Khai thác và vận hành hệ đo tổng alpha, beta umf 2000 tại phòng thí nghiệm hạt nhân đại học sư phạm thành phố hồ chí minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ    LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: SVTH: NGUYỄN THỊ MỸ TIỀN GVHD: ThS LÊ CƠNG HẢO THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2010 Lời cảm ơn Ngày hơm để thực hoàn thành luận nhờ vào kiến thức tích lũy năm đại học hướng dẫn tận tình thầy cô Bên cạnh cố gắng thân, em nhận nhiều giúp đỡ từ thầy cô bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô khoa Vật lý truyền đạt kiến thức, thầy cô phụ trách phịng thí nghiệm hạt nhân trường Đại học Sư Phạm tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi trình đo đạt thực nghiệm Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô phụ trách phịng thí nghiệm, bạn lớp Lý 06 ngành Vật lý Hạt nhân trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP.Hồ Chí Minh giúp đỡ sở vật chất hướng dẫn nhiệt tình trình tạo mẫu Và em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Công Hảo, thầy trực tiếp hướng dẫn em thực luận, giúp em kiến thức chuyên môn kiến thức thực tế trình thực khóa luận Em xin cảm ơn đến thầy phản biện dành thời gian đọc đóng góp ý kiến cho luận văn hoàn thành tốt Cảm ơn bạn quan tâm chia sẻ thời gian qua Cuối cùng, xin cảm ơn sâu sắc đến ba mẹ toàn thể gia đình ln bên thời gian qua, ủng hộ động viên trình thực luận văn LỜI MỞ ĐẦU Các tia phóng xạ tồn tràn ngập giới từ xạ tự nhiên alpha, beta, gamma, tia vũ trụ,… xạ nhân tạo vụ nổ hạt nhân, thử nghiệm,… Trong loại xạ xạ alpha, beta loại xạ cần quan tâm đặc tính khơng tác hại bị chiếu ngồi lại gây nguy hiểm chúng phát từ bên thể Cụ thể sau: - Trong không gian, xạ alpha không truyền xa bị cản lại toàn tờ giấy màng da Tuy nhiên chất phát tia alpha đưa vào thể làm ion hóa mạnh tế bào tạo liều chiếu mô nhạy cảm mà mô khơng có lớp bảo vệ bên ngồi da - Bức xạ beta bao gồm electron có điện tích nhỏ so với hạt alpha có khả xuyên sâu hơn, beta có khả cản lại kim loại, kính hay quần áo bình thường, xun qua lớp ngồi da làm tổn thương lớp da bảo vệ Nếu xạ beta phát thể chiếu xạ mơ bên Trong đó, với tính chất đặc trưng quan trọng quãng chạy ngắn nên việc khảo sát vấn đề alpha, beta thường hay gặp khó khăn từ q trình làm mẫu thiết bị mà việc xác định hiệu suất máy cách xác vấn đề thiết yếu ảnh hưởng lớn đến kết đo đạc Do “Khai thác vận hành hệ đo tổng alpha, beta UMF-2000 phịng thí nghiệm hạt nhân trường Đại học Sư phạm Thành Phố Hồ Chí Minh” thực với mục đích xác định hiệu suất máy, với 10 mẫu điện phân khác tạo nhằm xác định hoạt độ mẫu dựa ưu điểm bật máy xác định đồng thời tổng hoạt độ xạ alpha tổng hoạt độ xạ beta phát từ mẫu Qua đánh giá độ xác máy so sánh hoạt độ mẫu hệ máy với hoạt độ mẫu đo hệ Alpha Analyst phịng thí nghiệm hạt nhân Đại học Khoa học Tự nhiên Từ kết khởi đầu tiến hành đo mẫu mơi trường với hiệu chỉnh thích hợp để đạt kết xác Với mục đích bố cục luận gồm chương sở lý thuyết trình thực nghiệm sau: Chương 1: Các tính chất xạ alpha, beta Trong chương trình bày trình phân rã alpha, beta tính chất q trình phân rã tương tác xạ alpha, beta với vật chất Chương 2: Giới thiệu hệ đo tổng alpha, beta UMF -2000 phịng thí nghiệm hạt nhân trường Đại học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh Phần giúp cho việc khai thác vận hành hệ máy dễ dàng với việc mô tả thiết bị, nguyên tắc hoạt động, đặc trưng liệu cần thiết cho q trình chuẩn hóa Chương 3: Thực nghiệm trình bày trình chuẩn bị mẫu, trình đo đạc, xử lí kết Phần kết luận Đưa kết nhận xét trình tiến hành thí nghiệm, từ có đề xuất giúp cho hệ máy có ứng dụng rộng rãi CHƯƠNG 1: CÁC TÍNH CHẤT CỦA BỨC XẠ ALPHA, BETA 1.1 Cơ sở lý thuyết xạ alpha, beta [1] 1.1.1 Phân rã alpha Hạt alpha gồm hai proton hai neutron liên kết với giống hạt nhân helium, viết 2He4, có điện tích +2e có khối lượng gần lần khối lượng nucleon Hạt alpha xuất q trình phân rã hạt nhân phóng xạ nặng uranium, radium,…đơi q trình phân rã alpha làm hạt nhân trạng thái khích thích kèm theo phân rã gamma để giải phóng lượng Phân rã alpha xảy hạt nhân phóng xạ có tỉ số N/Z thấp Khi phân rã alpha, hạt nhân ban đầu ZXA chuyển thành hạt nhân Z-2YA-4 phát hạt alpha ZX A → Z-2Y A-4 + 2He4 (1.1) Hình 1.1 Phân rã alpha Về quan hệ khối lượng, phân rã alpha thỏa mãn điều kiện: M m  Me  m  2me  Q (1.2) Mm, Me, mα me tương ứng với khối lượng nguyên tử mẹ, nguyên tử con, hạt nhân alpha hạt electron Q khối lượng tương đương với lượng tổng cộng giải phóng phân rã tổng động hạt nhân hạt alpha Hai hạt electron quỹ đạo bị hạt nhân mẹ phân rã hạt nhân có số nguyên tử thấp Hạt alpha phát với lượng xác định suất cố định, có lượng dạng phổ vạch Theo sau trình phân rã alpha thường kèm theo phân rã gamma Hình 1.2 sơ đồ phân rã alpha gamma hạt nhân 88Ra226 với 94,3% hạt alpha có động 4,8 MeV 5,7% có động 4,6 MeV Ở nhánh phát alpha lượng thấp 4,6 MeV hạt nhân trạng thái kích thích phát tiếp xạ gamma 0,2 MeV trở trạng thái 226 88Ra 4,785 4,785 94,4%  4,652 5,5%  0,186  86Rn 3,3% 222 Hình 1.2 Sơ đồ phân rã alpha 88Ra226 Hiện có 200 hạt nhân phân rã alpha, chủ yếu xảy hạt nhân nặng với Z>83 Ngồi có số nhỏ hạt nhân vùng đất phân rã alpha với A = 140 đến 160 1.1.2 Các tính chất phân rã alpha 1.1.2.1 Các đặc trưng phân rã alpha Các đặc trưng quan trọng phân rã alpha thời gian bán rã T1/2 hạt nhân trước phân rã, động E quãng chạy R hạt alpha - Thời gian bán rã T1/2 xác định trực tiếp nhờ phép đo độ suy giảm hoạt độ theo thời gian xác định theo số phân rã đơn vị thời gian hay từ quy luật cân kỷ Thời gian bán rã hạt nhân phân rã alpha thay đổi dãy rộng từ vài giây đến vài tỉ năm 82Pb204 có T1/2=1,4.107 năm cịn 86Rn215 có T1/2=10-6 s - Năng lượng hạt alpha xác định phổ kế từ hay buồng ion hóa Năng lượng hạt bay thay đổi dãy hẹp, hạt nhân nặng lượng thay đổi từ đến MeV, nhóm đất từ đến 4,5 MeV - Quãng chạy hạt alpha xác định buồng bọt Wilson hay nhũ tương ảnh Dựa vào hệ thức liên hệ lượng qng chạy, ta có cơng thức tính qng chạy khơng khí – cm R kk  0,318E 3/ , cịn mơi trường với hạt nhân A tính theo cơng thức R  0,56R kk A1/3 Tính chất quan trọng hạt nhân phân rã alpha phụ thuộc thời gian bán rã T1/2 vào lượng E hạt alpha bay Chẳng hạn giảm 1% lượng làm tăng thời gian bán rã lên bậc, giảm 10% lượng T1/2 thay đổi từ đến bậc Sự phụ thuộc T1/2 vào E tuân theo định luật Geiger- Nuttall sau: lg T1/2  C  D E (1.3) Với C D số không phụ thuộc vào số khối A 1.1.2.2 Cấu trúc tinh tế phổ lượng alpha Dựa vào việc lượng giảm đặn tăng số khối cho phép ta xác định lượng hạt alpha đồng vị khác nguyên tố Các hạt alpha phát từ đồng vị có lượng nhau, tức phổ lượng đơn sắc Nhưng thí nghiệm xác chứng tỏ phổ lượng alpha thường có cấu trúc tinh tế, tức có vạch lượng nằm sít Nên thực tế có số hạt nhân có nhóm ứng với giá trị lượng có số hạt nhân phát nhiều hạt alpha với lượng khác Đó cấu trúc tinh tế phổ alpha 1.1.2.3 Điều kiện lượng phân rã alpha Xét q trình phân rã alpha theo cơng thức (1.1) Để phân rã alpha xảy lượng liên kết hạt nhân mẹ EA,Z phải nhỏ tổng lượng liên kết hạt nhân EA-4,Z-2 hạt alpha Eα Tức là: E  E lk,A 4,Z 2  E lk ,  E lk,A,Z >0 (1.4) Hạt nhân mẹ có lượng liên kết 28 MeV lượng liên kết riên nucleon MeV, để phân rã alpha xảy lượng liên kết riêng hạt nhân mẹ phải nhỏ MeV Vì hạt nhân nhẹ khơng thể phân rã alpha lượng liên kết riêng chúng cỡ MeV 1.1.2.4 Cơ chế phân rã alpha Ba yếu tố cần tính đến chế phân rã alpha trường Coulomb quanh hạt nhân, lực ly tâm cấu trúc hạt nhân - Trường Coulomb hiệu ứng đường ngầm Để giải thích phụ thuộc mạnh thời gian bán rã hạt nhân vào lượng hạt alpha cần phải xem xét chế để hạt alpha thoát khỏi hạt nhân Giả thuyết gần xem xét coi hạt alpha hình thành tồn hạt nhân trước thoát khỏi hạt nhân Hạt alpha hạt mang điện nên lực tương tác hạt nhân chịu tác dụng lực Coulomb Để giải toán tương tác ta giả sử hạt alpha từ vào Thế Coulomb hạt nhân tương tác lên tỉ lệ nghịch với khoảng cách r theo biểu thức: U Coulomb  2Ze r (1.5) Hàm thể qua hình U(r) Ur Eα R r Hình 1.3 Thế tương tác hạt nhân Coulomb hạt alpha Thế tăng dần miền ngồi bán kính hạt nhân, lực hạt nhân Đến biên hạt nhân r = R lực hạt nhân đóng vai trị quan trọng đường biểu diễn tăng giảm đột ngột theo đường thẳng đứng Dạng bên hạt nhân r < R chưa biết tường tận, giả thuyết có dạng hố hình chữ nhật với không đổi bên hạt nhân, chiều cao bờ Coulomb r = R = 10-12 cm với Z=100 Ur  2Ze2  30 MeV r (1.6) Hạt alpha phân rã từ hạt nhân nặng có lượng từ đến MeV, tức nhỏ chiều cao hàng rào Theo học cổ điển hạt alpha khơng thể vượt rào để ngồi, tức khơng thể xảy q trình phân rã alpha Tuy nhiên, theo lượng tử hạt alpha truyền qua hàng rào Coulomb theo hiệu ứng đường ngầm Giải toán hiệu ứng đường ngầm ta thu hệ số truyền qua D   2m D  exp    (U  E)dr     (1.7) Nếu hạt alpha hạt nhân có vận tốc v đến bờ trung bình v/R lần giây Như số phân rã alpha bằng:  Mà T    v v 2m D  exp    (U  E)dr  R R    (1.8) 0,693 , thời gian bán rã phụ thuộc mạnh vào bán kính hạt nhân R  Để đánh giá bậc thời gian bán rã ta coi U0 – E = 20 MeV, d = 2.10 -12 cm, D  e 84  10 36 Do T1/2   1016 s  109 năm Thời gian hợp lý cỡ thời gian bán rã 238U  1.1.2.5 Vai trò bờ ly tâm Trong tính tốn ta coi hạt alpha bay với moment quỹ đạo l = 0, hạt alpha bay với l  phải vượt qua bờ ly tâm bổ sung Coulomb:  l(l  1) U lt  2mr (1.9) Bờ ly tâm không lớn giảm theo hàm theo hàm lúc bờ Coulomb giảm chậm r2 , độ thay đổi chia cho số Planck hàm số mũ nên r làm tăng đáng kể thời gian bán rã hạt alpha Bảng 1.1 Hệ số k suy giảm số phân rã λ với giá trị l = – trường hợp E = MeV R = 9,6.10-13 cm L K 0,85 0,60 0,35 0,18 0,08 1.1.3 Phân rã beta Các tia beta phát hạt nhân khơng bền phân rã phóng xạ tức thời Một hạt beta có điện tích 1,6.10-19C khối lượng nhỏ (0,00055 amu) Sự biến đổi hạt nhân thường phát electron lượng cao  positron  1.1.3.1 Phân rã beta Phân rã beta xảy hạt nhân phóng xạ thừa neutron, tức tỉ số N/Z cao đường cong bền hạt nhân Khi phân rã beta hạt nhân ban đầu ZXA chuyển thành hạt nhân Z+1 YA phát hạt eletron phản hạt neutrino ν - Z  X A   Z1Y A  e-   (1.10) Hình 1.4 Phân rã beta Quá trình kết phân rã neutron thừa hạt nhân để biến thành proton -  n   p  e-   55Cs (1.11) 137 0.51 MeV (95%) β56Ba 1.17 MeV (5%) β- 137m β 0.662 MeV γ 56Ba 137 Hình 1.5 Sơ đồ phân rã beta Cs-137 Sơ đồ phân rã cho thấy hạt nhân q trình phân rã beta có số ngun tử nhỏ so với hạt nhân mẹ 1.1.3.2 Phân rã positron Hạt positron hạt có khối lượng khối lượng hạt electron song có điện tích dương +1e Phân rã positron xảy hạt nhân có tỉ số N/Z thấp phân rã alpha không xảy không thỏa mãn điều kiện lượng Khi phân rã positron hạt nhân ban đầu A ZX chuyển thành hạt nhân Z-1 YA, phát hạt positron hạt neutrino   p   n  e   (1.12) Quá trình phân rã giống với trình tương tác neutrino với hạt nhân ν + Z XA  Y A + e+ Z-1 (1.13) acetone đem sấy đèn hồng ngoại 20 phút Đánh dấu mẫu cất vào túi  Mẫu M50.2: làm tương tự mẫu M50.1 điện phân với dòng điện 120 mA, hiệu điện 5V thời gian 40 phút Trong trình điện phân tiến hành khuấy lần, lần phút, phút đảo cực lần Lúc đầu khuấy mạnh sau giảm tốc độ khuấy trung bình  Mẫu M50.3: làm tương tự mẫu M50.1 điện phân với dòng điện 80 mA, hiệu điện 5V thời gian 50 phút Trong trình điện phân tiến hành khuấy lần, lần phút, phút đảo cực lần Lúc đầu khuấy mạnh sau giảm tốc độ khuấy trung bình  Mẫu M50.4: làm tương tự mẫu M50.1 điện phân với dòng điện 100 mA, hiệu điện 5V thời gian 60 phút Dùng cấp nguồn DC để cung cấp cho trình điện phân Trong trình điện phân tiến hành khuấy lần, lần phút, phút đảo cực lần Lúc đầu khuấy mạnh sau giảm tốc độ khuấy trung bình  Mẫu M50.5: làm tương tự mẫu M50.1 điện phân với dòng điện 80 mA, hiệu điện 4,5V thời gian 60 phút Trong trình điện phân tiến hành khuấy lần, lần phút, phút đảo cực lần Lúc đầu khuấy mạnh sau giảm tốc độ khuấy trung bình Hình 3.13 Hình mẫu M50.4 Điện phân với dung dịch chứa uranium 100 μl (mẫu 100 μl): ứng với mẫu chứa 100 μl dung dịch uranium tổng hoạt độ phát alpha 10,0  0,2 Bq đo hệ Alpha Analyst PTN hạt nhân Đại học Tự nhiên Tiến hành thí nghiệm tương tự mẫu điện phân 50 μl dung dịch uranyl cloride để thu mẫu: M100.1, M100.2, M100.3, M100.4, M100.5 Hình 3.14 Hình mẫu M100.5 3.2 Nguồn chuẩn  Nguồn chuẩn alpha: dùng để xác định thông số xạ alpha Nguồn chuẩn có hình dạng đĩa làm thép khơng gỉ với đường kính 24,1 mm chiều dày 0,65 mm Nguồn chuẩn tạo từ phương pháp mạ điện phân kết tủa Tổng hoạt độ phát alpha xác định detector nhấp nháy ZnS  Ngày chuẩn hóa: 1/4/2004  Tổng hoạt độ: 391 dpm = 6,517 Bq  Sai số: dpm = 0,050 Bq  Khoảng lượng: 3700 – 7950 keV Bảng 3.1 Các đồng vị nguồn chuẩn alpha [3] Đồng vị Hoạt độ (dpm) Chu kỳ bán rã Phạm vi lượng (năm) (keV) U-238 98,3  2,0 4,468.109 3900 – 4290 U-234 96,7  2,0 2,455.105 4580 - 4860 Pu-239 97,3  2,0 2,410.104 4950 - 5240 Am-241 93,6  2,0 4,322.102 5275 – 6690 Hình 3.15 Hộp đựng nguồn chuẩn alpha nguồn chuẩn alpha  Hiệu chỉnh hoạt độ nguồn chuẩn Công thức tính hoạt độ: A  A 0e t   A 0e 0,693 t T1/ (3.4) A0 hoạt độ thời điểm sản xuất A hoạt độ cần hiệu chỉnh T1/2 chu kì bán rã đồng vị cần quan tâm t thời gian từ ngày sản xuất đến Tuy nhiên đồng vị nguồn chuẩn có thời gian bán rã lớn so với thời gian từ ngày  sản xuất đến (khoảng năm) Do e 0,693 t T1/  nên A = A0 Vì sử dụng hoạt độ thời điểm sản xuất để tính tốn  Nguồn chuẩn beta: dùng để xác định thông số xạ beta  Nguồn bao gồm đồng vị: 238U + 234Th + 234U + 234Pa  Ngày sản xuất: 25/12/2007  Tổng hoạt độ phát beta nguồn: 44,1 Bq  Sai số: 4,41 Bq Hình 3.16 Hộp đựng nguồn chuẩn nguồn chuẩn beta Tổng lượng chất nhiễm bẩn lên hoạt độ nguồn không vượt 1% Mức độ nhiễm bẩn vấy vào không Bq  Hiệu chỉnh hoạt độ: Tương tự nguồn chuẩn phát alpha thời gian bán rã lớn nhiều so với thời gian từ lúc sản xuất đến lúc đo (khoảng năm) nên tính tốn theo hoạt độ thời điểm sản xuất 3.3 Đo đạc kết 3.3.1 Xác định hiệu suất máy [4] Trong phép đo phóng xạ khác hạt ghi rơi vào detector Hơn tương tác xảy tín hiệu ghi nhận có giá trị lớn độ nhạy hệ ghi Vì hiệu suất ghi thông số máy trình xác định hoạt độ mẫu Hiệu suất ghi thiết bị đo tỉ số số hạt ghi nhận với hoạt độ nguồn - Hiệu suất tính theo cơng thức (2.4)   n As n với n  i 1 i tốc độ đếm trung bình lần đo As hoạt độ nguồn chuẩn biết  Sai số hiệu suất tính theo công thức truyền sai số (2.5)   với  sai số tuyệt đối hiệu suất 1/2 n n   n  1,96  n    sai số tốc độ đếm  tn t    As  - A s sai số tương đối hoạt độ As Đo phông thời gian 300 s tiến hành với lần đo  Số đếm phơng alpha trung bình số đếm  Số đếm phơng beta trung bình số đếm n  As  As Hình 3.17 Hì nh ản h đo ph ôn g trê n m áy UMF – 2000 - Đo nguồn chuẩn thời gian 300 s tiến hành với lần đo Hình 3.18 Hình đo số đếm nguồn chuẩn alpha máy UMF – 2000 Hình 3.19 Hình đo số đếm nguồn chuẩn beta máy UMF – 2000 Nguồn Số đếm trung bình Tốc độ đếm thực trung bình  Nguồn chuẩn alpha Nguồn chuẩn beta 558 2334 1,8610,154 7,7500,141 Xác định hiệu suất ghi máy đối với: Bức xạ alpha    n s 1,861   28,56% As 6,517   n 0,154 0,05  A s   28,56%  2,58% As 6,517 6,517 Vậy:    28,56%  2,58% Bức xạ beta    n s 7, 750   17,57% As 44,1   n 0,141 4, 41  A s   17,57%  2,06% As 44,1 44,1 Vậy:   17,57%  2,06% 3.3.2 Xác định hoạt độ mẫu điện phân: dùng phương pháp tương đối [4] Phương pháp đo tương đối hoạt độ dựa sở so sánh hoạt độ nguồn chưa biết At với hoạt độ biết trước As nguồn chuẩn Với As  ns s (3.5) At  nt t (3.6) Hiệu suất thiết bị ghi trường hợp nguồn chuẩn  s mẫu điện phân  t có giá trị thỏa mãn điều kiện sau:  Các phép đo hai trường hợp tiến hành trường hợp  Độ xác thống kê phép đo hai trường hợp  Các chất phóng xạ cần phân bố đồng theo thể tích chiều dày nguồn mẫu cần  Nếu s =  t từ cơng thức (3.5), (3.6) ta tìm At As n s n   A t  As t At n t ns  Sai số hoạt độ tính theo công thức truyền sai số: 2   nt   As   n A t   A s     n t    As t2  n s    ns   ns   n s  - (3.7) Đo đạc kết MẪU 50 μl (3.8) Hình 3.20 Hình đo số đếm mẫu M50.3 máy UMF – 2000 - Bảng kết Hoạt độ phát alpha mẫu 50 μl Mẫu Số đếm tổng trung bình Tốc độ đếm trung bình Hoạt độ phát alpha M50.1 M50.2 M50.3 M50.4 M50.5 434 441 435 517 528 1,4470,136 1,4710,137 1,4490,136 1,7240,149 1,7610,150 5,0650,452 5,1490,460 5,0720,453 6,0360,543 6,1670,555 Hoạt độ phát beta mẫu Mẫu Số đếm tổng trung bình M50.1 M50.2 M50.3 M50.4 M50.5 202 201 190 233 241 Số đếm thực 193 trung bình Tốc độ đếm 192 181 224 232 0,6440,042 0,6410,041 0,6030,040 0,7450,045 0,7330,045 thực trung bình Hoạt độ phát 3,6550,254 3,6460,253 3,4330,245 4,2410,275 4,3970,281 beta MẪU 100 μl Hình 3.21 Hình đo số đếm mẫu M100.2 máy UMF – 2000 - Bảng kết Hoạt độ phát alpha mẫu Mẫu M100.1 M100.2 M100.3 M100.4 M100.5 850 852 862 869 825 2,8730,192 2,8950,193 2,7500,188 Số đếm tổng trung bình Tốc độ đếm trung bình 2,8330,190 2,8410,191 Hoạt độ 9,9201,062 9,9481,064 10,0571,074 10,1371,080 phát alpha 9,6281,037 Hoạt độ phát beta mẫu Mẫu Số đếm tổng trung bình Số đếm thực trung bình Tốc độ đếm thực trung bình Hoạt độ phát beta M100.1 M100.2 M100.3 M100.4 M100.5 413 422 411 415 406 404 413 402 406 397 1,3450,059 1,3770,060 1,3390,059 1,3540,059 1,3240,059 7,6550,389 7,8340,395 7,6210,388 7,6900,380 7,5340,386 Hoạt độ phát alpha mẫu 50 μl 100 μl hệ đo Alpha Analyst Mẫu 50 μl Mẫu 100 μl 6,2  0,2 (Bq) 10,0  0,2 (Bq) So sánh hoạt độ phát alpha máy đo tổng hoạt độ alpha, beta máy đo Alpha Analyst ta thấy hoạt độ tương đối gần nhau, có sai số nằm khoảng chấp nhận KẾT LUẬN  Tổng kết đề tài: “ Khai thác vận hành hệ đo tổng alpha, beta UMF – 2000 phòng thí nghiệm hạt nhân trường Đại học Sư Phạm TP Hồ Chí Minh” Trong q trình tiến hành đo phơng, số đếm phông thấp chứng tỏ hệ máy không bị nhiễm bẩn phóng xạ yếu tố giúp cho việc tiến hành đo đạc đạt kết xác Kết tính tốn cho thấy hiệu suất ghi máy tương đối cao: hiệu suất ghi xạ alpha đạt 28,56%, hiệu suất ghi xạ beta đạt 17,57% với sai số thấp 15%, phù hợp với tiêu chuẩn nhà sản xuất đưa Với việc xác định hoạt độ mẫu điện phân 50 μl, 100 μl cho kết hoạt độ tương đối phù hợp với hoạt độ mẫu đo hệ máy phân tích alpha phịng thí nghiệm hạt nhân trường Đại học Khoa học Tự Nhiên Như vậy, nói việc khai thác vận hành máy đo tổng alpha, beta bước đầu đạt kết tốt Điểm đặc biệt thiết bị xác định đồng thời số đếm xạ alpha xạ beta phát mẫu, nhiên việc ghi nhận beta chưa thể có kết luận xác khơng có hệ đo beta để kiểm chứng Đồng thời máy có nhược điểm khơng có buồng hút chân khơng, mà xạ alpha xạ có quãng chạy ngắn nên q trình đo dẫn đến sai sót số đếm, ngồi khơng biết xác thơng tin khoảng cách detector khay để mẫu nên khơng thể đưa kết luận thật xác hệ máy đo tổng hoạt độ alpha, beta  Đề xuất hướng phát triển Để kết đo đạc máy đo tổng alpha, beta xác cần phải tạo mẫu tốt có độ dày bé cần trang bị hệ thống chuẩn bị mẫu cho phịng thí nghiệm đầy đủ loại hóa chất axit, bazơ, hóa chất tách hóa, dụng cụ thí nghiệm… Với ưu điểm hiệu suất ghi cao, xác định đồng thời xạ alpha beta có thể: - Tiến hành đưa hệ máy vào sử dụng thí nghiệm: xác định tổng hoạt độ alpha, xác định tổng hoạt độ beta, xác định hiệu suất ghi máy… - Hay khảo sát ảnh hưởng xạ alpha, beta từ môi trường chẳng hạn khảo sát mẫu rắn, mẫu lỏng Đối với mẫu rắn cần phải sấy khô xử lí để đạt độ đồng lượng chất rắn phải đồng đưa vào đĩa kim loại để tạo thành mẫu, cịn mẫu lỏng cần axit hóa, đặc sấy khơ trước đưa vào đĩa kim loại Từ xác định hoạt độ, khảo sát phân bố xạ alpha, beta có mơi trường xung quanh để có biện pháp khắc phục, xử lý kịp thời TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS-TS Ngô Quang Huy, Cơ sở vật lý hạt nhân (2006), NXB Khoa học kỹ thuật [2] PGS-TS Ngơ Quang Huy, An tồn xạ ion hóa (2004), NXB Khoa học kỹ thuật [3] Lê Cơng Hảo, Nguyễn Đình Gẫm, Hồ Viết Sinh, Mai Văn Nhơn (2008), Khai thác vận hành hệ đo Alpha Analysyt với mẫu chuẩn, Tạp chí phát triển khoa học cơng nghệ, trang 7984 [4] Giáo trình thực tập Vật lý hạt nhân năm 3, trường Đại học Sư Phạm TP Hồ Chí Minh [5] Scientific and Producing Company Doza (2006), Alpha – beta Radiometer for Low activity Measurement UMF – 2000 [6] Đoàn Thị Hiền (2008), Nghiên cứu chế tạo mẫu chuẩn 234 U, 238 U dùng phân tích mẫu mơi trường phương pháp mạ điện phân kết tủa, Khóa luận tốt nghiệp Đại học, Đại học Khoa học Tự nhiên TP Hồ Chí Minh [7] Lý Duy Nhất (2009), Tìm hiểu hệ ghi đo phịng thí nghiệm Vật lý hạt nhân, Khóa luận tốt nghiệp Đại học, Đại học Sư Phạm TP Hồ Chí Minh [8] www.google.com [9] www.vi.wikipedia.org [10] www.rsc.org [11] www.truonghphong.violet.vn PHỤ LỤC Phụ lục 1: Bảng số liệu đo nguồn chuẩn phông máy UMF - 2000 Nguồn chuẩn Nguồn chuẩn Phông Phông alpha 817 alpha beta 559 2316 10 584 2339 11 539 2301 547 2333 563 2382 Lần đo Phụ lục 2: Bảng số liệu đo số đếm alpha mẫu 50 l Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu M50.1 M50.2 M50.3 M50.4 M50.5 459 461 432 547 537 436 461 442 484 528 399 449 424 484 544 428 415 444 548 494 448 420 430 523 539 Lần đo Phụ lục 3: Bảng số liệu đo số đếm beta mẫu 50 l Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu M50.1 M50.2 M50.3 M50.4 M50.5 198 207 194 226 250 193 196 193 225 231 224 203 165 232 252 211 205 208 253 244 181 196 187 228 228 Lần đo Phụ lục 4: Bảng số liệu đo số đếm alpha mẫu 100 l Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu M100.1 M100.2 M100.3 M100.4 M100.5 843 871 866 855 812 838 826 871 883 823 893 895 822 876 838 844 837 882 856 881 832 833 868 873 771 Lần đo Phụ lục 5: Bảng số liệu đo số đếm beta mẫu 100 l Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu M100.1 M100.2 M100.3 M100.4 M100.5 441 422 398 398 399 377 415 455 424 400 410 421 410 434 415 415 444 399 420 407 421 409 393 397 411 Lần đo Phụ lục 6: Hình ảnh phổ alpha đo máy alpha phịng thí nghiệm vật lý hạt nhân trường Đại học Khoa học Tự Nhiên Tp Hồ Chí Minh - Mẫu M50.4 - Mẫu M100.4 ... thiết yếu ảnh hưởng lớn đến kết đo đạc Do ? ?Khai thác vận hành hệ đo tổng alpha, beta UMF- 2000 phịng thí nghiệm hạt nhân trường Đại học Sư phạm Thành Phố Hồ Chí Minh? ?? thực với mục đích xác định... rã alpha, beta tính chất q trình phân rã tương tác xạ alpha, beta với vật chất Chương 2: Giới thiệu hệ đo tổng alpha, beta UMF -2000 phịng thí nghiệm hạt nhân trường Đại học Sư Phạm Thành Phố Hồ. .. phóng xạ phát alpha, beta Hình 2.1 Máy đo alpha, beta phơng thấp UMF- 2000 phịng thí nghiệm hạt nhân trường Đại học Sư Phạm TP Hồ Chí Minh 2.1.2 Đặc điểm kỹ thuật [7]  Năng lượng xạ beta ghi nhận