Khảo sát các đặc trưng phổ neutron tại kênh nhanh của nguồn am be

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LÊ THỊ THANH TUYỀN KHẢO SÁT CÁC ĐẶC TRƯNG PHỔ NEUTRON TẠI KÊNH NHANH NGUỒN Am – Be LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Hồ Chí Minh - 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LÊ THỊ THANH TUYỀN KHẢO SÁT CÁC ĐẶC TRƯNG PHỔ NEUTRON TẠI KÊNH NHANH NGUỒN Am – Be CHUYÊN NGÀNH: VẬT LÝ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ VÀ NĂNG LƯỢNG CAO MÃ SỐ: 60 44 05 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC T.S HUỲNH TRÚC PHƯƠNG Hồ Chí Minh - 2012 LỜI CẢM ƠN Trải qua trình học tập rèn luyện Bộ môn Vật Lý Hạt Nhân- Khoa Vật Lý – Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên Với tận tình dạy hướng dẫn quí Thầy Cô, động viên, giúp đỡ gia đình, bạn bè đồng nghiệp Bên cạnh nỗ lực cố gắng thân đến hoàn thành luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Để đạt thành hôm trước hết xin chân thành cảm ơn đến quí thầy cô trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt thầy cô tận tình dạy bảo cho suốt thời gian học tập trường Đặc biệt xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Huỳnh Trúc Phương, người dành nhiều thời gian tâm huyết tận tình hướng dẫn nghiên cứu giúp đỡ suốt tình hoàn thành luận văn tốt nghiệp Nhân đây, xin cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đặc biệt bạn học viên cao học khóa 20 ủng hộ, động viên, giúp đỡ trình học tập thực luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn tất nhiệt tình lực mình, nhiên tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp quí báu quí thầy cô bạn TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2012 Học viên Lê Thị Thanh Tuyền MỤC LỤC LIỆT KÊ CÁC KÍ HIỆU i DANH MỤC BẢNG BIỂU iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ v MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1_TỔNG QUAN VỀ PHÂN TÍCH KÍCH HOẠT NEUTRON 1.1 Giới thiệu 1.2 Nguyên lý phương pháp phân tích kích hoạt 1.2.1 Các nguồn neutron dùng phân tích kích hoạt neutron 1.2.1.1 Nguồn neutron đồng vị 1.2.1.2 Máy phát neutron 1.2.1.3 Lò phản ứng hạt nhân 1.2.2 Tốc độ phản ứng 1.2.3 Hàm tiết diện phản ứng 1.2.4 Thông lượng neutron 1.2.4.1 Đặc điểm neutron nhanh neutron phân hạch 1.2.4.2 Đặc điểm neutron trung gian hay neutron nhiệt 1.2.4.3 Đặc điểm neutron nhiệt 1.3 Phương trình kích hoạt 11 1.4 Những phương pháp chuẩn hóa 12 1.4.1 Phương pháp chuẩn hóa tuyệt đối 12 1.4.2 Phương pháp chuẩn hóa tương đối 13 1.4.3 Phương pháp chuẩn hóa đơn nguyên tố 14 1.4.4 Phương pháp chuẩn hóa k0 14 1.5 Phương trình phương pháp k0 – INAA 16 1.5.1 Phương trình k0-INAA 16 1.5.2 Các hệ số phương trình phương pháp k0 – INAA 16 1.5.2.1 Hệ số k0 16 1.5.2.2 Hệ số f 17 1.5.2.3 Hệ số Q () 18 1.5.2.4 Thông số E r 19 1.5.2.5 Hệ số  19 1.5.2.6 Hiệu suất ghi hệ phổ kế p 20 1.5.2.7 Hệ số tự che chắn neutron nhiệt Gth nhiệt Ge 20 1.5.3 Độ xác phương pháp k0 – INAA 21 1.6 Kết luận chương 22 CHƢƠNG 2_CÁC PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ PHỔ NEUTRON 2.1 Các bước phân tích mẫu phương pháp phân tích kích hoạt neutron 23 2.1.1 Thiết bị vật liệu 23 2.1.2 Chuẩn bị mẫu 23 2.1.3 Việc lựa chọn yếu tố cần thiết cho phân tích kích hoạt neutron 23 2.1.4 Chiếu mẫu 24 2.1.5 Đo phổ gamma 25 2.1.6 Xử lý phổ gamma 26 2.2 Phương pháp thực nghiệm xác định thông lượng neuton 27 2.2.1 Phương pháp thực nghiệm xác định thông lượng neutron chậm s 27 2.2.2 Phương pháp thực nghiệm xác định thông lượng neutron nhanh f 28 2.3 Phương pháp thực nghiệm xác định độ lệch phổ  28 2.3.1 Phương pháp bọc cadmi cho đa dò 29 2.3.2 Phương pháp tỉ số cadmi cho đa dò 30 2.3.3 Phương pháp đa dò chiếu trần 32 2.4 Phương pháp thực nghiệm xác định hệ số f 34 2.4.1 Phương pháp tỉ số cadmi 34 2.4.2 Phương pháp ba dò chiếu trần 34 2.5 Xác định số thay đổi phổ neutron nhiệt nhiệt độ neutron 34 2.5.1 Xác định số thay đổi phổ neutron nhiệt r() Tn / T0 34 2.5.2 Thực nghiệm xác định nhiệt độ neutron Tn 36 2.6 Kết luận chương 37 CHƢƠNG 3_KHẢO SÁT CÁC ĐẶC TRƢNG PHỔ NEUTRON TẠI KÊNH NHANH NGUỒN Am – Be 3.1 Nguồn neutron 38 3.2 Thực nghiệm xác định hệ số α tỉ số f 40 3.2.1 Phương pháp tỉ số cadmi cho đa dò 40 3.2.1.1 Thực nghiệm với cặp monitor 197 Au 98Mo 42 3.2.1.2 Thực nghiệm với cặp monitor 197Au 55Mn 44 3.2.2 Phương pháp ba dò chiếu trần 47 3.2.2.1 Thực nghiệm với monitor 197Au – 96Zr – 94Zr 48 3.2.2.2 Thực nghiệm với monitor Au – In – Mo 49 3.3 Thực nghiệm xác định thông lượng neutron kênh nhanh 51 3.3.1 Thực nghiệm xác định thông lượng neutron nhanh kênh nhanh 51 3.3.2 Thực nghiệm xác định thông lượng neutron chậm kênh nhanh 54 3.3.3 Thực nghiệm xác định thông lượng neutron nhiệt nhiệt 56 3.4 Kết luận chương 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 63 i LIỆT KÊ CÁC KÍ HIỆU Asp : Hoạt độ riêng nguyên tố phân tích, (phân rã.s–1.g–1) Asp* : Hoạt độ riêng nguyên tố chuẩn, (phân rã.s–1.g–1) b : Đơn vị tiết diện hạt nhân C : Hệ số hiệu chỉnh thời gian đo đếm [= (1-e-λtm)/λtm] D : Hệ số hiệu chỉnh thời gian phân rã [= e-λtd] E : Năng lượng neutron ECd : Năng lượng ngưỡng cadmi, (ECd = 0,55 eV) Eγ : Năng lượng tia gamma Er : Năng lượng cộng hưởng hiệu dụng trung bình f : Tỉ số thông lượng neutron nhiệt thông lượng neutron nhiệt FCd : Hệ số hiệu chỉnh cho độ truyền qua Cd neutron nhiệt Ge : Hệ số hiệu chỉnh tự che chắn neutron nhiệt Gth : Hệ số hiệu chỉnh tự che chắn neutron nhiệt HPGe : Detedtor germanium siêu tinh khuyết INAA : Phân tích kích hoạt neutron dụng cụ I0 : Tiết diện tích phân cộng hưởng phân bố thông lượng neutron nhiệt trường hợp lý tưởng 1/E I0() : Tiết diện tích phân cộng hưởng phân bố thông lượng neutron nhiệt không tuân theo quy luật 1/E, (cm2) M : Khối lượng nguyên tử nguyên tố bia, (g.mol–1) Np : Số đếm vùng đỉnh lượng toàn phần Np/tm : Tốc độ xung đo đỉnh tia  quan tâm hiệu chỉnh cho thời gian chết hiệu ứng ngẫu nhiên trùng phùng thật, (s–1) n(v) : Mật độ neutron vận tốc neutron v Q0 : Tỉ số tiết diện tích phân cộng hưởng tiết diện vận tốc neutron 2200 m.s–1 ii Q0(α) : Tỉ số tiết diện tích phân cộng hưởng tiết diện phổ neutron nhiệt ti : Thời gian chiếu tm : Thời gian đo T1/2 : Chu kì bán rã w : khối lượng mẫu W : khối lượng nguyên tố  : Hệ số độ lệch phổ neutron nhiệt  : Xác suất phát tia gamma cần đo p : Hiệu suất ghi đỉnh lượng tia gamma  : Độ phổ cập đồng vị  : Hằng số phân rã 0 : Tiết diện phản ứng (n,) vận tốc neutron 2200 m.s–1, (cm2) (v) : Tiết diện phản ứng (n,) vận tốc neutron v, (cm2) (E) : Tiết diện phản ứng (n,) lượng neutron E, (cm2) f : Thông luợng neutron nhanh, (n.cm–2.s–1) s : Thông luợng neutron chậm, (n.cm–2.s–1) e : Thông luợng neutron nhiệt, (n.cm–2.s–1) th : Thông lượng neutron nhiệt, (n.cm–2.s–1) (v) : Thông lượng neutron vận tốc v, (n.cm–2s–1); (v) = n(v).v (E) : Thông lượng neutron lượng E, (n.cm–2s–1) iii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Những nguồn neutron đồng vị Bảng 1.2 Sai số ước lượng phương pháp k0 – INAA 22 Bảng 2.1 Các monitor kích hoạt liệu hạt nhân dùng phương pháp “tỉ số Cd cho đa dò” cho việc xác định hệ số α 31 Bảng 2.2 Số liệu hạt nhân dùng để tính số thay đổi phổ r() Tn / T0 34 Bảng 2.3 Số liệu hạt nhân dùng để tính nhiệt độ neutron Tn 36 Bảng 3.1 Khối lượng mẫu Au Mo dùng cho thực nghiệm 42 Bảng 3.2 Phản ứng hạt nhân đặc trưng quan tâm mẫu Au Mo 43 Bảng 3.3 Các số liệu thực nghiệm monitor Au Mo 43 Bảng 3.4 Hoạt độ riêng tỉ số cadmi monitor Au Mo 44 Bảng 3.5 Thông số cộng hưởng monitor Au Mo 44 Bảng 3.6 Thông số phổ neutron nhiệt kênh nhanh nguồn Am-Be 44 Bảng 3.7 Khối lượng mẫu Au Mn dùng cho thực nghiệm 45 Bảng 3.8 Phản ứng hạt nhân đặc trưng quan tâm mẫu Au Mn 45 Bảng 3.9 Các số liệu thực nghiệm monitor Au Mn 46 Bảng 3.10 Hoạt độ riêng tỉ số cadmi monitor Au Mn 46 Bảng 3.11 Thông số cộng hưởng monitor Au Mn 46 Bảng 3.12 Thông số phổ neutron nhiệt kênh nhanh nguồn Am-Be 47 Bảng 3.13 Khối lượng mẫu 197Au – 96Zr – 94Zr cho việc xác định  f 48 Bảng 3.14 Các thông số hạt nhân mẫu 197Au – 96Zr – 94Zr 48 Bảng 3.15 Các số liệu thực nghiệm mẫu 197Au – 96Zr – 94Zr 49 Bảng 3.16 Hệ số α tỉ số f xác định với mẫu 197Au – 96Zr – 94Zr 49 Bảng 3.17 Khối lượng mẫu Au – In – Mo cho việc xác định  f 50 Bảng 3.18 Các thông số hạt nhân mẫu Au – In – Mo 50 Bảng 3.19 Các số liệu thực nghiệm mẫu Au – In – Mo 50 52 0,8312), đo thời gian cỡ giờ, phổ tia gamma đo từ mẫu cho thấy hình 3.4 Bảng 3.21 trình bày liệu phản ứng hạt nhân xãy với neutron nhanh diện tích đỉnh lượng tia gamma thu nhờ phần mềm GENIE 2000 Bảng 3.21: Dữ liệu phản ứng hạt nhân diện tích đỉnh lượng Phản ứng Thời gian Thời gian Năng lượng Diện tích chiếu đo E (keV) (số đếm) 834,7 3554 1014,4 1081 Al(n, )24Na 1368,6 3008 Al(n, p)27Mg 834,7 3523 1014,4 1111 1368,6 3690 Mẫu 27 Al(n, p)27Mg Al-KG 25,78 27 27 Al-KJ 41,25 27 3608 giây 3651 giây Al(n, )24Na 27 Mg 834,7 keV 24 Số đếm Na 1368,6 keV 27 Mg 1014,4 keV 27 28 Mg 170,1 keV Al 1779,9 keV Số kênh Hình 3.4 Phổ lượng tia gamma mẫu Al-KG 53 Khi đó, thông lượng neutron nhanh tính theo công thức [9]: f  đó, Asp  Np / t m W.S.D.C Asp (3.11) N A ... P / M hoạt độ riêng mẫu (phân rã/giây/gam), NA số Avogadro (= 6,02.1023 mol-1),  độ phổ cập đồng vị (đối với 27Al,  = 100%),  xác suất phát gamma lượng cho trước (đối với 27Mg,  = 0,72 (834,7 keV)  = 0,28 (1014,4 keV); 24Na,  = 1,0 (1368,6 keV)),  tiết diện trung bình phản ứng với neutron nhanh (đối với phản ứng 27Al(n, p)27Mg,  =3,5 mb; phản ứng 27 Al(n, )24Na,  =0,61 mb), p hiệu suất đỉnh lượng tia gamma đo (tại 834,7 keV, p = 0,02486; 1014,4 keV, p = 0,02113; 1368,6 keV, p = 0,01646) M khối lượng nguyên tử bia Thay số liệu từ bảng 3.21 vào công thức (3.11), thông lượng neutron nhanh kênh nhanh nguồn Am-Be tính trình bày bảng 3.22 Bảng 3.22: Thông lượng neutron nhanh nguồn Am-Be Phản ứng 27 Al(n, p)27Mg Năng lượng ngưỡng f -2 -1 f (MeV) (n.cm s ) (n.cm-2.s-1) 4,3 – 5,3 (3,03 0,03).106 (2,90  0,5).106 (2,78 0,25).106 27 Al(n, )24Na 7,3 – 8,8 (5,25 0,07).106 (5,25 0,07).106 Như phổ thông lượng neutron nhanh vùng lượng từ 4,3 MeV đến 5,3 MeV xác định vào ~ 2,9.106 n.cm-2.s-1 vùng lượng 7,3 MeV đến 8,8 MeV xác định vào ~ 5,3.106 n.cm-2.s-1 Vì thực nghiệm xác định thông lượng neutron nhanh kênh nhanh nguồn Am-Be nên việc so 54 sánh với kết khác Tuy nhiên, theo phương pháp đo liệu thực nghiệm kết đáng tin cậy 3.3.2 Thực nghiệm xác định thông lƣợng neutron chậm kênh nhanh Trong thí nghiệm này, hai mẫu gồm indium (In) tinh khiết vàng (Au) 99,99%, khối lượng 0,0311g 0,0140g chiếu kênh nhanh thời gian khoảng 24 đến 48 (tùy theo mẫu) Sau chiếu xạ neutron, mẫu đặt sát bề mặt detector HPGe biết đường cong hiệu suất [12] (Log(p) = -0,8337.Log(E) + 0,8312), đo thời gian từ 10 phút đến (tùy theo mẫu), phổ tia gamma đo từ mẫu cho thấy hình 3.5 Bảng 3.23 trình bày liệu phản ứng hạt nhân xảy với neutron nhanh diện tích đỉnh lượng tia gamma thu nhờ phần mềm GENIE 2000 Bảng 3.23: Dữ liệu phản ứng hạt nhân diện tích đỉnh lượng Phản ứng Mẫu Lá In Lá Au 115 197 In(n, )116mIn Au(n, )198Au Thời gian Thời gian Năng lượng Diện tích chiếu đo E (keV) (số đếm) 68,83 7200 giây 1097,3 5020 1293,5 8740 411,8 8700 68,83 7200 giây Khi đó, thông lượng neutron chậm tính theo công thức [9]: s  đó, Asp  Np / t m W.S.D.C Asp N A ... P / M (3.12) hoạt độ riêng mẫu (phân rã/giây/gam), NA số Avogadro (NA= 6,02.1023 mol-1),  độ phổ cập đồng vị,  xác suất phát gamma lượng cho,  tiết diện phản ứng với neutron chậm 1150 m.s-1, p 55 hiệu suất đỉnh lượng tia gamma đo M khối lượng nguyên tử bia Thay số liệu từ bảng 3.23 thông số hạt nhân từ tài liệu tham khảo [7, 16] vào công thức (3.12), thông lượng neutron chậm kênh nhanh nguồn Am-Be Số đếm tính trình bày bảng 3.24 116m In In 1293,5 keV 1097,3 keV 116m 198 Au 411,8 keV Số kênh Hình 3.5 Phổ lượng tia gamma mẫu Au-In Bảng 3.24: Thông lượng neutron chậm kênh nhanh Phản ứng 115 197 Năng lượng Eγ, Thông lượng neutron chậm s, (keV) (n.cm–2.s–1) 1097,3 (5,17 ± 0,05).103 1293,5 (5,18 ± 0,10).103 411,8 (5,71 ± 0,13).103 In(n, )116mIn Au(n, )198Au Trung bình (5,35 ± 0,03).103 56 Như phổ thông lượng neutron chậm kênh nhanh vùng lượng từ MeV đến 0,1 MeV xác định vào ~ 5,3.103 n.cm-2.s-1 Vì thực nghiệm xác định thông lượng neutron chậm kênh nhanh nguồn Am-Be nên việc so sánh với kết khác Tuy nhiên, theo phương pháp đo liệu thực nghiệm kết đáng tin cậy 3.3.3 Thực nghiệm xác định thông lƣợng neutron nhiệt nhiệt Trong thực nghiệm này, monitor dùng để đo thông lượng neutron nhiệt nguồn Am-Be bao gồm: Au (lá, bề dày 0.06mm) có khối lượng đo bảng chiếu vị trí kênh neutron nhanh Kết thúc chiếu xạ, monitor Au đặt bề mặt detector HPGe đo Diện tích đỉnh 411,8 keV 198 Au thu nhờ phần mềm GENIE 2000 Khi đó, thông lượng neutron chậm được tính theo công thức: s  (N p / t m ).M w..N A  P (E  )..0 S.D.C (3.13) Trong công thức (3.13), w khối lượng Au (g), θ độ phổ cập tự nhiên Au, NA số Avogadro, εp hiệu suất detector lượng Eγ, γ cường độ tuyệt đối tia gamma lượng Eγ, σ0 tiết diện phản ứng với neutron chậm, α độ lệch phổ neutron nhiệt, f tỉ số thông lượng neutron nhiệt/trên nhiệt; S, D, C hệ số hiệu chỉnh cho thời gian chiếu, rã đo; M khối lượng nguyên tử đồng vị bia; NP diện tích đỉnh lượng tia gamma thu suốt thời gian đo tm; Gth Ge tương ứng hệ số hiệu chỉnh che chắn neutron nhiệt nhiệt Kết tính phần trình bày bảng 3.24 Mặt khác, s  th  e (3.14) 57 Dựa vào tỉ số f  th xác định bảng 3.24 ta tính thông e lượng neutron nhiệt neutron nhiệt trình bày bảng 3.25 Trong đó, hệ số tự che chắn neutron nhiệt (Gth) nhiệt (Ge) monitor Au bỏ qua Bảng 3.25: Thông lượng neutron nhiệt neutron nhiệt nguồn Am-Be Monitor Thông lƣợng Tỉ số thông neutron chậm lƣợng neutron (n.cm-2.s-1) Thông lƣợng neutron(n.cm-2.s-1) Nhiệt, th Trên nhiệt, e s (f) Au (5,71 ± 0,13).103 3,199 ± 0,041 (4,35 ± 0,06).103 (1,36 ± 0,06).103 In (5,17 ± 0,05).103 3,109 ± 0,013 (3,91 ± 0,07).103 (1,26 ± 0,04).103 Vậy ta xác định giá trị thông lượng neutron nhiệt thông lượng neutron nhiệt nguồn Am-Be kênh nhanh môn vật lý hạt nhân là: th =(4,13±0,07).103(n.cm-2.s-1); e =(1,31±0,05).103(n.cm-2.s-1) Tuy chưa có kết để so sánh qua nhiều thực nghiệm ta thấy kết phù hợp tin cậy 3.4 Kết luận chƣơng Trong chương luận văn thực thí nghiệm nguồn Am-Be hệ phổ kế gamma kích hoạt monitor Au, Al, In, Mo, Mn,…đã xác định thông số phổ neutron nguồn Am-Be kênh neutron nhanh, thông lượng 58 neutron nhanh (bảng 3.22), thông lượng neutron chậm (bảng 3.24), thông lượng neutron nhiệt nhiệt (bảng 3.25), hệ số lệch phổ neutron nhiệt tỉ số thông lượng neutron nhiệt/trên nhiệt (bảng 3.6, 3.12, 3.16 3.20) 59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Bằng công việc nghiên cứu xác định thông số phổ neutron kênh nhanh hệ phân tích kích hoạt với nguồn đồng vị Am-Be môn Vật lý hạt nhân, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp.HCM, luận văn xác định được: - Thông lượng neutron nhanh đo thông qua kích hoạt monitor Al: phản ứng (n, p), lượng ngưỡng 4,3 MeV – 5,3 MeV, f = (2,90 ± 0,5).106 n.cm-2.s1 ; phản ứng (n, ), lượng ngưỡng 7,3 MeV – 8,8 MeV, f = (5,25 ± 0,07).106 n.cm-2.s-1 - Thông lượng neutron chậm đo thông qua monitor Au, In, Al: s = (5,32 ± 0,03).103 n.cm-2.s-1 - Thông lượng neutron nhiệt th =(4,13±0,07).103 n.cm-2.s-1, thông lượng neutron nhiệt e =(1,31±0,05).103 n.cm-2.s-1 - Các thông số phổ neutron nhiệt kênh nhanh đo thông qua hai cặp monitor Au-Mo Au-Mn (tỉ số cadmi):  = -0,283 ± 0,018 f = 3,321 ± 0,012 - Các thông số phổ neutron nhiệt kênh nhanh đo thông qua hai cặp monitor 197 Au – 96Zr – 94Zr Au – In – Mo (ba dò chiếu trần):  = -0,289 ± 0,017 f = 3,428 ± 0,012 KIẾN NGHỊ VÀ PHÁT TRIỂN Do thời gian có hạn mẫu chuẩn chưa nhiều nên khóa luận chưa khảo sát sâu, có thời gian công việc sau tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện việc: - Khảo sát thông lượng neutron nhanh nhiệt kênh nhanh nguồn Am-Be cho nhiều monitor 60 - Xác định hệ số  tỉ số f có tính đến việc hiệu chỉnh hệ số tự hấp thụ tia gamma, hệ số tự che chắn neutron nhiệt nhiệt thực nghiệm - Xác định hàm lượng nguyên tố phương pháp chuẩn hóa K0, có mẫu kiểm chứng so sánh Tôi hy vọng phương pháp phân tích kích hoạt neutron kênh neutron nhanh nguồn đồng vị Am –Be môn vật lý hạt nhân tiếp tục nghiên cứu phát triển nhiều để thuận tiện cho việc phân tích kích hoạt đồng vị Nếu kênh neutron nhanh nghiên cứu phân tích nhiều monitor tiết kiệm nhiều thời gian 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Hồ Mạnh Dũng (2003), Nghiên cứu phát triển phương pháp k – zero phân tích kích hoạt neutron lò phản ứng Hạt nhân cho xác định đa nguyên tố, Luận án Tiến sĩ, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Tp.HCM [2] Huỳnh Trúc Phương (2009), Giáo trình phân tích kích hoạt – lưu hành nội bộ, ĐH KHTN TP.HCM [3] Huỳnh Trúc Phương (2011), Phát triển phương pháp chuẩn hóa K0-INAA phân kích hoạt Neutron cho nguồn Neutron đồng vị Am-Be môn Vật Lí Hạt Nhân, Báo cáo đề tài cấp ĐHQG, ĐH KHTN TP.HCM [4] H.T.Phuong, M.V.Nhon (2007), A fast Method of Determination of and f Factors in the k0-INAA Standardization, HN KH&CN Hạt nhân toàn quốc lần VI, Đà Nẵng [5] Trương Thị Hồng Loan (2008), Giáo trình phương pháp thống kê đánh giá số liệu thực nghiệm – lưu hành nội bộ, ĐH KHTN TP.HCM TIẾNG ANH [6] C H Westcott, W H Walker and T K Alexander (1958), Effective Cross Section and Cadmium Ratios for Neutron Spectra of Thermal Reactors, 2nd Geneva Conference A/CONF 15/P1202 [7] D.Soete, R Gijbels, J Hoste (1972), Neutron Activation Analysis, John Wiley & Sons Inc, pp.97 [8] E M Gryntakis and J I Kim (1974), J Inorg Nucl Chem., Vol.36, pp.1447-1452 [9] F D Corte (1987), The k0-standardization method, PhD Thesis, GENT Univ [10] F.D Corte, A Simonits (2003), “Recommended nuclear data for use in the k0 standardization of neutron activation analysis”, Atomic Data and Nuclear Data Tables 8, pp 47-67 [11] Jae Choon Yang (1979), J Korean Nucclear Society, Vol.11, No.1, pp.21-27 62 [12] Huynh T Phuong et al, (2012), Development of k0-standardization method for neutron activation with Am-Be source, Appl Radio Isot (70), pp.234-239 [13] http://www.physics.nist.gov/PhysRefData/Xcom/Text/intro.html [14] http://www.en.wikipedia.org/wiki/Neutron_activation_analysis [15] Lloyd A Currie (1968), Analytical Chemistry Division, National Bureau of Standards, Washington, pp.586 – 593 [16] S.F Mughabghab, Thermal neutron capture cross sections resonance integrals and g-factors, Brookhaven National Laboratory Upton, NY 11973-5000 U.S.A [17] T B Ryves and E B Paul (1968), J Nucl En., Vol.22, pp.759-775 [18] T B Ryves and K J Zieba (1974), J Phys., A7, pp.2318-2332 63 PHỤ LỤC Phổ lƣợng đồng vị Hình Phổ Au-In chiếu bọc Cd Hình Phổ Au-In chiếu trần 64 Hình Phổ Mn chiếu bọc Cd Hình Phổ Mn chiếu trần 65 Hình Phổ Mo chiếu bọc Cd Hình Phổ Mo chiếu trần 66 Hình Phổ Zr chiếu bọc Cd Hình Phổ Zr chiếu trần [...]...  và tỉ số f tại kênh nhanh của nguồn Am – Be tại bộ môn vật lý hạt nhân – Trường Đại học Khoa học tự nhiên Với mục đích trên luận văn được thực hiện trong 3 chương: Chƣơng 1: Tổng quan phân tích kích hoạt neutron Chƣơng 2: Các phương pháp thực nghiệm xác định thông số phổ neutron Chƣơng 3: Khảo sát các đặc trưng phổ neutron tại kênh nhanh nguồn Am- Be KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO 3 CHƢƠNG... dụng kênh nhanh dùng cho kích hoạt neutron thì việc xác định các thông số phổ neutron là hết sức cần thiết Dù neutron được chiếu kênh neutron nhanh nhưng vì xung quanh nguồn Am- Be là chất làm chậm 2 paraffin nên dòng neutron nhanh đã bị làm chậm bởi paraffin và trở thành neutron nhiệt tán xạ vào kênh nhanh Do đó ta chỉ có thể nghiên cứu các thông số phổ của neutron nhiệt nhưng được chiếu tại kênh nhanh. .. xác định với các mẫu Au-In-Mo 51 Bảng 3.21 Dữ liệu phản ứng hạt nhân và diện tích đỉnh năng lượng 52 Bảng 3.22 Thông lượng neutron nhanh của nguồn Am- Be 53 Bảng 3.23 Dữ liệu phản ứng hạt nhân và diện tích đỉnh năng lượng 54 Bảng 3.24 Thông lượng neutron chậm tại kênh nhanh 55 Bảng 3.25 Thông lượng neutron nhiệt và neutron trên nhiệt của nguồn Am- Be 57 v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình... với neutron 4 Hình 1.2 Thông lượng neutron biểu biễn theo năng lượng neutron 10 Hình 2.1 Phổ neutron trên nhiệt ~ 28 Hình 3.1 Cấu hình nguồn neutron Am- Be tại bộ môn Vật lý hạt nhân 39 Hình 3.2 Hệ phân tích kích hoạt MTA-1527 39 Hình 3.3 Hệ phổ kế gamma với detector HPGe 40 Hình 3.4 Phổ năng lượng tia gamma của mẫu Al-KG 52 Hình 3.5 Phổ năng lượng tia gamma... 1.2.4 Thông lƣợng neutron Tiết diện bắt và thông lượng neutron phụ thuộc vào năng lượng neutron Trong nghiên cứu hạt nhân thì những phản ứng có thông lượng nguồn neutron lớn bao gồm ba loại neutron có thể phân loại như sau: 1.2.4.1 Đặc điểm của neutron nhanh hay là neutron phân hạch Các neutron nhanh được phát ra trong phản ứng phân hạch của 235 U Chúng có năng lượng cỡ 20 MeV Phân bố neutron có cực đại... thông lượng neutron nhanh ở năng lượng E 9 1.2.4.2 Đặc điểm của neutron trung gian hay neutron trên nhiệt Tiết diện tương tác của neutron trung gian với vật chất có dạng cộng hưởng Do đó, các neutron trung gian còn được gọi là các neutron cộng hưởng Một cách lý tưởng, phân bố thông lượng neutron trên nhiệt tỉ lệ nghịch với năng lượng neutron : e E e (E)  (1.4) Trong đó: e (E) là thông lượng neutron. .. tử của hạt nhân bia Hình 1.1 Sơ đồ phản ứng hạt nhân với neutron Ký hiệu () trong quá trình biểu diễn cho hạt nhân hợp phần ở giai đoạn trung gian 1.2.1 Các nguồn neutron dùng trong phân tích kích hoạt neutron Nguồn neutron đóng vai trò rất quan trọng trong phân tích kích hoạt neutron Tùy theo yêu cầu và phương pháp phân tích, người ta dùng các nguồn khác nhau Đặc 5 trưng quan trọng nhất cho nguồn neutron. .. là các neutron nhanh hay còn gọi là neutron phân hạch, sau đó chúng mất dần năng lượng do va chạm với các vật liệu xung quanh và cuối cùng bị nhiệt hóa Nói chung, năng lượng của neutron từ 0 đến 20 MeV Trong khoảng năng lượng này tính chất tương tác của neutron với vật chất khác nhau trong các miền năng lượng khác nhau Vì vậy, người ta chia phổ neutron lò phản ứng làm ba vùng năng lượng sau : Các neutron. .. hoạt độ phóng xạ của mẫu bằng detector Germanium siêu tinh khiết (HPGe) từ năm 2004 Hệ thống phân tích kích hoạt neutron của bộ môn Vật lí hạt nhân có hai kênh là: kênh neutron nhiệt và kênh neutron nhanh Trong đó, kênh neutron nhiệt đã được khai thác nhiều năm nay và đã đạt được những kết quả nhất định, chẳng hạn như phân tích hàm lượng Al, Na và Mn trong xi măng [3] còn kênh neutron nhanh vẫn chưa... Watt Các neutron nhanh trong lò phản ứng sau quá trình làm chậm trở thành neutron trên nhiệt và neutron nhiệt Tuy nhiên, vì quá trình phân hạch vẫn tiếp diễn nên tồn tại một số neutron nhanh đồng thời với hai loại kia Biểu thức bán thực nghiệm mô tả phổ neutron nhanh thường có dạng [3] f (E)  0,484f e E sinh 2E (1.3) Trong đó: E là năng lượng neutron,  f và f (E) là thông lượng neutron nhanh ... thông số phổ neutron nguồn Am-Be luận văn 38 CHƢƠNG KHẢO SÁT CÁC ĐẶC TRƢNG PHỔ NEUTRON TẠI KÊNH NHANH NGUỒN Am – Be Để phát triển phương pháp chuẩn hóa k0 cần phải xác định thông số đặc trưng sau... kích hoạt neutron Chƣơng 2: Các phương pháp thực nghiệm xác định thông số phổ neutron Chƣơng 3: Khảo sát đặc trưng phổ neutron kênh nhanh nguồn Am-Be KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO 3... lượng > MeV (neutron nhanh) ; nhiên có tán xạ neutron làm chậm paraffin vào vị trí nên neutron nhanh có neutron nhiệt Kênh nhiệt cách xa nguồn neutron, neutron từ nguồn đến kênh nhiệt ta neutron nhiệt