XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG PLATEAU CỦA ỐNG ĐẾM GEIGERMULLER

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN Bài thí nghiệm số 1: XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG PLATEAU CỦA ỐNG ĐẾM GEIGER-MULLER Mục đích Mục đích thí nghiệm xác định đường Plateau vận hành tối ưu ống đếm Geiger-Muller (GM) Câu hỏi chuẩn bị trước tiến hành thí nghiệm 2.1 Đồ thị đường Plateau có hình dạng nào? Hướng dẫn: Đường Plateau chuẩn đường cong có dạng hình chữ ‘S’ nằm ngang Tăng dần lên từ phía bên trái, cân lên cao phía bên phải 2.2 Điện có ảnh hưởng đến vận hành ống GM? Hướng dẫn: Thế điện điều khiển hệ số nhân điện tử, hệ số nhân điện tử ảnh hưởng đến độ lớn tín hiệu, mà độ lớn tín hiệu lại định đến việc xung có ghi nhận không (Điện xác định độ lớn điện trường) Giới thiệu Các loại ống đếm GM không vận hành theo cách giống hệt cấu trúc ống đếm khác khác Do đó, ống đếm GM có cao riêng Cao cần phải chọn phù hợp để cho hiệu suất hệ thống thiết bị đạt đến tối ưu Nếu mẫu phóng xạ đặt phía ống đếm ống GM tăng dần lên (tăng chậm theo giá trị nhỏ) không, ống không đếm khoảng Khi tăng đạt đến giá trị định, ‘thác lũ’ điện tử tạo thành tín hiệu Giá trị điểm gọi bắt đầu Từ điểm này, tiếp tục tăng tốc độ đếm tăng lên nhanh trở nên ổn định Giá trị thời điểm mà tốc độ đếm bắt đầu cân TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN thường gọi điểm uốn hay giá trị ngưỡng Sau điểm uốn này, tăng lên làm cho tốc độ đếm tăng nhẹ Vùng vùng Plateau mà tìm kiếm.Với mục đích xác định vận hành tối ưu, trước tiên cần phải bắt đầu với việc xác định đường Plateau Điểm cuối đường Plateau tìm thấy tiếp tục tăng lên lại xuất tăng mạnh tốc độ đếm Vùng cuối gọi vùng phóng điện Để bảo quản tốt hoạt động ống đếm, vận hành nên chọn phía gần điểm đường Plateau (trong khoảng điểm uốn điểm giữa) Nếu ống GM vận hành gần vùng phóng điện, có thay đổi hiệu suất ống, ống rơi vào chế độ phóng điện liên tục, làm việc chế độ gây phá hủy ống đếm Hình 1: Đồ thị đường cong Plateau ống đếm GM Khi kết thúc thí nghiệm này, sinh viên cần tạo đồ thị tương tự với đường biểu diễn hình TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN Trang thiết bị - Thiết lập đếm ST-350 với ống GM đỡ thí nghiệm (Bộ đếm, cung cấp cao thế, chuyển đổi, ống GM, bệ che chắn, dây cáp, giá giữ nguồn) sơ đồ hình - Các nguồn phóng xạ như: Cs137, Sr90, Co60 Hình Thiết lập ST-350 với nguồn dụng cụ hấp thụ Quy trình tiến hành thí nghiệm 5.1 Cắm cung cấp nguồn điện vào ổ điện cắm vào ổ cắm phía sau hộp ST-350 Tiếp theo rút cẩn thận cáp màu đỏ khỏi ống GM Đặt ống GM lên đầu đỡ che chắn với cửa sổ phía kết nối BNC Tiếp đến nối cáp BNC vào ống GM ST-350 Cuối nối cáp ST-350 nối vào phía sau máy tính 5.2 Vặn nút nguồn phía sau ST-350 đến vị trí On vặn núm DISPLAY FUNCTION mặt trước điều khiển từ xa Sau mở giao diện máy tính cách nhấn nút Start máy tính TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN Sau tìm đến Programs -> tùy chọn SpecTech để tùy chọn cho ST-350 Sau sinh viên cần xem lại bảng điều khiển màu xanh xuất hình máy tính 5.3 Chuyển đến bảng Setup chọn tùy chọn HV Setting, cửa sổ High Voltage (HV), bắt đầu với 700V, cửa sổ bước nhập 20V Mục Step Voltage Enable phía chọn On (mặc định Off) Cuối cùng, kích Ok 5.4 Đi đến tùy chọn Preset chọn Preset Time, nhập 30s nhấn Ok Sau chọn Runs, cửa sổ nhập số lần chạy 26 5.5 Màn hình cửa sổ số đếm nên mở với kích thước lớn liệu tất lần chạy nửa bên trái hình Ở nửa bên phải cửa sổ thời gian đặt trước, thời gian chạy, thời gian lại, cao bước điện 5.6 Chắc chắn không liệu trước cách chọn nút Erase (nút cuối phía bên phải), sau nhấn nút hình thoi màu xanh để thu nhận liệu 5.7 Khi chạy xong sinh viên vào File chọn Save as để lưu liệu File lối có dạng Text quy định trước sau tải vào chương trình tính toán Xem phần Data Analysis để hướng dẫn cách phân tích liệu Microsoft Excel® Với tùy chọn Another sinh viên ghi nhận liệu đồ thị vào bảng liệu riêng, bao hàm liệu trang đồ thị 5.8 Sinh viên lặp lại trình thu nhận liệu với giá trị khác bước điện thời gian đếm Tuy nhiên, ống GM sử dụng không vượt 1200V, xem xét điều lựa chọn giá trị Phân tích liệu 6.1 Mở Microsoft Excel®, từ mục file chọn open, sau tìm đến đường dẫn lưu file liệu (mặc định thư mục SpecTech đĩa C) Sinh viên phải chọn All Files (*.*) để tìm kiếm file liệu có đuôi tsv Mở file cần xử lý đến Text Import Wizard cách nhấn nút Next, Next Finish Để xem tất chữ loại bỏ ký hiệu ###, sinh viên nên mở rộng cột A E 6.2 Để tạo đồ thị liệu này, sinh viên vẽ Excel vẽ giấy đồ thị Thao tác vẽ Excel cách: Đi đến Insert, chọn Chart, chọn XY (Scatter) chọn Next 6.3 Đối với khoảng liệu, sinh viên thiết lập dựa “=[tên file]!$B$13:$C$32”, đặt tên file vào mục [tên file] (không chèn lên ngoặc phần trích dẫn) Ngoài ra, thay đổi tùy chọn Series In từ hàng thành cột; Hoặc đến Series Tab giá trị x nên đổi thành “=[tên file]!$B$13:$B$32” giá trị y “=[tên TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN file]!$B$13:$B$32” lại tiếp tục kích Next Tiếp theo sinh viên nhận cửa sổ để chèn thêm tiêu đề nhãn đồ thị trục x y Gọi trục y số đếm, trục x điện 6.4 Sinh viên tùy chọn giữ đồ thị tách biệt với bảng số co ngắn đồ thị lại chèn vào bảng số Nếu chèn đồ thị vào bảng tính, điều chỉnh kích thước đồ thị để phù hợp với trình in ấn điều chỉnh phần tùy chọn xem trước in Kết thúc thí nghiệm Bây sinh viên vẽ đường cong Plateau ống GM, nhắc lại cần phải xác định vận hành ống đếm GM, sinh viên nên chọn giá trị gần điểm đường Plateau phía trái chút so với điểm Câu hỏi sau hoàn thành thí nghiệm 8.1 Thế vận hành tốt ống GM là:………… (V) 8.2 Giá trị vận hành giống tất ống GM phòng thí nghiệm phải không? 8.3 Giá trị vận hành ống GM giống 10 năm tới phải không? 8.4 Có cách để kiểm tra xem vận hành mà sinh viên xác định có nằm đường Plateau không, tìm độ dốc đường Plateau Nếu độ dốc đường plateau GM 10% 100V,thì đường Plateau tốt Hãy xác định điểm bắt đầu kết thúc đường Plateau xác nhận đường plateau tốt Ta có phương trình độ dốc là: Slope(%)  100( R2  R1 )  100 R1 (V2  V1 ) Ở đây: R1, R2 tương ứng tốc độ đếm điểm bắt đầu kết thúc đường Plateau; V1,V2 điểm bắt đầu kết thúc đường Plateau TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN Họ tên: Phiên thí nghiệm: Ngày thực hành Các thành viên: BẢNG DỮ LIỆU TRONG THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG PLATEAU CỦA ỐNG ĐẾM GM Ống đếm số:………; Stt Điện S (V) 1 10 11 Số đếm Điện (V) Số đếm Điện (V) Số đếm TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN 12 23 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 (Lưu ý sinh viên báo cáo phải đính kèm đồ thị với bảng liệu) TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN Bài thí nghiệm số 2: THỐNG KÊ SỐ ĐẾM Mục đích Mục đích thí nghiệm khảo sát tượng thống kê liên quan tới đo đạc với đếm Geiger, cụ thể so sánh phân bố Poisson phân bố Gaussian Câu hỏi chuẩn bị trước tiến hành thí nghiệm 2.1 Hãy cho biết công thức tính giá trị trung bình độ lệch chuẩn hai hàm phân bố Poisson Gaussian? Hướng dẫn: - Công thức tính giá trị trung bình phân bố Poisson là:  n x i 0 xi n - Công thức tính độ lệch chuẩn phân bố Poisson là:   x - Công thức tính giá trị trung bình phân bố Gaussian là:  n x i 0 xi n - Công thức tính độ lệch chuẩn phân bố Gaussian là:    x  xi      i 0  n 1 n TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN 2.2 Tại cần phải học sai số? Đối với thiết bị tốt xác có cần quan tâm tới sai số thiết bị tiến hành đo đạc hay không? Hướng dẫn: Bởi phép đo chứa sai số, cho dù thiết bị có xác đến đâu đạt độ xác 100% Giới thiệu Thống kê đặc tính quan trọng, nghiên cứu vật lý hạt vật lý hạt nhân Trong lĩnh vực đó, phải giải đồng thời với số lượng lớn nguyên tử Chính cần giúp đỡ thống kê Thống kê giúp dự đoán diễn biến phần lớn hạt hạt tuân theo mô hình thống kê Điều liên hệ trực tiếp với hai đại lượng giá trị trung bình độ lệch chuẩn Ở xem xét phép thử, giả định phép thử có hai khả xảy ra: Thử thành công thử không thành công Cụ thể công việc mà làm, xác suất để xảy phân rã không phân rã nguyên tử số, nguyên tử nguồn có xác suất phân rã (xác suất phân rã thường nhỏ) Phân bố thống kê Poisson Gaussian hai hàm thống kê hữu ích thí nghiệm Trang thiết bị Thiết lập đếm ST-350 với ống đếm GM bệ đỡ (Bộ đếm, cung cấp nguồn điện, ống GM, bệ che chắn, giá giữ nguồn) biểu diễn hình Sử dụng nguồn phóng xạ Cs137 10 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN Hình Thiết lập ST-350 với nguồn dụng cụ hấp thụ - Nguồn phóng xạ nguồn phát gamma hình Hình Hộp đựng nguồn với nguồn phát gamma khác 78 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN Quy trình tiến hành thí nghiệm 5.1 Cắm cung cấp điện vào nguồn điện vào phía sau hộp ST350 Tiếp theo tháo cẩn thận dây cáp mầu đỏ khỏi ống GM Đặt ống GM vào bệ che chắn cho đầu cửa sổ hướng xuống phía phần đầu nối BNC phía Tiếp đến, nối đầu BNC GM vào hộp ST-350 Cuối cắm dây cáp ST-350 vào kết nối phía sau máy tính 5.2 Vặn nút nguồn phía sau ST-350 đến vị trí On vặn núm DISPLAY FUNCTION mặt trước để cài đặt Sau mở dao diện máy tính cách nhấn nút Start máy tính Đi đến Programs -> tùy chọn SpecTech ST-350 Sinh viên quan sát bảng điều khiển màu xanh xuất hình 5.3 Dưới mục Setup, chọn tùy chọn thiết lập HV, đặt ống GM đến vận hành tối ưu, thường khoảng 900V Đặt bước không tắt kích hoạt bước Từ mục Preset, chọn Runs không Preset Time 60 5.4 Đầu tiên, sinh viên tiến hành đo nguồn để ghi nhận đóng góp phông 5.5 Đặt nguồn phóng xạ vào giá đỡ thứ hai ghi nhận liệu 5.6 Đặt hấp thụ lên ghi nhận liệu 5.7 Lặp lại lần với bề dày hấp thụ khác Phân tích số liệu 6.1 Mở Microsoft Excel, mở file cần xử lý, đến Text Import Wizard cách nhấn Next, Next Finish 6.2 Trong E2 nhập ‘Thời gian chết’, F2 nhập vào giá trị thời gian chết ống GM sử dụng 6.3 Trong G9 nhập ‘Bề dày’, G10 nhập ‘mg/cm2’ Từ G13 nhập vào bề dày tương ứng sử dụng Trong cột F nhập vào tên hấp thụ sử dụng 79 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN 5.4 Trong H9 nhập ‘Hiệu chỉnh thời gian chết’, H10 nhập ‘Số đếm’, từ H13 nhập ‘=C13/(1-(C13*$F$2))’ chép vào ô phía tương ứng với liệu thu 5.5 Trong I9 nhập ‘Hiệu chỉnh phông’, I10 nhập ‘Số đếm’, I13 nhập ‘=H13-$C$12’ chép xuống ô phía tương ứng 5.6 Vẽ đồ thị số đếm hiệu chỉnh phút theo bề dày với Chart, chọn XY (Scatter) Plot sau kích Next 5.7 Đối với Chart Source Data có hai cách để thay đổi thiết lập mặc định Trong cửa sổ Data Range, mà mục Data Range Tab chọn, kích trỏ vào tranh bên phải cửa sổ Sau bạn chuyển đến bảng công việc, giữ phím Ctr bôi đen cột I cột G, sau nhấn Enter Cách hai chọn mục Series, kích vào Remove để giới hạn hai số liệu, kích chuột phải vào cửa sổ giá trị x bôi đen liệu cột G, kích chuột phải vào cửu sổ giá trị y bôi đen liệu cột I Sau kích Next Điền đầy đủ mục tên đồ thị, tên trục x, tên trục y Sau kích Next Cuối bạn chọn cách lưu liệu theo kiểu để riêng bảng số liệu đồ thị lưu chung bảng liệu đồ thị kích Finish Kích chuột phải vào trục y, chọn Format Axis, sau chọn Scale Tab đánh dấu vào Logarithmic Scale 5.8 Kích chuột phải vào điểm liệu, chọn Add Trendline, chọn tùy chọn Linear, sau vào mục Option đánh dấu vào mục Display equation on chart Display R-squared value on chart Kết thúc thí nghiệm Từ phương trình khớp sinh viên tính lại x1/2 µ Câu hỏi sau hoàn thành thí nghiệm 8.1 Dữ liệu bạn thu có tuyến tính hay không? Vì sao? Hướng dẫn: Đồ thị thu nên có dạng tuyến tính, không sinh viên cần phải tìm yếu tố gây sai số 80 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN 8.2 Từ liệu thu với phương trình cường độ số đếm phút, giá trị x1/2 bạn tính có xác không? Hướng dẫn: Sinh viên nên biểu diễn cường độ nửa hai bề dày hấp thụ nằm hai phía điểm giá trị nhận từ đồ thị 8.3 Chúng ta che chắn hoàn toàn tia gamma hay không? Vì sao? Hướng dẫn: Với thiết bị mà sử dụng che chắn hoàn toàn tia gamma 8.4 Hãy so sánh khoảng hạt alpha, beta xạ gamma, chúng nhau? Hướng dẫn: Khoảng chúng khác khối lượng, điện tích ba loại xạ khác nhau, chúng tuân theo chế tương tác khác bị suy giảm khác 81 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN Họ tên: Phiên thí nghiệm: Ngày thực hành Các thành viên: BẢNG DỮ LIỆU DÙNG TRONG THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH SỰ HẤP THỤ GAMMA Ống GM số:……….; Thời gian đo:…… ….; Thời gian chết:…… ……; Số đếm Số đếm hiệu chỉnh Bề dày (cm) - Phương trình y:……………………………………; - Giá trị µ:…………… (g/cm2) - Giá trị x1/2:…………(g/cm2) 82 Ln(số đếm) TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN Bài thí nghiệm số 13: XÁC ĐỊNH CHU KỲ BÁN RÃ CỦA Ba137m Mục đích Mục đích thí nghiệm xác định chu kỳ bán rã đồng vị không bền Ba137m Câu hỏi chuẩn bị trước thí nghiệm 2.1 Ba137m tạo từ tạo đồng vị? Hướng dẫn: Chiết dung dịch Ba137 từ Cs137 ngưng tụ chúng chất lỏng Ba137 sản phẩm phân rã Cs137 Hình Sơ đồ phân rã Cs137 2.2 Nếu nguồn Sr90 có tốc độ đếm 7020 cpm, có tốc độ đếm 1404 cpm? Biết thời gian bán rã Sr90 28.6 năm; Tính toán tương tự với Po210 biết thời gian bán rã 138 ngày Hướng dẫn: Sử dụng phương trình: N  N e  t ;   83 ln(2) T1/2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN Giới thiệu Quá trình phân rã hạt nhân phóng xạ có tốc độ không đổi, tốc độ phân rã không phụ thuộc vào lượng nguyên tố phóng xạ có mặt mẫu, nguyên tử tồn hai lựa chọn phân rã không phân rã Do mà lượng hạt nhân phóng xạ thay đổi cách liên tục Sự thay đổi số lượng đồng vị phóng xạ trình Nếu biết số hạt phóng xạ thời điểm số phân rã chúng, hoàn toàn xác định số hạt lại sau khoảng thời gian tương lai N (t )  N   N t Với: N(t) số hạt nhân phóng xạ lại thời điểm t; N số hạt nhân thời điểm  số phân rã, t khoảng thời gian khảo sát Đồ thị số hạt nhân phóng xạ lại theo thời gian biểu diễn hình Hình Suy giảm số hạt nhân phóng xạ theo thời gian Có nhiều cách giải thích phổ biến phân rã phóng xạ dựa vào chu kỳ bán rã Chu kỳ bán rã đồng vị phóng xạ khoảng thời gian cần thiết để phân hủy hết nửa số đồng vị ban đầu Trong đồ thị hình 1, thời điểm t=0 có 1000 nguyên tử, sau t1/2 500 nguyên tử, sau t1/2 250 nguyên tử 84 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN Số lần T1/2 Hoạt độ % 1000 100 500 50 250 25 125 12.5 62.5 6.25 31.25 3.125 15.625 1.5625 7.8125 0.78125 3.90625 0.390625 1.953125 0.1953125 Bảng Ví dụ số liệu phân rã phóng xạ Tỷ lệ 1/2 ¼ 1/8 1/16 1/32 1/64 1/128 1/256 1/512 Số hạt nhân phóng xạ phát thông qua ống GM tỷ lệ thuận với số hạt nhân phóng xạ thực mẫu Hoạt độ số đếm chia cho thời gian Từ phương trình ta có: N (t )  N   N t N  N (t )  N   N t N  t N Lấy tích phân hai vế ta có: t dN ' N0 N   0 dt N Hay: ln(N)=ln(N0) -  t Do vẽ đồ thị theo thang log hoạt độ theo thời gian độ dốc đồ thị bằng: (-  ) điểm giao cắt với trục y ln(N0) Từ tìm số phân rã Ta có:  N  ln     t  N0  Thời gian mà N=N0/2 chu kỳ bán rã T1/2 Ta có: 85 T1/2  ln(2)  TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN Trang thiết bị - Thiết lập đếm ST-350 với ống GM đỡ thí nghiệm (Bộ đếm, cung cấp cao thế, chuyển đổi, ống GM, bệ che chắn, dây cáp, giá giữ nguồn) sơ đồ hình Hình Thiết lập ST-350 với nguồn dụng cụ hấp thụ - Nguồn phóng xạ máy phát đồng vị Cs/Ba137m hình Hình Bộ tạo đồng vị Ba137 từ Cs137 86 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN Quy trình tiến hành thí nghiệm 5.1 Cắm cung cấp điện vào nguồn điện vào phía sau hộp ST350 Tiếp theo tháo cẩn thận dây cáp mầu đỏ khỏi ống GM Đặt ống GM vào bệ che chắn cho đầu cửa sổ hướng xuống phía phần đầu nối BNC phía Tiếp đến, nối đầu BNC GM vào hộp ST-350 Cuối cắm dây cáp ST-350 vào kết nối phía sau máy tính 5.2 Vặn nút nguồn phía sau ST-350 đến vị trí On vặn núm DISPLAY FUNCTION mặt trước để cài đặt Sau mở dao diện máy tính cách nhấn nút Start máy tính Đi đến Programs -> tùy chọn SpecTech ST-350 Sinh viên quan sát bảng điều khiển màu xanh xuất hình 5.3 Dưới mục Setup, chọn tùy chọn thiết lập HV, đặt ống GM đến vận hành tối ưu, thường khoảng 900V Đặt bước không tắt kích hoạt bước Từ mục Preset, chọn Runs không Preset Time 30 5.4 Đầu tiên, sinh viên tiến hành đo nguồn để ghi nhận đóng góp phông 5.5 Trong Preset chọn Runs 31 5.6 Từ dụng cụ, lấy khoảng 10-12 giọt Ba137m, đặt nguồn phóng xạ vào giá đỡ thứ hai ghi nhận liệu Phân tích liệu 6.1 Mở Microsoft Excel, mở file cần xử lý, đến Text Import Wizard cách nhấn Next, Next Finish 6.2 Trong E2 nhập ‘Thời gian chết’, F2 nhập vào giá trị thời gian chết ống GM sử dụng 6.3 Trong G9 nhập ‘Hiệu chỉnh thời gian chết’, G10 nhập ‘Số đếm’ Từ G13 nhập vào bề dày tương ứng sử dụng cột F nhập vào tên hấp thụ sử dụng 87 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN 6.4 Trong H9 nhập ‘Hiệu chỉnh phông’, H10 nhập ‘Số đếm’, H13 nhập ‘=G13-$C$12’ chép xuống ô phía tương ứng 6.5 Trong I9 nhập ‘Log’, H10 nhập ‘Hoạt độ’, H13 nhập ‘=LN(H13)’ chép xuống ô phía tương ứng 6.6 Trong J10 nhập ‘Thời gian’, J13 nhập ‘30’, J14 nhập ‘=J13+30’ chép xuống ô phía tương ứng 6.7 Vẽ đồ thị log hoạt độ theo thời gian với Chart, chọn XY (Scatter) Plot sau kích Next 6.8 Đối với Chart Source Data có hai cách để thay đổi thiết lập mặc định Trong cửa sổ Data Range, mà mục Data Range Tab chọn, kích trỏ vào tranh bên phải cửa sổ Sau bạn chuyển đến bảng công việc, giữ phím Ctr bôi đen cột I cột J, sau nhấn Enter Cách hai chọn mục Series, kích vào Remove để giới hạn hai số liệu, kích chuột phải vào cửa sổ giá trị x bôi đen liệu cột J, kích chuột phải vào cửu sổ giá trị y bôi đen liệu cột I Sau kích Next Điền đầy đủ mục tên đồ thị, tên trục x, tên trục y Sau kích Next Cuối bạn chọn cách lưu liệu theo kiểu để riêng bảng số liệu đồ thị lưu chung bảng liệu đồ thị kích Finish Kích chuột phải vào trục y, chọn Format Axis, sau chọn Scale Tab đánh dấu vào Logarithmic Scale 6.9 Kích chuột phải vào điểm liệu, chọn Add Trendline, chọn tùy chọn Linear, sau vào mục Option đánh dấu vào mục Display equation on chart Display R-squared value on chart 6.10 Vẽ đồ thị số đếm hiệu chỉnh phông với thời gian, nhìn vào đồ thị bạn ước lượng gần chu kỳ bán rã 6.11 Sử dụng phép hồi quy tuyến tính thong qua số liệu khác nhau, để tìm độ dốc điểm giao cắt với trục y 6.12 Từ mục Tools chọn Data Analysis, cửa sổ nhỏ xuất bạn chọn Regression, lại thêm cửa sổ lớn xuất hiện, bạn cần chọn XValues, Y-Values, Output Range 88 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN 6.13 Đối với hồi quy tuyến tính thứ nhất, chọn 15 điểm liệu cột I giá trị trục y cách kích vào hộp phía cuối cửa sổ lối vào, sau nhấn Enter Đối với trục x bạn chọn 15 điểm liệu cột J, chọn mục Output Range Sau nhận $M$1 cửa sổ lối vào kích vào hộp chọn hình vuông M1, cuối nhấn Ok để kết 6.14 Đối với hồi quy tuyến tính thứ hai, chọn điểm liệu từ 16-30 chọn lối M19 6.15 Đối với hồi quy tuyến tính thứ 3, chọn 30 điểm liệu chọn lối M37 Độ dốc hồi quy tuyến tính có phù hợp với hồi quy tuyến tính thứ hay không? 6.16 Để tính toán cuối bạn cần thu giá trị độ dốc N18, N36, N54 sai số tương ứng O18, O36, O54 Kết thúc thí nghiệm Điền giá trị vào bảng đây: Điểm liệu  Độ lệch chuẩn T1/2 Số lần chênh lệch so với độ lệch chuẩn Phần thứ Phần thứ hai Tất Biến  hệ số phân rã trị tuyệt đối độ dốc từ hồi quy tuyến tính T1/2  ln(2)  Sử dụng công thức truyền sai số riêng, ta có: T 1/ T1/2 89    TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN T  1/  T  1/2 Ta tính số lần sai lệch với độ lệch chuẩn cách lấy giá trị T1/2 bạn tính trừ giá trị thực 153 giây, sau chia cho  T1/ Nếu kết bạn sai lệch lần độ lệch chuẩn xem kết chấp nhận Câu hỏi sau hoàn thành thí nghiệm 8.1 Trình bày kết thu với sai số Kết bạn thu có độ xác nào? 8.2 Trong kết thu kết tốt hơn? Vì sao? Hướng dẫn: Kết điểm liệu phần đầu tốt tốc độ đếm Ba137m cao nhất, mà sai số thống kê nhỏ 8.3 Phải làm để kết hồi quy tuyến tính phần hai xác hơn? Hướng dẫn: Ta đưa vào trọng số hệ thống, giá trị ta cho trọng số lớn hơn, giá trị sau ta cho trọng số nhỏ 90 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN Họ tên: Phiên thí nghiệm: Ngày thực hành Các thành viên: BẢNG DỮ LIỆU DÙNG TRONG THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CHU KỲ BÁN RÃ Ống GM số:……….; Thời gian đo:…… ….; Thời gian chết:…… ……; Số đếm 91 Số đếm hiệu chỉnh Ln(số đếm) Thời gian 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN 690 720 540 570 600 630 660 690 720 Điểm liệu Phần thứ Phần thứ hai Tất 92  T1/2 Độ lệch chuẩn Số lần chênh lệch so với độ lệch chuẩn [...]... thì Ống GM cũng giống con người, chúng bị bắn phá liên tục bởi các bức xạ Các bức xạ này sẽ được biểu diễn bằng số đếm trong ống GM, nhưng ở đây chúng ta không thể phân biệt được đâu là số đếm của nguồn phóng xạ và đâu là số đếm của phông môi trường Chính vì lý do này mà dẫn đến số đếm của mẫu được ghi nhận không chính xác Đặc biệt khi mà số đếm của mẫu phóng xạ nhỏ Do đó, chúng ta cần xác định số đếm. .. thành viên: BẢNG DỮ LIỆU DÙNG TRONG THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH PHÔNG PHÓNG XẠ Ống GM số:……………; Lần chạy số 21 Nguồn Thời gian Số đếm Số đếm hiệu chỉnh TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN Bài thí nghiệm số 4: XÁC ĐỊNH ĐỘ PHÂN GIẢI THỜI GIAN CỦA ỐNG ĐẾM GM 1 Mục đích Mục đích của thí nghiệm là xác định được độ phân giải thời gian của ống đếm GM 2 Câu hỏi chuẩn bị trước khi tiến hành thí... TRONG THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH HIỆU SUẤT GHI CỦA ỐNG ĐẾM GM Ống GM số:…… ; Thời gian chạy:………; Thời gian chết:…………; Nguồn Số đếm Số đếm hiệu chỉnh Số đếm thực %Hiệu suất Ống GM số:…… ; Thời gian chạy:…………; Thời gian chết:…………; Nguồn 34 Số đếm Số đếm hiệu chỉnh Số đếm thực % Hiệu suất TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN Bài thí nghiệm số 6: XÁC ĐỊNH TỶ SỐ GIỮA CÁC VỊ TRÍ CỦA GIÁ ĐỠ MẪU... NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ PHÂN GIẢI THỜI GIAN CỦA ỐNG GM Ống GM số:………… ;Nguồn:………………;Thời gian chạy:………; Số đếm Số đếm hiệu chỉnh % Mất mát R1 R2 R3 - Độ phân giải thời gian T: Ống GM số:………… ;Nguồn:…………… ;Thời gian chạy:………; Số đếm R1 R2 R3 - Độ phân giải thời gian T: 28 Số đếm hiệu chỉnh % Mất mát TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN Bài thí nghiệm số 5: XÁC ĐỊNH HIỆU SUẤT GHI CỦA ỐNG ĐẾM... nhỏ của bức xạ đi vào trong ống đếm và được ghi nhận Số bức xạ đi vào trong ống đếm sẽ là hàm của khoảng cách từ nguồn đến bề mặt ống đếm Xem trong hình 1, nửa hình cầu biểu diễn bán kính phát xạ từ nguồn phóng xạ điểm Một phần nhỏ của hình cầu đó sẽ đi vào trong ống đếm GM-chính là phần hình tam giác có cạnh là d và chiều cao là h Nếu như nguồn dịch chuyển ra xa ống đếm, số bức xạ vào trong ống đếm. .. bề mặt của ống đếm thì hiệu suất ghi càng giảm xuống Bởi vì khi bức xạ đi trong không khí thì xảy ra hiện tượng bị hấp thụ, dẫn đến số lượng bức xạ đi vào ống đếm giảm xuống (điều này sẽ thấy rất rõ khi đo các nguồn phóng xạ hạt alpha và beta) 8.3 Bán kính cửa sổ của ống GM là 3.5cm, đặt nguồn cách bề mặt ống 3cm Hãy so sánh diện tích của hình cầu với bán kính 3cm và diện tích bề mặt của ống đếm Tỷ... đích Mục đích của thí nghiệm là xác định được đường cong hiệu suất ghi của ống GM đối với các loại bức xạ khác nhau 2 Câu hỏi chuẩn bị trước khi tiến hành thí nghiệm 2.1 Sinh viên có thể xác định hoạt độ của nguồn phóng xạ như thế nào? Hãy tìm hoạt độ của ba nguồn phóng xạ mà bạn sẽ sử dụng trong thí nghiệm Hướng dẫn: Sinh viên có thể xem trên nguồn hoặc hỏi người hướng dẫn 2.2 Theo bạn thì đường cong... liệu cụ thể của từng sinh viên, nhưng có thể đưa ra giá trị khoảng 40cpm, 40x1440=57600 số đếm trên ngày, hoặc 57600 x 365 = 21024000 số đếm trên năm 8.3 Có phải số đếm của phông luôn giống nhau trong mọi phép đo phông hay không? Nếu không thì có phải nguyên nhân là do hệ thống đo đạc hay không? Hướng dẫn:Số đếm phông của mỗi lần đo có thể giống hoặc khác nhau, nguyên nhân không phải do hệ thống đo lường... Trong ô B20 nhập công thức ‘=(SUM(C12:C14))/3’ để tính số đếm trung bình của phông Trong ô B21 nhập công thức ‘=B19-B20’ để tính số đếm của nguồn 7 Kết thúc thí nghiệm Khi xem xét bảng dữ liệu thu được, sinh viên sẽ thấy rằng số đếm của bức xạ phông là không lớn đối với số đếm của nguồn phóng xạ nhưng cũng gây ra sự sai lệch đáng kể trong số đếm của các nguồn phóng xạ hoạt độ thấp, vì thế sau bài này... Nếu như nguồn dịch chuyển ra xa ống đếm, số bức xạ vào trong ống đếm sẽ bị giảm xuống 35 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN HẠT NHÂN ĐINH VĂN THÌN Hình 1: Sự phụ thuộc của tốc độ đếm vào khoảng cách từ nguồn đến cửa sổ ống đếm GM Đối với nguồn phát beta, khi mà dịch chuyển ra xa cửa sổ ống GM thì sự giảm xuống của tốc độ đếm nhanh hơn cả quy luật suy giảm theo bình phương khoảng cách Bởi vì hạt beta ... viên xác định có nằm đường Plateau không, tìm độ dốc đường Plateau Nếu độ dốc đường plateau GM 10% 100V,thì đường Plateau tốt Hãy xác định điểm bắt đầu kết thúc đường Plateau xác nhận đường plateau. .. thành viên: BẢNG DỮ LIỆU TRONG THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG PLATEAU CỦA ỐNG ĐẾM GM Ống đếm số:………; Stt Điện S (V) 1 10 11 Số đếm Điện (V) Số đếm Điện (V) Số đếm TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BỘ MÔN ĐIỆN... lên làm cho tốc độ đếm tăng nhẹ Vùng vùng Plateau mà tìm kiếm.Với mục đích xác định vận hành tối ưu, trước tiên cần phải bắt đầu với việc xác định đường Plateau Điểm cuối đường Plateau tìm thấy