy giảm tuyến tính, suy giảm khối - Bài 4: Xây dựng đường chuẩn lượng xác định nguồn phóng xạ chưa biết - Bài 5: Xác định thông số kỹ thuật hệ đo gamma phông thấp – đặc trưng phổ gamma - Bài 6: Khảo sát suy giảm suất liều theo khoảng cách phông phóng xạ môi trường Nội dung chính: Xây dựng đề cương nghiên cứu, khảo sát thiết bị, lập kế hoạch xây dựng thí nghiệm Xây dựng thực nghiệm thí nghiệm vật lý hạt nhân Hoàn thiện kết nghiên cứu để biên soạn thành giáo trình thức 3 Kết đạt (khoa học, ứng dụng, đào tạo, kinh tế-xã hội): Bộ số liệu thí nghiệm hạt nhân Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm cho sinh viên năm thứ hệ cử nhân SUMMARY Project Title: Design practical lessons nuclear physics Code number:CS.2010.19.107 Coordinator: Truong Truong Son Implementing Institution : Ho Chi Minh City University of Pedagogy Duration: from April 2010 to April 2011 Objectives: - Research, design and compile textbook practical nuclear physics for the teaching in Physics departerment About lesson: + Lessson 1: Measure alpha source radioactivity + Lessson 2: Investigate Plateau curve and the decline of counts dependence on distance of NaI detector system + Lessson 3: Determine absorbtion half - thickness and linear attenuation and volume attenuation coefficient + Lesson 4: Form the energy calibration curve and determine the unknown source + Lesson 5: Determine technical parameters of low background – gamma spectrometer system and gamma spectrum characteristics + Lesson 6: Investigate the decline of dose rate dependence on distance and environmental radiation background Main contents: - Design research plan, survey equipment, design lesson about practical nuclear physics - To conduct experiment lesson about practical nuclear physics - Complete results and compile textbook practical nuclear physics Results obtained: - Data of lesson about practical nuclear physics - Textbook practical nuclear physics for the the third years students MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, Khoa Vật lý có phòng thí nghiệm vật lý hạt nhân với trang thiết bị đồng đại Để sớm khai thác hiệu phòng thí nghiệm vật lý hạt nhân việc giảng dạy thực hành cho sinh viên Nhằm chủ động kế hoạch đào tạo, việc xây dựng hệ thống thí nghiệm vật lý hạt nhân biên soạn tài liệu hướng dẫn thí nghiệm vật lý hạt nhân cần thiết cấp bách Từ lý thực đề tài: “Xây dựng hệ thống thí nghiệm vật lý hạt nhân” Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu, thiết kế, xây dựng biên soạn tài liệu thí nghiệm Vật lý hạt nhân đáp ứng nhu cầu đào tạo cho hệ Cử nhân chuyên ngành Vật lý hạt nhân, Thạc sĩ vật lý hạt nhân: - Bài 1: Đo hoạt độ nguồn phóng xạ Anpha - Bài 2: Khảo sát vùng Plateau suy giảm số đếm theo khoảng cách hệ đo đơn kênh sử dụng Detector NaI - Bài 3: Xác định bề dày hấp thụ nửa hệ số suy giảm tuyến tính, suy giảm khối - Bài 4: Xây dựng đường chuẩn lượng xác định nguồn phóng xạ chưa biết - Bài 5: Xác định thông số kỹ thuật hệ đo gamma phông thấp – đặc trưng phổ gamma - Bài 6: Khảo sát suy giảm suất liều theo khoảng cách phông phóng xạ môi trường Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu - - Tiếp cận vấn đề nghiên cứu thông qua trao đổi chuyên môn với đồng nghiệp, chuyên gia lĩnh vực, thông qua việc nghiên cứu tài liệu, tạp chí khoa học nước đăng tải từ mạng Internet Đề tài nghiên cứu thông qua việc tổng hợp tài liệu, tính toán xử lí số liệu nhằm đưa kết bảo đảm tính xác mặt khoa học Đồng - thời có phản biện cố vấn khoa học, đồng nghiệp chuyên gia qua trao đổi chuyên môn, qua buổi báo cáo khoa học Các nghiên cứu đề tài tập trung nghiên cứu tìm phướng án trình bày hướng dẫn thí nghiệm hiệu quả, giúp sinh viên hiểu tự làm thực hành thiết bị có phòng thí nghiệm vật lý hạt nhân – khoa Vật lý Nội dung Để đạt mục tiêu đề ra, đề tài tập trung thực nội dung đây: (1) Xây dựng đề cương nghiên cứu, Khảo sát thiết bị, lập kế hoạch xây dựng thí nghiệm (2) Xây dựng thực nghiệm thí nghiệm vật lý hạt nhân (3) Viết báo cáo kết thực đề tài (4) Hoàn thiện kết nghiên cứu để biên soạn thành giáo trình thức KẾT QUẢ CỦA ĐỀ TÀI BÀI ĐO HOẠT ĐỘ NGUỒN PHÓNG XẠ ALPHA * Mục đích - Nắm vững thao tác sử dụng máy đo Alpha-Beta UMF-2000 - Xác định hiệu suất ghi detector - Xác định hoạt độ phóng xạ alpha phương pháp tuyệt đối * Giới thiệu máy đo tổng hoạt độ alpha Máy đo tổng hoạt độ alpha beta sản xuất yêu cầu TY 4362-003-3186731-2002 đo theo mục đích sau : Đo tổng hoạt độ beta hạt nhân phóng xạ mẫu thực phẩm, mẫu đất, nước, phin lọc không khí Đo tổng hoạt độ alpha hạt nhân phóng xạ mẫu dày mỏng Máy UMF 2000 Máy UMF 2000 thiết bị dùng phòng thí nghiệm chủ yếu Máy có phận : thiết bị đo, phận điều khiển, phận bảo vệ hoạt động, phận điện tử, phận đếm gộp hai kênh với đồng hồ đếm  Thiết bị đo - Detector bán dẫn làm từ silic nhôm có điện trở cao với chiều dài detector 20x20 mm, đặt giá đồng có mạ Crom Giá đỡ đựng mẫu đặt sát detector Trong thang đo logarit, logarit số đếm tỉ lệ nghịch với logarit khoảng cách từ nguồn đến detector 42 Bài 3: XÁC ĐỊNH BỀ DÀY HẤP THỤ MỘT NỬA VÀ HỆ SỐ SUY GIẢM TUYẾN TÍNH, SUY GIẢM KHỐI Kết : Ngày đo: 05/08/2010 Thiết bị đo: Máy đo đơn kênh nhấp nháy đầu dò NaI 60 𝐶𝑜 Hoạt đô: 1μCi Ngày sản xuất: 1/2008 Khoảng cách đo: 10cm Vật liệu chắn: chì (Pb) Cao thế: 400V Nguồn phóng xạ: Thời gian đo: 30 giây - Bảng số liệu thực nghiệm: + Bảng số đếm thực nghiệm: Stt 10 11 Bề dày chắn (mm) 10 Phông Lần 21340 20233 19356 18330 18073 16977 16515 16194 15708 15379 14576 9961 Số đếm (𝑁𝑠 ) Lần Lần 21418 21546 20300 20212 19346 19651 18670 18360 17841 17574 17008 17115 16379 16614 15944 16158 15489 15519 15176 15101 14816 14572 10041 10084 Trung bình 21435 20248 19451 18453 17829 17033 16503 16099 15572 15219 14655 10029 + Bảng số liệu thực nghiệm: x - bề dày (mm) 𝑁𝑠 N= 𝑁𝑠 -Np 21435 20248 19451 18453 17829 17033 11406 10220 9422 8425 7801 7005 𝑦 = ln( 𝑁0 ) 𝑁 𝑥 − 𝑥̅ 𝑦 − 𝑦� (𝑥 − 𝑥̅ ) (𝑦 − 𝑦�) (x − x�)2 -5 -4 -3 -2 -1 -5.07987 -4.97005 -4.88882 -4.7769 -4.69994 -4.59231 25.39937 19.88019 14.66645 9.553796 4.699944 25 16 0 0.109825564 0.191056775 0.302975622 0.379930333 0.487562939 43 10 16503 16099 15572 15219 14655 𝑥̅ = 6474 6070 5543 5190 4626 Hệ số giảm tuyến tính: μ= ∑(𝑥−𝑥̅ ).(𝑦−𝑦�) ∑(x−x�)2 9,65603 = μ ≈ 0.088 Bề dày nửa: 𝒙𝟏/𝟐 = 𝟎,𝟔𝟗𝟑 𝒂 = 110 𝟎,𝟔𝟗𝟑 𝟎,𝟎𝟖𝟖 0.566345377 0.630780928 0.721543528 0.787405836 0.902446969 𝑦� = 5.079873871 -4.51353 -4.44909 -4.35833 -4.29247 -4.17743 -4.51353 -8.89819 -13.075 -17.1699 -20.8871 16 25 = 0,087782 = 𝟕, 𝟖𝟕𝟓 𝒎𝒎 - Đồ thị hàm thể phụ thuộc số đếm theo bề dày chắn chì: + Trong thang tuyến tính: Số đếm 12000 Sự suy giảm số đếm theo bề dày y = 11148e-0,088x R² = 0,997 10000 8000 6000 4000 2000 0 𝑁 + Trong thang tuyến tính với 𝑦 = ln( 𝑁0 ): 44 10 12 Bề dày (mm) Sự suy giảm số đếm theo bề dày ln(𝑁0/𝑁) 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 y = 0.0878x + 0.0229 R² = 0.997 10 12 Bề dày (mm) Nhận xét: - Bề dày nửa 𝒙𝟏/𝟐 = 𝟎,𝟔𝟗𝟑 𝒂 = 𝟎,𝟔𝟗𝟑 𝟎,𝟎𝟖𝟖 = 𝟕, 𝟖𝟕𝟓 𝒎𝒎 ; chắn dày 7,875mm cường độ tia gamma qua bị giảm nửa - Hệ số suy giảm tuyến tính: μ ≈ 0.088; cho thấy chì hấp thụ tia gamma tốt 45 Bài 4: XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN NĂNG LƯỢNG VÀ XÁC ĐỊNH NGUỒN PHÓNG XẠ CHƯA BIẾT Kết quả: Ngày đo: 9/08/2010 Thiết bị đo: Gamma-Ray 8K Xây dựng đường chuẩn lượng Nguồn phóng xạ: 54 hoạt độ: 1μCi 𝑀𝑛 65 𝑍𝑛 Hoạt độ: 1μCi Ngày sản xuất: … Khoảng cách đo:10cmThời gian đo:10 phút - - Bảng liên hệ số kênh đỉnh lượng tương ứng: Nguồn Đỉnh lượng Số kênh (KeV) 54 834.85 2557 𝑀𝑛 65 1115.55 3043 𝑍𝑛 Đồ thị đường chuẩn lượng: Năng lượng (Kev) Đường chuẩn lượng cho hệ Gamma-Ray 8K 1200 1000 800 y = 0,331x - 11,288 R² = 600 400 200 0 1000 2000 3000 4000 Số kênh - Đường chuẩn lượng: y = 0.331x – 11.288; hệ số tương quan R² = - Việc xây dựng đường chuẩn lượng với điểm đồ thị dễ dẫn đến sai số cao Thường ứng với hệ đo nên xây dựng cho đường chuẩn lượng riêng, không nên lấy đường chuẩn lượng hệ áp dụng cho hệ khác Vì hệ khác có nhiều yếu tố khác Nhận xét: - 46 Độ phân giải lượng: Nguồn δE (FWHM) E ( số kênh) 𝑀𝑛 ( 834.85 KeV) 65 𝑍𝑛 (1115.55 KeV) 93.686 2557 R(%) = 100% 𝐸 3.66 2.012 3403 0.06 54 Nhận xét: 𝛿𝐸 - Độ phân giải lượng hai đỉnh lượng nhỏ, 3.66% 0.06% cho thấy detector có độ phân giải tốt - Tại đỉnh 1115,55KeV, quan sát phổ thực nghiệm, ta thấy đỉnh lượng thấp, bề rộng lớn, xử lí lại cho nhỏ 2,012 Đây vấn đề nhóm chưa thể giải đáp Xác định lượng gamma nguồn 𝟐𝟐𝐍𝐚 Số kênh ứng với đỉnh 1546 3828 Nhận xét: Năng lượng (KeV) Thực nghiệm (tn) Lý thuyết (lt) 500.44 1255.78 Sai số (%) = 100% 𝑙𝑡 2.08 1.47 |𝑙𝑡−𝑡𝑛| 511 1274.53 Với sai số 1.47% cho thấy đường chuẩn lương tốt, cho kết thực nghiệm sát với lý thuyết cho thấy hệ đo có độ xác cao Xây dựng đường cong hiệu suất từ nguồn đến detector: Nguồn phóng xạ: 60𝐶𝑜 Hoạt đô: 1μCi = 37000 phân rã/giây Ngày sản xuất: 1/2008 Chu kỳ bán rã T ½ = 5.2714 năm Hoạt độ thời điểm đo: A= 24613 phân rã/ giây Thời gian đo: T= 150 giây 𝑁 Hiệu suất ghi đo detector: ε(%) = 𝑇.𝐴.𝜇 100% - Bảng số liệu thực nghiệm: ( khảo sát đỉnh 1173.24 KeV) Stt d (cm) Số đếm thực N 50631 34369 19234 47 Hiệu suất ghi detector (%) 1.371726821 0.931146513 0.521099596 10 11 12 11 13 15 17 19 21 23 25 27 17859 13686 11344 7632 5513 4262 3421 2568 1694 0.483847234 0.370789699 0.307338766 0.206770933 0.149361655 0.115468778 0.092683879 0.069573867 0.045894911 Đồ thị đường cong hiệu suất: - Hiệu suất (%) 1,6 Đường cong hiệu suất theo khoảng cách từ nguồn đến detector 1,4 1,2 y = 2,4647e-0,145x R² = 0,9913 0,8 0,6 0,4 0,2 0 - 10 15 20 25 Đường cong hiệu suất: y = 2.4647e-0.145x ; 30 Khoảng cách (cm) R² = 0.9913 Nhận xét: hiệu suất ghi đo detector giảm theo hàm e mũ với hệ số giảm 𝜇 = 0,145 khoảng cách đến nguồn phát gamma tăng Do vậy, đo đạt để đạt độ xác cao phải đặt detector nguồn gần nhằm tăng số đếm detector 48 Bài 5: XÁC ĐINH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA HỆ ĐO GAMMA PHÔNG THẤP – ĐẶC TRƯNG PHỔ GAMMA Kết quả: Ngày đo: 16/08/2010 Thiết bị đo: hệ đo gamma phông thấp Xác định vùng cao tối ưu detector Nguồn phóng xạ: 60𝐶𝑜 Ngày sản xuất: 01/2008 - Mối tương quan tốc độ đếm theo cao thế: Cao (V) 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 - Hoạt độ: 1μCi Thời gian đo: 20 phút Khoảng cách đo: 5cm Đỉnh 1172.24 Kev Số đếm Tốc độ đếm 69433 3471.65 74112 3705.6 77455 3872.75 81377 4068.85 84370 4218.5 87298 4364.9 89914 4495.7 92052 4602.6 94695 4734.75 96390 4819.5 97852 4892.6 98175 4908.75 99214 4960.7 100641 5032.05 100294 5014.7 100740 5037 100103 5005.15 100729 5036.45 100072 5003.6 99689 4984.45 98911 4945.55 Đỉnh 1332.5 Kev Số đếm Tốc độ đếm 62690 3134.5 65607 3280.35 68970 3448.5 71987 3599.35 74490 3724.5 76489 3824.45 79386 3969.3 79218 3960.9 83466 4173.3 86348 4317.4 87560 4378 87572 4378.6 89983 4499.15 90094 4504.7 90259 4512.95 88951 4447.55 88821 4441.05 89042 4452.1 90273 4513.65 88796 4439.8 88610 4430.5 Đồ thị phụ thuộc tốc độ đếm theo cao thế: 49 Sự phụ thuộc tốc độ đếm theo cao Tốc độ đếm (số đếm/phút) 6000 R² = 0,999 5000 tốc độ đêm đỉnh 1172.24 Kev 4000 tốc độ đếm đỉnh 1332.5 Kev R² = 0,9917 3000 2000 1000 0 - 500 1000 1500 2500 3000 3500 Cao (V) Mối tương quan độ phân giải lượng (FWHM) theo cao thế: Cao (V) 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 - 2000 FWHM đỉnh 1172.24Kev 3.65 3.64 3.57 3.53 3.38 3.36 2.95 2.95 2.93 2.86 2.8 2.72 2.75 2.8 2.72 2.65 2.67 2.67 2.66 2.69 2.72 FWHM đỉnh 1332.5 Kev 3.7 3.74 3.62 3.51 3.44 3.4 3.02 2.99 2.96 2.91 2.82 2.74 2.8 2.83 2.79 2.68 2.72 2.73 2.71 2.76 2.78 Đồ thị miêu tả phụ thuộc FWHM vào cao thế: 50 Sự phụ thuộc FWHM vào cao FWHM 3,5 FWHM đỉnh 1172.24Kev 2,5 1,5 FWHM đỉnh 1332.5 Kev 0,5 0 500 Nhận xét: 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Cao (V) - Dựa vào đồ thị phụ thuộc FWHM theo cao thế: FWHM độ phận giải lương, với FWHM nhỏ độ phân giải lượng tốt Từ đồ thị ta thấy, đường cong giảm giảm sâu biến đổi vị trí có cao khoảng 2200 V – 2900 V Vậy với cao khoảng 2500 V độ phân giải tốc độ đếm detector tốt - Dựa vào đồ thị phụ thuộc tốc độ đếm theo cao thế: ta thấy vùng cao từ 2300 V – 2800 V đường cao có độ dốc cực tiểu vùng cao thay đổi nhỏ không ảnh hưởng lớn đến số đếm toàn phần vùng có cao từ 2300 V – 2800 V vùng Plateau - Qua hai đồ thị ta thấy cao detector hoạt động tốt khoảng 2500 V Đánh giá mức độ che chắn phông phóng xạ buồng chì: - Bảng kết thực nghiệm: Năng lượng gamma (keV) Nguồn phát Tốc độ đếm (10-3 s-1) N2 N1 N1 N2 32.2 444.3 13.8 85,0 Pb X 92,5 234 Th 29.27 470.35 16.07 186,2 226 Ra 249.51 222.55 0.89 51 228 Ac (232Th) - 157.47 - 23.08 216.38 9.38 - 108.83 - - 82.23 - Pb Ra) - 112.9 - Pb (232Th) - 91.6 - - 66.94 - - 77.34 - Pb Ra) - 110.05 - 463,0 Ac (232Th) - 42.01 - 511,0 Hủy cặp 30.42 96 3.16 - 18.36 - 7.48 71.23 9.53 6.3 66.74 10.6 - - - - 28.26 - - 24.58 - - 18.81 - - 9.47 - 209,3 212 238,6 232 ( Pb Th) 228 270,2 Ac (232Th) 208 277,4 Tl (232Th) 214 295,2 226 ( 212 300,1 228 327,6 Ac (232Th) 228 338,3 Ac (232Th) 214 351,9 226 ( 228 228 562,3 Ac ( Th) 232 208 583,1 609,3 661,6 727,2 768,4 Tl ( Th) 214 Bi 226 ( Ra) 137 Cs 212 Bi (232Th) 214 Bi (226Ra) 232 228 794,7 Ac ( Th) 232 228 835,5 Ac ( Th) 232 52 208 860,4 Tl Th) - 19.91 - Ac ( Th) - 44.85 - - 12.38 - - 33.94 - - 23.8 - - 113.55 - 15.51 113.55 7.32 - 4.95 - - 13.92 - 3,06 20,05 6.55 232 ( 228 911,1 232 214 934,1 Bi (226Ra) 228 969,1 Ac ( Th) 232 214 112,3 1155,2 1460,8 Bi (226Ra) 214 Bi 226 ( Ra) 40 K 228 1588,0 Ac (232Th) 214 1764,5 226 ( Bi Ra) Tốc độ đếm tổng (s-1) Nhận xét: - Bảng số liệu cho ta thấy đóng nắp buồng chì, buồng chì che chắn đến 20 đỉnh lượng so với mở nắp - N2/N1: so sánh mở nắp đóng nắp buồng chì PTN: đỉnh đóng nắp mở nắp có tỉ lệ lớn 16,07; tỉ lệ tốc độ đếm tổng so với 6,55 - N1/N3: thể so sánh mức độ che chắn buồng PTN ĐHSP với phòng An toàn xạ tỉ lệ đỉnh hai có tỉ lệ lớn 12,35; tỉ lệ tốc độ đếm tổng so với 2,71 - Tóm lai: kết cho ta thấy mức độ che chắn phông sử dụng buồng chì (đóng nắp) tốt,che chắn đến 20/31 đỉnh khảo sát Nhưng buồng chì PTN ĐHSP có chất lượng không tốt phòng An toàn xạ Xây dựng đường chuẩn lượng cho hệ đo: - Mối tương quan lượng vị trí kênh ứng với đỉnh lượng Stt Đỉnh lượng (KeV) 81,00 88,00 122,00 136,00 53 Kênh 333 364 499 555 10 11 12 13 14 - 276,00 303,00 356,00 384,00 511,00 835,00 1115.55 1172.24 1275,00 1332.50 1131 1243 1460 1572 2092 3423 4569 4808 5224 5459 Đồ thị đường chuẩn lượng cho hệ gamma phông thấp: Năng lượng (Kev) 1400 Đường chuẩn lượng cho hệ gamma phông thấp 1200 1000 800 y = 0.244x - 0.0627 R² = 600 400 200 0 - 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Số kênh Đường chuẩn lượng hệ gamma phông thấp hệ số làm khớp: y = 0.244x - 0.0627 ; R² = nhận xét: Đường chuẩn lượng xây dựng dựa 14 đỉnh lượng kênh tương ứng, với R² = 1, cho thấy hệ gamma phông thấp có độ xác cao 54 Bài 6: KHẢO SÁT SỰ SUY GIẢM SUẤT LIỀU THEO KHOẢNG CÁCH VÀ PHÔNG PHÓNG XẠ MÔI TRƯỜNG Kết Ngày đo: 24/08/2010 Thiết bị đo: máy đo suất liều Radiation Alert Inspecto máy định vị toàn cầu GPS Nơi đo: khuôn viên trường ĐHSP Tp.HCM - Bảng kết đo suất liều vị trí: Stt 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Vị trí Cổng ADV Trước bãi xe C Bãi xe C Sân C Trước ngân hàng Căn tin Trước TT tin học Giảng đường D Trước VP đoàn Photo Sân dãy E Ngã Trước bãi xe giáo viên Trước PTN hạt nhân KHTN Đầu dãy H Trước PTN hóa Bãi xe M Trước PTN THTH Toạ độ 0683616-1190341 0683612-1190330 Lần 0.124 0.115 Suất liều (µ Sv/hr) Lần Lần Trung bình 0.113 0.121 0.119 0.107 0.098 0.107 0683629-1190247 0683629-1190247 0683699-1190258 0.102 0.12 0.089 0.142 0.118 0.095 0.138 0.119 0.059 0.127 0.119 0.081 0683712-1190253 0683734-1190250 0.139 0.131 0.131 0.139 0.119 0.125 0.130 0.132 0683732-1190275 0.125 0.137 0.127 0.130 0683753-1190250 0.131 0.113 0.109 0.118 0683773-1190265 0683802-1190297 0683716-1190263 0683757-1190222 0.155 0.131 0.107 0.149 0.125 0.149 0.119 0.125 0.121 0.112 0.129 0.131 0.134 0.131 0.118 0.135 0683746-1190183 0.113 0.101 0.11 0.108 0683695-1190172 0683688-1190154 0.131 0.107 0.119 0.125 0.137 0.137 0.129 0.123 0683701-1190146 0683649-1190367 0.124 0.119 0.133 0.109 0.114 0.117 0.124 0.115 55 - Sơ đồ minh họa: Bản đồ suất liều phóng xạ khuôn viên trường ĐHSP Tp.HCM Chú thích 1- 0,107 1: vị trí 0,107: suất liều Cổng ADV 1- 0,119 DÃY A 2- 0,107 3- 0,127 BÃI XE C 4- 0,119 DÃY C BÃI GIỮ XE GIÁO 13- 0,135 VIÊN DÃY B TT TIN HOC CĂN TIN 6- 0,130 12- 0,118 10- 0,134 7- 0,132 8- 0,130 NHÀ THI ĐẤU PHOT O DÃY D 11- 0,131 14- 0,108 DÃY E DÃY THÍ NGHIỆM HÓA 15- 0,129 BÃI GIỮ XE M 17- 0,124 18- 0,115 DÃY K TRƯỜNG TH THỰC HÀNH 56 DÃY H 16- 0,123 DÃY M PHÒNG TN VLHN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHTN CỔNG NGUYỄN VĂN CỪ 5- 0,081 [...]... ban đầu là Xây dựng hệ thống các bài thí nghiệm vật lý hạt nhân nhằm khai thác, sử dụng một số thiết bị sẵn có từ Phòng thí nghiệm Vật lý hạt nhân thuộc khoa Vật lý Trường ĐHSP TP.HCM, đề tài đã đạt được những kết quả cụ thể sau đây: 1 Thiết kế, lắp đặt và tiến hành đo đạc lấy số liệu 6 bài thí nghiệm vật lý hạt nhân 2 Tiến hành đo đạc và xử lý xây dựng được bộ số liệu chuẩn của 6 bài thí nghiệm 3 Giáo... liệu chuẩn của 6 bài thí nghiệm 3 Giáo trình hướng dẫn thí nghiệm vật lý hạt nhân dùng để giảng dạy cho sinh viên năm thứ 3 - hệ Cử nhân vật lý - tại khoa Vật lý Trường Đại học Sư phạm Tp Hồ Chí Minh 31 KIẾN NGHỊ VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Trong quá trình thực hiện đề tài chúng tôi có một số kiến nghị sau: 1 Để xây dựng được 6 bài thí nghiệm hạt nhân với các thiết bị sẵn có nhưng chưa đồng bộ, chúng... Các miếng chì 16 Bố trí thí nghiệm đối với các miếng chì Bề dày (mm) x N I=N-Np y = ln(I/I0) x−x y−y (x − x)(y − y) y * Tiến hành quy trình thí nghiệm tương tự cho nhôm, đồng, giấy… 17 (x − x) 2 BÀI 4 XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN NĂNG LƯỢNG VÀ XÁC ĐỊNH NGUỒN PHÓNG XẠ CHƯA BIẾT * Mục đích - Nắm vững các thao tác khi sử dụng hệ đo 8K kênh - Xây dựng được đường chuẩn năng lượng * Xây dựng đường chuẩn năng lượng... và lắp đặt thêm các giá đỡ, tạo mẫu đo…nhưng chắc chắn vẫn còn những thiếu sót cần bổ sung thêm 2 Với các trang thiết bị Phòng Thí nghiệm Vật lý hạt nhân hiện nay, để khai thác một cách hiệu quả cần phải xây dựng nhiều hơn nữa những bài thí nghiệm cụ thể và chi tiết như 6 bài trên Đây cũng là hướng phát triển tiếp theo của đề tài 3 Việc bảo trì các thiết bị là một vấn đề hết sức quan trọng vì đây là... (2004), An toàn bức xạ ion hóa, NXB Khoa học và kỹ thuật [2] Ngô Qung Huy (2006), Cơ sở vật lý hạt nhân, NXB Khoa học và kỹ thuật [3] Lê Hồng Khiêm (2008), Phân tích số liệu trong ghi nhận bức xạ, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội [4] Trương Thị Hồng Loan (2006), Các phương pháp thống kê đánh giá số liệu thực nghiệm hạt nhân NXB Đại học Quốc gia Tp HCM Tiếng Anh [5] Advanced Measurement Technology (2002),... đặt cách bề mặt detector 10 cm và được đo với thời gian thích hợp để đảm bảo đủ số đếm thống kê Mối tương quan giữa năng lượng và vị trí kênh của đỉnh năng lượng tương ứng Năng lượng (keV) 81,00 88,00 122,00 136,00 276,00 303,00 356,00 384,00 511,00 835,00 1115,55 1172,24 1275,00 1332,50 Kênh Xây dựng đường chuẩn năng lượng và các hệ số làm khớp 25 BÀI 6 KHẢO SÁT SỰ SUY GIẢM SUẤT LIỀU THEO KHOẢNG CÁCH... một khoảng r Trong đó, Kγ là hệ số có thứ nguyên R × m2/ (h× Ci) Theo biểu thức này, suất liều chiếu X giảm tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách r Khi thiết kế một hệ thống sử dụng nguồn phóng xạ cần chọn hoạt độ nguồn thấp nhất mà hệ thống có thể làm việc đáp ứng các chỉ tiêu đề ra Khi đó suất liều chiếu X giảm tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách đến nguồn Như vậy, nhân viên vận hành càng đứng... theo khoảng cách trong thang đo tuyến tính và thang đo logarit 14 BÀI 3 XÁC ĐỊNH BỀ DÀY HẤP THỤ MỘT NỬA VÀ HỆ SỐ SUY GIẢM TUYẾN TÍNH, SUY GIẢM KHỐI * Mục đích - Nắm vững các thao tác khi sử dụng hệ đo đơn kênh - Xác định bề dày hấp thụ một nửa, hệ số suy giảm tuyến tính, suy giảm khối * Lý thuyết Quy luật suy giảm của tia gamma khi đi qua vật liệu I = I0 e −µx Ta có thể sử dụng mật độ bề mặt d (g/cm2)... phóng xạ 22 Na * Xây dựng đường cong hiệu suất theo khoảng cách từ nguồn đến detector N ε(%) = TAµ Nguồn 137 Cs (T1/2: 30,07 năm, µ : hiệu suất phát gamma) N: Số đếm thực 19 T: Thời gian thực hiện phép đo A: Hoạt độ của nguồn tại thời điểm tiến hành thí nghiệm Stt d (cm) 1 1 2 3 3 5 4 7 5 9 6 11 7 13 8 15 9 17 10 19 11 23 12 25 13 27 Số đếm tổng 20 Số đếm thực Hiệu suất ghi của detector BÀI 5 XÁC ĐỊNH... 13 27 Số đếm tổng 20 Số đếm thực Hiệu suất ghi của detector BÀI 5 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA HỆ ĐO GAMMA PHÔNG THẤP – ĐẶC TRƯNG PHỔ GAMMA * Mục đích - Nắm vững các phương pháp xử lý số liệu, xử lý phổ gamma - Đánh giá được mức độ che chắn của buồng chì giảm phông * Lý thuyết Sơ đồ khối của hệ phổ kế gamma phông thấp được mô tả bởi hình dưới Trong đó, detector được đặt trong buồng chì để giảm ... việc xây dựng hệ thống thí nghiệm vật lý hạt nhân biên soạn tài liệu hướng dẫn thí nghiệm vật lý hạt nhân cần thiết cấp bách Từ lý thực đề tài: Xây dựng hệ thống thí nghiệm vật lý hạt nhân ... liệu thí nghiệm vật lý hạt nhân Tiến hành đo đạc xử lý xây dựng số liệu chuẩn thí nghiệm Giáo trình hướng dẫn thí nghiệm vật lý hạt nhân dùng để giảng dạy cho sinh viên năm thứ - hệ Cử nhân vật lý. .. Nghiên cứu, thiết kế, xây dựng biên soạn tài liệu thí nghiệm Vật lý hạt nhân đáp ứng nhu cầu đào tạo cho hệ Cử nhân chuyên ngành Vật lý hạt nhân, Thạc sĩ vật lý hạt nhân: - Bài 1: Đo hoạt độ nguồn