Khảo sát detector nhấp nháy nai

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ CHUN NGÀNH VẬT LÝ HẠT NHÂN  oOo  KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT DETECTOR NHẤP NHÁY NaI(Tl) SVTH: Dương Minh Hồn Vũ GVHD: CN Lê Cơng Hảo GVPB: ThS Huỳnh Thanh Nhẫn TP HỒ CHÍ MINH – THÁNG NĂM 2008 LỜI CẢM ƠN Trong suốt q trình học tập, kiến thức, kinh nghiệm, kỹ năng… mà học tập, trao dồi, tích góp có khơng giúp đỡ, dạy dỗ bảo người thân xung quanh Đó ln cơng lao to lớn mà suốt đời khơng thể qn Con sâu sắc biết ơn ba mẹ sinh con, ni dạy ln hỗ trợ bên giúp vững bước đường đời Em xin cảm ơn thầy truyền đạt cho em kiến thức sống Em xin sâu sắc cảm ơn thầy Lê Cơng Hảo tận tình hướng dẫn em làm luận văn tốt nghiệp Em chân thành cảm ơn thầy Huỳnh Thanh Nhẫn thầy hội đồng dành thời gian để đọc góp ý giúp khóa luận hồn thiện Và đặc biệt cảm ơn người bạn ln bên cạnh sống Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2008 Dương Minh Hồn Vũ MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH, BẢNG BIỂU LỜI MỞ ĐẦU Chương TƯƠNG TÁC CỦA BỨC XẠ GAMMA VỚI VẬT CHẤT 1.1 Giới thiệu 1.2 Hiệu ứng quang điện 1.3 Tán xạ Compton 10 1.4 Hiệu ứng tạo cặp 15 1.5 Hệ số suy giảm 16 1.5.1 Hệ số suy giảm toàn phần 16 1.5.2 Hệ số suy giảm khối 17 Chương DETECTOR NHẤP NHÁY 19 2.1 Nguyên tắc hoạt động 19 2.2 Chất nhấp nháy 19 2.2.1 Chất nhấp nháy hữu 22 2.2.1.1 Cơ chế phát sáng chất nhấp nháy hữu 22 2.2.1.2 Các loại chất nhấp nháy hữu 22 2.2.2 Chất nhấp nháy vô 24 2.2.2.1 Cơ chế phát sáng chất nhấp nháy vô 24 2.2.2.2 Các loại chất nhấp nháy vô 26 2.3 Ống nhân quang điện 28 2.3.1 Cấu tạo nguyên tắc hoạt động 28 2.3.2 Hệ thống dynode hệ số khuếch đại 28 2.4 Khả phân giải detector nhấp nháy 30 2.4.1 Thời gian phân giải 30 2.4.2 Phân giải lượng 30 Chương THỰC NGHIỆM 32 3.1 Cơ sở lý luận 32 3.1.1 Thông lượng 32 3.1.2 Phông 34 3.1.3 Thử nghiệm thống kê 34 3.1.4 Giới hạn detector 34 3.1.5 Mở rộng 35 3.1.6 Thời gian đo tốc độ đo 36 3.1.7 Phông độ cao nhỏ nhất, 36 3.1.8 Sai số 37 3.1.8.1 Khái niệm 37 3.1.8.2 Phân loại sai số 37 3.2 Khảo sát đặc trưng đếm detector NaI(Tl) 38 3.2.1 Dụng cụ 38 3.2.2 Các bước tiến hành thí nghiệm 38 3.3 Khảo sát hiệu ứng trung tâm 48 3.3.1 Quy trình 48 3.3.2 Kết số liệu 50 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC 63 DANH MỤC HÌNH ẢNH, BẢNG BIỂU Hình ảnh Trang Hình 1.1: Hiệu ứng quang điện Hình 1.2: Sơ đồ vector xung lượng 11 Hình 1.3: Tán xạ Compton 13 Hình 1.4: Hiệu ứng tạo cặp 16 Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ ghi dùng detector nhấp nháy 19 Hình 2.2: Sơ đồ trình dòch chuyển electron tinh thể vô 25 Hình 2.3: Sơ đồ cấu tạo ống Nhân Quang Điện 29 Hình 3.1: Vò trí đặt nguồn - detector 32 Hình 3.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm với nguồn Cs137 11μCi 39 Hình 3.3: Hình bố trí thí nghiệm với nguồn Cs137 39 Hình 3.4: Hình phổ Cs137 vò trí đo x05y60 40 Hình 3.5: Sự suy giảm khả ghi nhận detector NaI(Tl) nguồn Cs137 42 Hình 3.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm với nguồn Co60 87μCi 43 Hình 3.7: Hình bố trí thí nghiệm với nguồn Co60 43 Hình 3.8: Hình phổ Co60 vò trí đo x30y60 44 Hình 3.9: Sự suy giảm khả ghi nhận xạ detector NaI(Tl) đỉnh 1173KeV nguồn Co60 87μCi 47 Hình 3.10: Sự suy giảm khả ghi nhận xạ detector NaI(Tl) đỉnh 1332KeV nguồn Co60 87μCi 47 Hình 3.11: Hiệu ứng trung tâm 49 Hình 3.12: Khoảng cách tối ưu sau có hiệu ứng trung tâm 49 Hình 3.13: Hình phổ Co60 đo khoảng cách d=150mm ống chuẩn trực 52 Hình 3.14: Hình phổ Cs137 đo khoảng cách d=170mm ống chuẩn trực 52 Hình 3.15: Mối liên hệ khoảng cách tốc độ đếm Cs137 có tính hiệu ứng trung tâm (không có ống chuẩn trực) 54 Hình 3.16: Mối liên hệ khoảng cách tốc độ đếm Cs137 có tính hiệu ứng trung tâm (bỏ qua thời gian chết) 55 Hình 3.17: Hình phổ Co60 đo khoảng cách d=150mm có ống chuẩn trực 58 Hình 3.18: Hình phổ Cs137 đo khoảng cách d=170mm có ống chuẩn trực 58 Hình 3.19: Mối liên hệ khoảng cách tốc độ đếm Cs137 có tính hiệu ứng trung tâm (có ống chuẩn trực) 59 Hình 3.20: Mối liên hệ khoảng cách tốc độ đếm Cs137 có tính hiệu ứng trung tâm (có ống chuẩn trực) 60 Bảng số liệu Trang Bảng 2.1: Các đặc trưng số chất nhấp nháy hữu 24 Bảng 2.2: Các đặc trưng số chất nhấp nháy vô 28 Bảng 3.1: Bảng số đếm Cs137 40 Bảng 3.2: Bảng số đếm Co60 kênh lượng 1173 KeV 44 Bảng 3.3: Bảng số đếm Co60 kênh lượng 1332KeV 46 Bảng 3.4: Co60 ống chuẩn trực 50 Bảng 3.5: Co60 ống chuẩn trực với kênh lượng 1332KeV 51 Bảng 3.6: Cs137 ống chuẩn trực 53 Bảng 3.7: Co60 có ống chuẩn trực với kênh lượng 1173 KeV 54 Bảng 3.8: Co60 có ống chuẩn trực với kênh lượng 1332 KeV 57 Bảng 3.9: Cs173 có ống chuẩn trực 58 LỜI MỞ ĐẦU Cuộc sống ngày phát triển đại, với phát triển xã hội, thiết bị ứng dụng cho nghiêm cứu khoa học ngày tiến bộ, kéo theo chất lượng khả tăng theo khơng ngừng Nhưng khơng mà thiết bị có trước lại khơng sử dụng đến Ngày đa số phòng thí nghiệm sử dụng detector HPGe để đo nhận biết gamma, detector nhấp nháy NaI(Tl) có khả nhận biết hạt mang điện cao, đặc biệt xạ gamma Khóa luận thực nhằm nghiêm cứu khảo sát detector nhấp nháy NaI(Tl) phòng thí nghiệm chun đề mơn Vật Lý Hạt Nhân–trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Từ đánh giá mở hướng ứng dụng thiết thực cho mơn việc sử dụng detector nhấp nháy NaI(Tl) Hướng theo tiêu chí đó, khóa luận thực gồm chương:  Chương 1: Tương tác xạ gamma với vật chất  Chương 2: Detector nhấp nháy  Chương 3: Thực nghiệm Do thời gian có hạn khả ứng dụng detector nhấp nháy NaI(Tl) lớn, nên luận khảo sát đến khả ghi nhận xạ gamma detector nhấp nháy NaI(Tl), khảo sát hiệu ứng trung tâm detector Hy vọng tiền đề để bạn sinh viên có thêm kiến thức thực tiễn phục vụ nghiên cứu khoa học Chƣơng TƢƠNG TÁC CỦA BỨC XẠ GAMMA VỚI VẬT CHẤT 1.1 Giới thiệu Bản chất xạ gamma sóng điện từ có bước sóng nhỏ 10-8 cm, tạo hạt nhân ngun tử trạng thái kích thích có mức lượng cao chuyển trạng thái có mức lượng thấp dần chuyển trạng thái phát lượng tử có mức lượng hiệu hai mức lượng mà chuyển đổi có dạng phổ vạch gọi xạ gamma hu = Ei -Ek (1.1) Trong đó: h số Planck (h=6,625.10-34 J.s), u tần số sóng điện từ, Ei Ek lượng liên kết electron lớp điện tử thứ i, k ngun tử Bức xạ gamma tương tác với vật chất có tính chất tương tác với mơi trường vật chất theo q trình hấp thụ hay tán xạ dần lượng theo quy luật suy giảm hàm mũ, mơ tả theo cơng thức: I = I0exp(-mrx) (1.2) Trong đó: I0 cường độ chùm tia gamma ban đầu; I cường độ chùm tia gamma qua lớp vật chất có bề dày x; m hệ số suy giảm khối r mật độ khối vật chất suy giảm Trong q trình hấp thụ: Tia gamma truyền tồn lượng cho vật chất Năng lượng làm cho hạt thứ cấp chuyển động mơi trường đồng thời tia gamma biến Trong q trình tán xạ: Tia gamma truyền phần lượng cho hạt vật chất thay đổi phương chuyển động đồng thời giảm lượng Lượng tử gamma khơng tích điện q trình làm chậm lượng tử gamma mơi trường vật chất khơng thực liên tục hạt tích điện tương tác với electron ngun tử mơi trường, lượng tử gamma tương tác theo chế hấp thụ (mất tồn lượng) tán xạ (mất phần lượng) Trong thực tế, để ghi nhận xạ gamma tương tác với vật chất, ba hiệu ứng sau thực quan trọng có ý nghĩa mà cần quan tâm:  Hiệu ứng quang điện  Tán xạ Compton  Hiệu ứng tạo cặp trường hạt nhân sinh electron positron Ngồi hiệu ứng trên, hạt nhân đóng góp phần vào q trình tương tác xạ gamma với vật chất như:  Hiệu ứng quang điện hạt nhân  Sự tạo thành Mezon  Tán xạ Compton Thomson hạt nhân 1.2 Hiệu ứng quang điện Hiệu ứng quang điện xảy chùm xạ gamma tới có lượng thấp (< 0,511 MeV) tương tác với mơi trường vật chất Khi đó, lượng tử gamma biến truyền tồn lượng cho electron ngun tử ngun tố vật chất cấu thành mơi trường mà truyền qua Hay nói cách khác bứt electron khỏi ngun tử Năng lượng electron xác định từ hệ thức: Te = E g - I i (1.3) Trong đó: Eg lượng lượng tử gamma tới; Ii lượng ion hóa lớp điện tử thứ i (K, L, M, ) Từ hệ thức này, ta thấy hiệu ứng quang điện xảy Eg > Ii Vì vậy, tiết diện hiệu ứng quang điện có giá trị tăng vọt lượng lượng tử gamma với lượng ion hóa lớp điện tử K, L, M… Tuy nhiên, hiệu ứng quang điện xảy chủ yếu lớp điện tử K Tia gamma tới e- Tia X đặc trưng e- quang điện Hạt nhân 51 Bảng 3.5: Co60 khơng có ống chuẩn trực với kênh lượng 1332KeV Vị trí đo d_130 d_150 d_170 d_200 d_230 d_260 d_300 d_340 d_390 d_440 Area Time count rate 464690 467001 390518 383328 356465 355843 265589 266540 227686 240397 177272 169791 148287 140050 128936 131234 89360 86416 73022 84253 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 3574.538 3592.315 3003.985 2948.677 2742.038 2737.254 2042.992 2050.308 1751.431 1849.208 1363.631 1306.085 1140.669 1077.308 991.8154 1009.492 687.3846 664.7385 561.7077 648.1 Trbinh 3583.427 2976.331 2739.646 2046.65 1800.319 1334.858 1108.988 1000.654 676.0615 604.9038 Sử dụng chương trình phân tích phổ gamma Genie-2K, ta có hình ảnh Co60 khoảng cách 150 mm Cs137 khoảng cách 170 mm khơng có ống chuẩn trực hình 3.13 hình 3.14 52 Hình 3.13: Hình phổ Co60 đo khoảng cách d=150mm khơng có ống chuẩn trực Hình 3.14: Hình phổ Cs137 đo khoảng cách d=170mm khơng có ống chuẩn trực 53 Sau có số đếm vị trí đo, ta dùng cơng thức (3.22) cơng thức (3.23) để tính hiệu ứng trung tâm (ceff) Sau đó, ta tính deff Bảng 3.6 cho ta thấy số liệu kết tính thí nghiệm với nguồn Cs137 khơng có ống chuẩn trực Bảng 3.6 : Cs137 khơng có ống chuẩn trực với kênh lượng 662 KeV Vị trí đo d_130 d_150 d_170 d_200 d_230 d_260 d_300 d_340 d_390 d_440 Count rate 1418.462 1418.146 1167.769 1164.562 975.2077 980.4923 758.7385 755.3154 605.7308 599.4769 540.2077 568.7154 482.7615 455.6462 381.7385 357.1462 313.8923 278.3615 226.4692 239.7462 trbinh d_eff d_eff(trb) 1418.304 194.515 160.5887 1166.165 214.515 180.5887 977.85 219.7338 200.5887 757.0269 249.7338 230.5887 602.6038 250.2227 260.5887 554.4615 280.2227 290.5887 469.2038 315.0665 330.5887 369.4423 355.0665 370.5887 296.1269 393.4055 420.5887 233.1077 443.4055 470.5887 Từ bảng 3.6 ta vẽ biểu đồ biểu diễn mối quan hệ khoảng cách tốc độ đếm khơng có ống chuẩn trực nguồn Cs137 54 1600 1400 count rate (cps) 1200 1000 800 d + c_eff 600 d + c_eff (trb) 400 200 x (mm) 100 200 300 d + c_eff 400 500 Hình 3.15: Mối liên hệ khoảng cách tốc độ đếm Cs137 có tính hiệu ứng trung tâm (khơng có ống chuẩn trực) Từ hình 3.15, ta thấy ảnh hưởng thời gian chết nên khoảng gần detector đường biểu diễn (d+ceff) (d+ceff(trb)) có độ dốc lớn khoảng xa detector Do đó, với nguồn Cs137 khơng có ống chuẩn trực khoảng đo tối ưu lớn 25cm Khi bỏ qua giá trị gần detector (thời gian chết lớn), ta thấy rõ ảnh hưởng hiệu ứng trung tâm Từ số liệu bảng 3.6, ta vẽ biểu đồ biểu diễn tác dụng hiệu ứng trung tâm tiến hành thí nghiệm 55 1000 900 800 count rate (cps) 700 600 y = -2.0786x + 1173.8 500 d + c_eff 400 300 d + c_eff (trb) y = -2.3752x + 1244.9 200 100 L (mm) 100 200 300 d + c_eff 400 500 Hình 3.16: Mối liên hệ khoảng cách tốc độ đếm Cs137 có tính hiệu ứng trung tâm (bỏ qua thời gian chết) Từ hình 3.16, ta thấy đường thẳng sau fit phương pháp bình phương tối thiểu, có độ dốc -2.078 -2.375, kết phù hợp với lý thuyết nêu mục 3.3.1 Thay nguồn Cs137 thành nguồn Co60, ta có sử dụng ống chuẩn trực, đo điểm đo có khoảng cách 130, 150, 170, 200, 230, 260, 300, 340, 390, 440 mm Sau đo ta dùng chương trình Genie-2K để phân tích tính tốc độ đo detector điểm đo Ta có bảng 3.7 bảng 3.8 sau tính tốn với chương trình Genie-2K Bảng 3.7: Co60 có ống chuẩn trực với kênh lượng 1173 KeV Vị trí đo L130 L150 L170 area time Count rate 174889 175099 137360 166801 118840 130 130 130 130 130 1345.3 1346.915 1056.615 1283.085 914.1538 Trbinh 1346.108 1169.85 912.8769 56 L200 L230 L260 L300 L340 L390 L440 118508 101147 115166 77619 79619 75076 57450 52521 52611 48132 46298 40036 40711 29631 29230 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 911.6 778.0538 885.8923 597.0692 612.4538 577.5077 441.9231 404.0077 404.7 370.2462 356.1385 307.9692 313.1615 227.9308 224.8462 831.9731 604.7615 509.7154 404.3538 363.1923 310.5654 226.3885 57 Bảng 3.8: Co60 có ống chuẩn trực với kênh lượng 1332 KeV Vị trí đo L130 L150 L170 L200 L230 L260 L300 L340 L390 L440 area time Count rate 198904 199846 111013 138474 120002 120955 99183 104278 65815 82179 70922 65523 51366 52471 44729 43953 46424 44049 34484 28848 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 1530.031 1537.277 853.9462 1065.185 923.0923 930.4231 762.9462 802.1385 506.2692 632.1462 545.5538 504.0231 395.1231 403.6231 344.0692 338.1 357.1077 338.8385 265.2615 221.9077 Trbinh 1533.654 959.5654 926.7577 782.5423 569.2077 524.7885 399.3731 341.0846 347.9731 243.5846 58 Hình 3.17: Hình phổ Co60 đo khoảng cách d=150mm có ống chuẩn trực Ta tiếp tục sử dụng nguồn Cs137 có kèm thêm ống chuẩn trực Đo vị trí đo Tiếp tục sử dụng chương trình Genie-2K để phân tích phổ Cs137 Hình 3.17 cho thấy phổ Cs137 vị trí đo L=170 mm Ta lập bảng 3.9 kết sau tính chương trình Genie-2K, cho thấy khoảng đo tối ưu sau tính hiệu ứng trung tâm Hình 3.18: Hình phổ Cs137 đo khoảng cách d=170mm có ống chuẩn trực Bảng 3.9: Cs173 có ống chuẩn trực với kênh lượng 662 KeV vị trí đo L_130 L_150 L_170 Count rate 157.023 176.623 167.715 143.331 150.238 trbinh d_eff d_eff(trb) 166.823 560.3488 234.6309 155.523 580.3488 254.6309 141.208 200.6907 274.6309 59 132.177 105.508 304.6309 L_200 106.869 230.6907 108.231 90.6538 334.6309 L_230 92.0077 327.7358 93.3615 83.7308 364.6309 L_260 77.2231 357.7358 70.7154 70.0769 404.6309 L_300 71.2077 345.4715 72.3385 60.0923 444.6309 L_340 57.1962 385.4715 54.3 46.0692 308.9074 494.6309 L_390 45.7 45.3308 34.9462 544.6309 L_440 33.8538 358.9074 32.7615 Từ bảng 3.9 ta vẽ biểu đồ biểu diễn khoảng đo tối ưu sau tính hiệu ứng trung tâm count rate (cps) d + c_eff(trb) 180 160 140 120 100 d + c_eff(trb) 80 60 40 20 L (mm) 0 100 200 300 400 500 600 Hình 3.19: Mối liên hệ khoảng cách tốc độ đếm Cs137 có tính hiệu ứng trung tâm (có ống chuẩn trực) 60 Nhận xét: Theo hình 3.18 3.19, ta thấy có tính hiệu ứng trung tâm đường thẳng biểu diễn mối liên hệ khoảng cách số đếm gần tuyến tính Tại khoảng đo nằm gần detector ảnh hưởng thời gian chết nên đoạn thẳng biểu diễn biểu đồ có độ dốc lớn Khi đo khoảng xa detector, ảnh hưởng thời gian chết nên đoạn thẳng biểu đồ có độ dốc nhỏ Nếu ta tính trung bình hiệu ứng trung tâm ta có hiệu ứng trung tâm trung bình, sử dụng hiệu ứng trung tâm trung bình ta có khoảng đo tối ưu hợp lý (deff = d + cefftrb) Khi ta bỏ qua giá trị gần detector (thời gian chết lớn), ta thấy đường thẳng sau fit phương pháp bình phương tối thiểu có độ dốc -0.292 count rate (cps) d + c_eff(trb) 140 120 100 80 d + c_eff(trb) 60 40 y = -0.292x + 189.82 20 L (mm) 0 100 200 300 400 500 600 Hình 3.20: Mối liên hệ khoảng cách tốc độ đếm Cs137 có tính hiệu ứng trung tâm (có ống chuẩn trực) 61 KẾT LUẬN Các thí nghiệm khóa luận chủ yếu thực phòng thí nghiệm thực tập chun đề phòng thí nghiệm mơn Vật lý Hạt nhân - trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Với thiết bị, nguồn phóng xạ mơn cung cấp mơ hình bố trí thí nghiệm em thiết kế, khóa luận hồn thành tốt u cầu đặt Qua đó:  Ta thấy có tính thêm hiệu ứng trung tâm thi khoảng đo tối ưu detector tn theo quy luật định, giúp ta có kết thí nghiệm xác  Kết tính tốn thực nghiệm phù hợp với lý thuyết Khóa luận thực thí nghiệm chủ yếu gợi mở cho ta thấy khả ghi nhận xạ detector nhấp nháy NaI(Tl) mơn hạt nhân tốt, ứng dụng hiệu ứng trung tâm việc đo bố trí thí nghiệm liên quan đến detector nhấy nháy NaI(Tl) giúp thí nghiệm tốt Em hy vọng khóa luận thiết kế thành thực hành chun đề hạt nhân cho khóa học sau mơn Do yếu tố khách quan thiết bị q trình thực nghiệm nên sai số q trình thực nghiệm khơng tránh khỏi Đặc biệt, detector nhấp nháy NaI(Tl) mơn thích hợp việc thí nghiệm mặt định tính 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Châu Văn Tạo (2004), An tồn xạ ion hố, Nxb Đại học Quốc gia, Tp Hồ Chí Minh [2] Vũ Anh Duy (2004), Khảo sát đặc trưng Detector nhấp nháy NaI(Tl), luận văn tốt nghiệp, trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên [3] Trần Phong Dũng - Châu Văn Tạo - Nguyễn Hải Dương (2005), Phương pháp ghi xạ Ion hóa, NXB Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh Tiếng Anh [4] Masayasu.Noguchi (2002), Experiments on -Ray Spectrometry with Ge-semiconductor detector and NaI(Tl) scintillation detector 63 PHỤ LỤC Bài thí nghiệm KHẢO SÁT HIỆU ỨNG TRUNG TÂM Mục đích Khảo sát hiệu ứng trung tâm Quy trình Chuẩn bị hệ thống quang phổ kế nhấp nháy NaI(Tl) (detector , cung cấp cao thế, khuyếch đại, MCA, oscilloscope…) Điều chỉnh âm ly tăng để nhận biết giá trị kênh tỷ lệ đầy đủ MCA đạt đến 1024 Đặt nguồn phát Cs137 với hoạt độ 11ìCi khoảng cách d = 13cm từ phần cuối bề mặt detector NaI(Tl) Xác định cao cho điện hoạt động, xác định kết trước Bắt đầu đếm với MCA, sau đặt ROI (vùng quan tâm) đầy đủ đỉnh vùng có Gom phổ lại cho thời gian t = 130s đến số đếm ROI vượt q 3000 Sau đếm xong, xác định kênh đỉnh trung tâm P(ch), đếm tốc độ n(cps) sai số  (cps) Thay đổi khoảng cách nguồn (d) lập lại q trình d = 15, 17, 20, 23, 26, 30, 34, 39, 44 (cm) Amp NaI cEFF ｄ „  source 64 Hình: Hiệu ứng trung tâm Tính hiệu ứng trung tâm (cEFF) detector từ phương trình sau: √ Trong đó: n1 n2 tốc độ đếm d1 d2, theo thứ tự, d1= cm d2= 10 cm Trên giấy log-log (hay chương trình máy tính fit bình phương tối thiểu), vẽ đồ thị kết thí nghiệm tốc độ đếm (n) khoảng cách hiệu (dEFF = d + cEFF) 65 Bảng báo cáo kết thí nghiệm Họ tên: _ Khuyếch đại : Thời gian đo: MCA: Ngày: / _/ _ Gain (s) Full channel: _ (kênh) ROI: _ ~ _ kênh 137Cs; ROI: ~ kênh 60Co Cao : (volt) 137 Cs: Bq d (cm) dEFF (cm) 60 Co: Bq Counting rate n (cps) d (cm) dEFF (cm) Counting rate n (cps) d (cm): khoảng cách từ nguồn đến detector cEFF = cm (662KeV) cEFF = cm (1332KeV) Ghi chú: _ _ [...]... sáng của bản nhấp nháy Độ kéo dài xung điện của NQĐ quyết định bởi tín hiệu sáng của bản nhấp nháy vì vậy để khả năng phân giải thời gian cao thì thời gian phát sáng của bản nhấp nháy phải nhỏ  Chất nhấp nháy cần phải có chất lượng quang học tốt Và chất nhấp nháy phải sản xuất ra được với số lượng lớn  Chỉ số khúc xạ cần phải gần với sự ghép nối sao cho hiệu quả nhất của ánh sáng nhấp nháy với bộ... đoạn này phân tử trở về trạng thái cơ bản và nháy sáng 2.2.1.2 Các loại chất nhấp nháy hữu cơ Tinh thể thuần khiết 23 Hiện nay chỉ có hai chất nhấp nháy hữu cơ thuần khiết phổ biến:  An-tra-xen (C14H10): là một chất nhấp nháy hữu cơ được sử dụng rộng rãi nhất so với bất kỳ một chất nhấp nháy hữu cơ nào vì ánh sáng phát ra là đơn năng  Stin-ben: là chất nhấp nháy có hiệu quả thấp hơn nhưng được ưu tiên... là quá trình lân quang 2.2.2.2 Các loại chất nhấp nháy vô cơ NaI( Tl) Chất nhấp nháy NaI( Tl) hơn hẳn các chất nhấp nháy vô cơ khác là đầu ra của ánh sáng gần như là tuyến tính với hầu hết các năng lượng quan trọng của các bức xạ đi vào bản nhấp nháy Với nguyên tử số Z lớn, làm tăng hẹ số khuyếch tán ngược các electron khoảng 80 – 90 % nên ít đươc làm dùng detector ghi electron Nhưng do hệ số hấp thụ... cần một chất nhấp nháy hữu cơ được hòa tan trong một dung môi là polyme thì ta đã được một chất dẻo nhấp nháy hữu cơ Ở đây, chất dẻo nhấp nháy có lợi hơn chất nhấp nháy lỏng là dễ dàng tạo hình như các dạng hình thanh, trụ, tấm phẳng… tùy theo yêu cầu sử dụng Phim nhấp nháy Tiện lợi nhất của phim nhấp nháy là có thể đặt trực tiếp lên bề mặt của ống nhân quang điện Thời gian trở về trạng thái cơ bản... tương đối lớn) Chất nhấp nháy hữu cơ thì có thời gian phát sáng nhanh hơn nhưng năng suất thấp Nhưng ứng dụng khác nhau cũng ảnh hưởng lớn trong sự lựa chọn chất nhấp nháy, như chất nhấp nháy vô cơ có nguyên tử số Z khá lớn và mật độ cao thích hợp ghi phổ gamma, trong khi chất nhấp nháy hữu cơ thường dùng để ghi phổ beta và neutron nhanh Quá trình phát sáng trong chất nhấp nháy có thể xảy ra theo hai... quang điện, phổ bức xạ và quan trọng là xem xét những hiệu quả của ánh sáng nhấp nháy trong việc ứng dụng detector nhấp nháy để ghi phổ 2.1 Nguyên tắc hoạt động Khi một hạt mang điện đi vào bản nhấp nháy sẽ kích thích các nguyên tử hay phân tử Sau đó với sự dịch chuyển về trạng thái cơ bản chúng sẽ phát ra một ánh sáng nhấp nháy, đó là các photon Qua một lớp dẫn sáng các photon đập vào bộ phận nhân... tiền khuếch đại để hòa hợp tổng trở giữa lối ra của detector và lối vào của bộ khuếch đại Xung điện tạo thành sau khi qua bộ khuếch đại sẽ được tăng biên độ lên mấy bậc trước khi đưa vào phân tích Detector C và ghi nhận Hình 2.1: Sơ đồ khối của một hệ ghi dùng detector nhấp nháy 2.2 Chất nhấp nháy Theo quan điểm ghi nhân bức xạ hạt nhân, một chất nhấp nháy lý tưởng cần phải có những thuộc tính sau: 20... lượng của các chất trong hỗn hợp 19 Chƣơng 2 DETECTOR NHẤP NHÁY [2], [3] Sự tìm ra các bức xạ ion thông qua các ánh sáng nhấp nháy ra từ một số vật chất nào đó là một kỹ thuật đã được biết đến Quá trình nhấp nháy còn là một trong những phương pháp hữu ích nhất trong việc dò tìm và phân loại quang phổ của các bức xạ Chúng ta sẽ bàn về các kiểu chất nhấp nháy, ống nhân quang điện, phổ bức xạ và quan... hóa, của sự phát xạ electron… 31 Khả năng phân giải năng lượng của detector nhấp nháy được đánh giá qua độ rộng, các đỉnh phổ trong phổ năng lượng ứng với sự hấp thụ toàn phấn năng lượng Độ rộng tương đối của các đỉnh này nằm trong khoảng 7-12%, phụ thuộc vào năng lượng của bức xạ 32 Chƣơng 3 THỰC NGHIỆM [4] Khảo sát detector nhấp nháy NaI( Tl) tại phòng thí nghiệm chuyên đề 2 của bộ mơn Vật lý Hạt nhn,... trong các trường hợp cần phân biệt rõ các xung ra Cả hai chất nhấp nháy này tương đối dễ vỡ và khó thu được với số lượng lớn, đồng thời lại gia công khó và trong không khí hay khi chiếu sáng dễ bị hư hỏng dần Chất nhấp nháy lỏng Khi hòa tan một chất hữu cơ vào một dung môi thích hợp sẽ tạo ra một chất nhấp nháy hữu cơ lỏng có ích Chất nhấp nháy lỏng này đơn giản nhất gồm: hai thành phần hoặc có thêm ... thời gian có hạn khả ứng dụng detector nhấp nháy NaI( Tl) lớn, nên luận khảo sát đến khả ghi nhận xạ gamma detector nhấp nháy NaI( Tl), khảo sát hiệu ứng trung tâm detector Hy vọng tiền đề để bạn... chất nhấp nháy lỏng bán rộng rãi thị trường hộp kín Chất dẻo nhấp nháy Chỉ cần chất nhấp nháy hữu hòa tan dung mơi polyme ta chất dẻo nhấp nháy hữu Ở đây, chất dẻo nhấp nháy có lợi chất nhấp nháy. .. sử dụng detector HPGe để đo nhận biết gamma, detector nhấp nháy NaI( Tl) có khả nhận biết hạt mang điện cao, đặc biệt xạ gamma Khóa luận thực nhằm nghiêm cứu khảo sát detector nhấp nháy NaI( Tl)