TUYỂN TẬP 27 BÀI THỰC HÀNH VỀ VẬT LÝ VÀ KỸ THUẬT HẠT NHÂN

THAO TÁC AN TOÀN NGUỒN PHÓNG XẠMột vài loại nguồn phóng xạ được sử dụng trong chuỗi các bài thực hành AN34.Những nguyên tắc đơn giản trong hướng dẫn này nhằm mục đích sử dụng an toànnguồn phóng xạ.Không được ăn, uống, hoặc hút thuốc trong khu vực phòng thí nghiệm ghi đo bứcxạ. Rửa tay sau khi kết thúc mỗi thí nghiệm. Trong bài thực hành 22 (hiệu ứng sinh họccủa bức xạ), sử dụng các nguồn phóng xạ lỏng, do đó phải trang bị quần áo bảo hộ vàgăng tay.Đa số các nguồn phóng xạ gamma được sử dụng là các nguồn kín, có hoạt độ ≤ 1μCi,có nguy cơ xảy ra rủi ro rất thấp, các nguồn này có thể thao t|c bình thường bằng tay.Tuy nhiên, để tốt hơn cho qu| trình thực tập thì nên cầm nguồn ở c|c mép để tránhtiếp xúc trực tiếp.Nguồn beta sử dụng trong bài thực h{nh đo phổ beta, có cửa sổ mỏng ở khu vựccủa nguồn. Điều quan trọng là tránh chạm vào cửa sổ n{y để không làm dây bẩn lêncửa sổ. Sử dụng nguồn beta nhất thiết phải tránh chạm trực tiếp vào nguồn bằng việcbao bọc xung quanh nguồn một cách thích hợp.Đối với tất cả các nguồn alpha sử dụng trong chuỗi các bài thực h{nh AN34 đềukhông có cửa sổ bao bọc cho nguồn. Do đó thao t|c với nguồn phóng xạ hở cần rất cẩnthận để giảm tối thiếu phóng xạ dây bẩn lên tay, quần áo và thiết bị. Kẹp nguồn với cácvòng tròn bao bọc bên ngo{i để tránh chạm tay vào nguồn. Với bất cứ nguồn nào cóhoạt độ ≥ 10 μCi, nên sử dụng một kẹp gắp để tối đa khoảng cách từ nguồn đến các bộphận cơ thể.Một vài bài thực hành sử dụng nguồn nơtron có hoạt độ từ 1 ÷ 3 Ci. Các nguồnnơtron có hoạt độ cao như vậy sẽ rất nguy hiểm nếu thao t|c không đúng c|ch. Nên sửdụng kẹp gắp d{i (d{i hơn 1m) để thao tác, di chuyển nguồn. Khi không có khóa bảo vệtrong howitzer che chắn neutron, nguồn nơtron nên được khóa trong container che chắn khi vận chuyển. Yêu cầu kỹ thuật đặc biệt khi sử dụng nguồn nơtron l{ thường xuyên sử dụng kèm theo container vận chuyển nguồn. Các thiết bị đo liều bức xạ phải luôn được trang bị và sẵn sàng trong các phòng thí nghiệm ghi đo hạt nh}n để kiểm soát hoạt độ của các nguồn bức xạ ≥ 5 μCi.

1 TUYỂN TẬP 27 BÀI THỰC HÀNH VỀ VẬT LÝ VÀ KỸ THUẬT HẠT NHÂN VIỆN NGHIÊN CỨU HẠT NHÂN NGUYỄN NHỊ ĐIỀN, NGUYỄN XUÂN HẢI, PHẠM ĐÌNH KHANG TUYỂN TẬP 27 BÀI THỰC HÀNH VỀ VẬT LÝ VÀ KỸ THUẬT HẠT NHÂN NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI MỤC LỤC TUYỂN TẬP 27 BÀI THỰC HÀNH VỀ VẬT LÝ VÀ KỸ THUẬT HẠT NHÂN Bài thực hành số 1: Các khối điện tử bân hệ thống ghi đo xä hät nhån LỜI NĨI ĐẦU Giáo trình biên soạn sở tuyển tập 27 thực hành vật lý hạt nhân hãng Ortec Đây thực hành hỗ trợ cho sinh viên học tập lĩnh vực Khoa học kỹ thuật hạt nhân, Vật lý hạt nhân, Hóa học phóng xạ, Sinh học xạ Y học phóng xạ Về tổng thể, nội dung thực hành lấy từ thực hành Ortec, biên soạn lại cho phù hợp với điều kiện thí nghiệm ngôn ngữ thời người Việt Mục tiêu thực hành nhằm giúp học viên nắm vững kiến thức kỹ cần thiết sử dụng hệ đo từ đơn giản đến chuyên sâu Bảy cần thiết bắt buộc cho tất nhóm học viên liên quan đến lĩnh vực phóng xạ hạt nhân Các lại biên soạn chun sâu, mang tính đặc thù cho nhóm đối tượng học khác Phần phụ lục giáo trình cung cấp cho học viên kiến thức bổ sung thiết bị điện tử hạt nhân, an toàn thao tác với nguồn phóng xạ kiến thức bổ sung cần thiết khác Quyển giáo trình hồn thành với trợ giúp nghiên cứu sinh Nguyễn Ngọc Anh học viên cao học ngành Vật lý kỹ thuật, Đại học Đà Lạt Đây lần xuất nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong đọc giả đóng góp ý kiến để giáo trình hồn thiện cho lần xuất sau Các tác giả xin cám ơn Công ty Trách nhiệm Hữu hạn HaKaTa Việt tài trợ cho giáo trình Đà Lạt, 2015 Các tác giả BÀI THỰC HÀNH SỐ CÁC KHỐI ĐIỆN TỬ CƠ BÂN TRONG HỆ THỐNG GHI ĐO BỨC XẠ HẠT NHÂN Giúp sinh viên tiến đến sử dụng thành thạo khối điện tử hệ thống ghi đo xạ hạt nhân, cách ghép nối, lắp đặt hiệu chỉnh khối để đ|p ứng yêu cầu thí nghiệm - Khối phát xung 480; - Khối tiền khuếch đại 113; - Khung NIM nguồn nuôi thấp 4001A/4002D; - Khối khuếch đại phổ 575A; - Khối định thời gian v{ đếm 996; - Khối ph}n tích đơn kênh 551; - D}y c|p v{ đầu nối: + 03 sợi cáp C-24-12; + 02 sợi cáp C-24-1; + Đầu nối C-29 BNC; Thiết bị cần thiết khác - Dao động ký Tektronix 2213A tương đương Phần đầu thực h{nh n{y l{ hướng dẫn sử dụng dao động ký để quan sát xung vào xung khối điện tử chức hệ thống đo đơn giản Tiếp theo cách sử dụng máy phát xung, tạo c|c xung tương ứng với thiết bị đo hạt nhân Xung từ m|y ph|t xung sử dụng để khởi phát, hiệu chuẩn, kiểm tra hoạt 10 TUYỂN TẬP 27 BÀI THỰC HÀNH VỀ VẬT LÝ VÀ KỸ THUẬT HẠT NHÂN động số khối điện tử Các khối điện tử sử dụng phần thiết bị sử dụng hầu hết thực h{nh khối tiền khuếch đại, khuếch đại, phân biệt ngưỡng, ph}n tích đơn kênh (SCA), khối đếm v{ dao động ký Mỗi khối có chức cần thiết hệ thống tổng thể Các khối điện tử chia thành loại logic tuyến tính Các khối logic khối biên độ xung lối cố định theo tiêu chuẩn logic Ví dụ đơn giản khối logic khối phân biệt ngưỡng, xung khối ln biên độ lần nhận xung v{o có biên độ lớn mức ngưỡng SCA ví dụ khác khối logic Các khối tuyến tính khối mà tín hiệu lối mang thông tin lượng hạt xạ hấp thụ detector Hình 1.1 l{ sơ đồ khối hệ đo lượng hạt alpha, sơ đồ có sử dụng hai khối logic tuyến tính Các hạt alpha từ nguồn tạo c|c xung có biên độ tỉ lệ thuận với lượng hạt alpha lối detector Khối tiền khuếch đại khuếch đại khuếch đại tạo dạng xung Giả sử hạt alpha có lượng MeV lối tiền khuếch đại xung có biên độ 0,5 V Hệ số khuếch đại khối khuếch đại thiết lập 10 Khi xung lối khối khuếch đại có biên độ V Nếu hệ hoạt động tuyến tính, thay nguồn alpha có lượng MeV nguồn có lượng MeV, biên độ lối tiền khuếch đại 0,6 V lối khối khuếch đại V Trong ví dụ này, tín hiệu tuyến tính lối khối khuếch đại mang thông tin lượng hạt alpha (tỉ lệ tuyến tính với lượng hạt alpha) Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ đếm alpha Hình 1.2 dạng xung lối khối khuếch đại quan s|t dao động ký hạt alpha có lượng v{ MeV v{o detector Xung V tương ứng với hạt alpha có lượng MeV v{o detector Vì vậy, ngồi thơng tin lượng, số lượng tín hiệu tuyến tính cho biết có kiện có lượng tương ứng xảy đơn vị thời gian Nếu đặt ngưỡng cho khối phân biệt ngưỡng 5,1 V, phân biệt xung logic cho tín hiệu tương ứng với hạt alpha có lượng MeV Nếu đưa c|c xung logic n{y v{o đếm, số hạt alpha có lượng MeV đến detector đếm 402 TUYỂN TẬP 27 BÀI THỰC HÀNH VỀ VẬT LÝ VÀ KỸ THUẬT HẠT NHÂN Hạt beta (beta particle): Hạt mang điện phát từ hạt nhân nguyên tử, có khối lượng v{ điện tích với electron Phân nhánh (branching): Việc xảy hai hay nhiều kiểu phân rã phóng xạ mà hạt nhân trải qua q trình phân rã Ví dụ RaC trải qua ph}n r~ α v{ β-, 64Cu trải qua ph}n r~ β-, β+, bắt electron Một nguyên tử hạt nhân thể tỉ số rẽ nhánh kiểu phân rã Tỉ số rẽ nhánh tỉ lệ đóng góp phần phân rã (đồng nghĩa nhiều phân rã) Bức xạ hãm (bremsstrahlung): Bức xạ photon thứ cấp tạo giảm tốc đột ngột hạt mang điện qua vật chất Bắt electron (electron capture): Một kiểu phân rã phóng xạ liên quan đến việc bắt electron quỹ đạo hạt nhân Việc bắt electron lớp vỏ xảy với electron lớp K, lớp L, Bắt electron lớp K (K-electron capture): Bắt electron lớp K nguyên tử Giống qu| trình bắt electron quỹ đạo Sự bắt - sinh xạ (radiative capture): Quá trình mà hạt nhân bắt hạt tới lượng kích thích cách phát xạ gamma Hiệu ứng Compton (Compton effect): Quá trình tương t|c quan s|t xạ gamma tia X photon tới tương t|c với electron quỹ đạo nguyên tử tạo electron giật lùi photon tán xạ có lượng photon tới Sự biến hoán (internal conversion): Một kiểu phân rã phóng xạ lượng kích thích hạt nhân truyền cho điện tử quỹ đạo Điện tử sau khỏi nguyên tử Lỗ trống điện tử bay lấp đầy điện tử từ lớp vỏ bên dẫn đến làm phát tia X đặc trưng Tỷ số số điện tử biến hoán số lượng tử gamma phát trạng thái kích thích hạt nhân gọi l{ “tỷ số biến ho|n trong” Tia vũ trụ (cosmic rays): Hạt lượng cao xạ điện từ có nguồn gốc bên ngồi khí tr|i đất Culơng (Coulomb): Đơn vị điện tích, culơng  1018 đơn vị điện tích electron Tiết diện hạt nhân (nuclear cross section): Xác xuất xảy phản ứng hạt nhân với hạt tới photon Nó biểu thị l{ “diện tích” hiệu dụng mà hạt nhân có mặt để tham gia phản ứng v{ có đơn vị barn Tiết diện vĩ mô l{ tiết diện tính đơn vị thể tích (tốt nhất) đơn vị khối lượng Tiết diện vi mô tiết diện nguyên tử phân tử Phân rã phóng xạ (radioactive decay): Sự phân rã hạt nhân không bền cách tự phát hạt mang điện photon PHỤ LỤC 403 Tia đenta (delta ray): Bất kỳ hạt ion hóa thứ cấp phát hạt giật lùi hạt ion hóa sơ cấp truyền qua vật chất Đơteri (deuterium): Là đồng vị nặng hydrogencó proton nơtron (ký hiệu: D ) Hằng số phân rã (disintegration constant): Phần số nguyên tử hạt nhân phóng xạ ph}n r~ đơn vị thời gian, ký hiệu λ phương trình N = N0e-λt, N0 số nguyên tử ban đầu N số nguyên tử lại sau thời gian t Phân rã hạt nhân (nuclear disintegration): Hạt nhân biến đổi tự phát (phóng xạ) đặc trưng c|ch ph|t lượng khối lượng Qu| trình đặc trưng định nghĩa chu kỳ bán rã Electron: Hạt mang điện tích âm cấu tạo nên ngun tử trung hòa Đơn vị điện tích âm 4,8  10-10 đơn vị tĩnh điện 1,610-19 Coulomb, khối lượng 0,000549 đơn vị khối lượng nguyên tử Electron Volt (eV): Đơn vị lượng tương đương với lượng lượng electron nhận điện gia tốc tăng lên volt C|c đơn vị bội số eV thường sử dụng keV (một nghìn kilo electron volt), MeV (một triệu electron volt), GeV (một tỷ electron volt); eV = 1,610-12 erg Nguyên tố (element): Thành phần hợp chất tinh khiết nguyên tử, giống số nguyên tử không bị tách rời c|c phương ph|p hóa học thơng thường Nhũ tương hạt nhân (nuclear emulsion): Nhũ tương ảnh đặc biệt tạo phép quan sát dấu vết riêng lẻ hạt ion hóa Năng lượng (energy): Khả thực công việc, l{ lượng vốn có chất vị trí khối lượng Động l{ lượng có chất chuyển động Đơn vị theo hệ CGS: g-cm2/s2 ergs Năng lượng liên kết (binding energy): lượng tương ứng với chênh lệch khối lượng tổng khối lượng thành phần hạt nhân Năng lượng kích thích (excitation energy): lượng cần thiết để thay đổi hạt nhân từ trạng th|i lên trạng thái kích thích Mỗi trạng thái kích thích khác tương ứng với mức lượng kích thích khác Năng lượng ion hóa (ionizing energy): Năng lượng trung bình bị xạ ion hóa q trình tạo cặp ion chất khí Đối với khơng khí lượng khoảng 33 eV Năng lượng phát sáng (radiant energy): L{ lượng c|c sóng điện từ sóng radio, |nh s|ng nhìn thấy, tia X tia gamma Năng lượng phản ứng hạt nhân (nuclear reaction energy): Trong phân rã phản ứng hạt nh}n, lượng tổng động năng lượng xạ 404 TUYỂN TẬP 27 BÀI THỰC HÀNH VỀ VẬT LÝ VÀ KỸ THUẬT HẠT NHÂN thành phần phản ứng trừ tổng động năng lượng xạ sản phẩm phản ứng (Đặc biệt, trường hợp sản phẩm phản ứng trạng thái kích thích, lượng xạ gamma ph|t sau khơng có tổng lượng phản ứng) Năng lượng phản ứng hạt nhân trạng th|i l{ lượng phản ứng tất hạt nhân tham gia phản ứng hạt nhân sản phẩm phản ứng trạng th|i chúng (ký hiệu: Q0) Sự kích thích (excitation): Sự thêm lượng vào hệ thống, c|ch làm hệ thống chuyển từ trạng th|i sang trạng thái kích thích Sự kích thích hạt nhân, nguyên tử phân tử kết từ hấp thụ photon từ va chạm không đ{n hồi với hạt khác Sự phát huỳnh quang (fluorescence): Sự phát xạ có bước sóng đặc trưng chất hấp thụ xạ ngắn Sự phát xạ xảy trình chiếu xạ Thông lượng (flux): Đối với xạ điện từ, người ta quan tâm tới lượng lượng xạ phát đơn vị thời gian Đối với hạt photon, số hạt photon phát đơn vị thời gian l{ đại lượng quan tâm Tia gamma (gamma ray): Là xạ điện từ có bước sóng ngắn dải từ 10-8 đến 10-11 cm v{ phát từ hạt nhân Vùng Geiger (Geiger region): L{ vùng điện áp hoạt động detector xạ ion hóa m{ điện tích thu góp kiện ion khơng phụ thuộc số c|c ion sơ cấp tạo kiện ion hóa ban đầu Ngưỡng Geiger (Geiger threshold): Điện áp thấp cấp cho ống đếm mà tất c|c xung điện tạo ống đếm giống kích thước không phụ thuộc v{o lượng xạ g}y ion hóa sơ cấp Hình học tốt (good geometry): Trong c|c phép đo vật lý hạt nhân, xếp thẳng hàng nguồn phóng xạ detector, sử dụng nguồn kích thước nhỏ độ bé sai sót Khối lượng ngun tử gam (gram atomic weight): Là khối lượng nguyên tử nguyên tố Thời gian bán rã phóng xạ (radioactive half-life): Khoảng thời gian cần thiết để hoạt độ phóng xạ chất 50% hoạt độ ban đầu q trình phân rã Mỗi hạt nhân phóng xạ có thời gian bán rã riêng Bề dày nửa (half value layer half thickness): Bề dày loại vật liệu riêng biệt cần có để giảm cường độ chùm tia X Tia gamma nửa so với giá trị ban đầu PHỤ LỤC 405 Sự ion hóa (ionization): Q trình kết trình mà nguyên tử trung hòa phân tử thu điện tích dương điện tích âm Sự ion hóa tổng (total ionization): Tồn lượng điện tích tạo ho{n to{n lượng (động năng) xạ ion hóa Đối với chất khí, lượng điện tích tạo tỉ lệ với ion sơ cấp ban đầu gần không phụ thuộc vào chất xạ ion hóa Nó thường xuyên sử dụng phép đo lượng xạ Cặp ion (ion pair): Hai hạt có điện tích ngược dấu, thường electron nguyên tử mang điện dương phần lại phân tử sau qu| trình tương t|c xạ ion hóa với electron quỹ đạo nguyên tử Đồng khối (isobar): Hai nhiều hạt nhân khác có số khối kh|c số nguyên tử Isomer (đồng phân): Một vài hạt nhân có số nơtron v{ proton khả tồn mặt thời gian trạng th|i lượng tử khác với lượng kh|c v{ c|c đặc trưng phóng xạ Thơng thường, trạng th|i isomer thường xuất phân rã từ mức lượng cao mức lượng thấp dịch chuyển đồng phân Isotope (đồng vị): Các hạt nhân có số proton có số nguyên tử, kh|c số nơtron nên kh|c số khối Tính chất hóa học đồng vị giống Đồng vị bền (stable isotope): L{ đồng vị không phóng xạ keV: ký hiệu cho 1.000 electron vơn hay 103 eV Số khối (mass number): Số nucleon (proton v{ nơtron) hạt nhân nguyên tử MeV: Ký hiệu triệu electron vôn hay 106 eV Micro (micron): Đơn vị chiều dài 10-6 mét Mil: Đơn vị đo chiều dài tính 1/1.000 inch Nơtrinơ (neutrino): Một hạt trung hòa có khối lượng nghỉ nhỏ, giải thích cho phân bố liên tục lượng ph}n r~ beta v{ đảm bảo định luật bảo to{n momen động lượng phân rã beta Nơtron (neutron): hạt có khối lượng xấp xỉ gần với khối lượng nguyên tử hyđro v{ trung hòa; khối lượng l{ 1,008982 đơn vị khối lượng Nơtron thường phân loại theo mức lượng chúng sau: nơtron nhiệt 0,025 eV; nơtron nhiệt 0,1 eV đến 100 eV; nơtron nhiệt nhỏ 100 eV; nơtron trung gian 102 đến 105 eV; nơtron nhanh có lượng lớn 0,1 MeV TUYỂN TẬP 27 BÀI THỰC HÀNH VỀ VẬT LÝ VÀ KỸ THUẬT HẠT NHÂN 406 Nucleon: Tên gọi chung cho hạt cấu tạo nên hạt nhân, gồm proton, nơtron v{ hạt kh|c tìm thấy chúng tồn hạt nhân Hạt nhân {Nucleus (Nuclear)}: Là lõi ngun tử mà tồn điện tích dương v{ phần lớn khối lượng tập trung Nuclide: Tên gọi chung cho hạt nhân, đặc trưng thành phần cấu tạo hạt nhân Cấu tạo hạt nh}n quy định số proton Z, số nơtron N, lượng liên kết, số nguyên tử Z, số khối A = (N + Z) khối lượng nguyên tử Để phân biệt nuclide, nguyên tử phải có khả tồn khoảng thời gian đo, giống trường hợp isomer, trạng thái kích thích hạt nhân bị phân rã tức thời thành phần phân rã tức thời không quan tâm phản ứng hạt nhân Quá trình tạo cặp (pair production): Quá trình hấp thụ xạ gamma m{ photon tới bị hủy vùng lân cận hạt nhân nguyên tử hấp thụ, tạo electron positron Phản ứng xảy với lượng photon tới lớn 1,02 MeV Hiệu ứng quang điện (photoelectric effect): Quá trình nguyên tử hấp thụ photon làm phát electron từ nguyên tử Tất lượng photon truyền cho electron bay Photon: Lượng lượng dạng sóng điện từ biểu diễn theo tần số số Planck; E = hν Hằng số Planck: (Planck’s constant): Một số tự nhiên, h, liên quan đến tần số lượng tử lượng tổng lượng lượng tử: h E  ,624.1027 ergs v Positron: Hạt có khối lượng giống với electron mang điện tích trái dấu với electron Năng lượng hãm (stopping power): Để đo khả tiêu t|n động hạt mang điện truyền qua vật chất Đất (rare earth): Một nhóm kim loại giống đặc tính có số nguyên tử dải từ 57 đến 71 Phản ứng hạt nhân (nuclear reaction): Tạo phân rã hạt nhân, trình xảy hạt nh}n tương t|c với photon, hạt, hạt nhân khác Trong nhiều trường hợp phản ứng biểu diễn theo sơ đồ: X + a → Y + b, dạng rút gọn X(a,b)Y, X l{ hạt nhân bia, a hạt photon tới, b hạt photon phát ra, Y hạt nhân sản phẩm PHỤ LỤC 407 Roentgen: Liều chiếu xạ tia X gamma, Roentgen tương ứng với việc tạo đơn vị điện tích tĩnh điện 0,001293 gam khơng khí (viết gọn R) Tán xạ (scattering): Sự thay đổi hướng hạt hạ nguyên tử photon kết va chạm tương t|c Tán xạ compton (Compton scattering): Tán xạ không đ{n hồi photon lên electron nguyên tử, kèm theo trình nguyên tử phát electron giật lùi Các photon sau tán xạ Compton mang phần lượng photon tới (trung bình khoảng 85% lượng ban đầu với photon tới 0,1 MeV khoảng 30% photon tới 10 MeV) Đôi hiểu t|n xạ kết hợp Tán xạ đàn hồi (elastic scattering): Quá trình va chạm đ{n hồi động hệ bảo toàn Tán xạ Rayleigh dạng tán xạ đ{n hồi Tán xạ không đàn hồi (inelastic scattering): Là loại tán xạ làm hạt nhân bị kích thích, tổng động hệ bị giảm Các đơn vị thời gian (time units): Các chữ viết tắt chuẩn hóa cho đơn vị thời gian gồm: y =1 năm d = ngày h =1 = phút s = giây ms = mili giây = 10-3 s µs = micro giây = 10-6 s ns = nano giây = 10-9 s ps = pico giây = 10-12 s Tritium: ( hạt nhân T) l{ đồng vị hyđro có proton v{ hai nơtron Tia X (X-Rays): Bức xạ điện từ có khả xuyên s}u có bước sóng ngắn |nh sáng nhìn thấy Chúng thường tạo bắn phá bia kim loại electron nhanh mơi trường chân khơng cao Theo thói quen, phản ứng hạt nhân photon ph|t gọi tia gamma tia photon phát từ nguyên tử gọi l{ tia X C|c tia n{y gọi l{ c|c tia roentgen sau chúng khám phá W C Roentgen 408 TUYỂN TẬP 27 BÀI THỰC HÀNH VỀ VẬT LÝ VÀ KỸ THUẬT HẠT NHÂN ĐỘ NHẠY TƯƠNG ĐỐI CỦA CÁC NGUYÊN TỐ TRONG KÍCH HOẠT NƠTRON NHIỆT (Relative sensitivities of elements to thermal neutron activation) Bảng độ nhạy phân tích kích hoạt nơtron trích từ báo cáo ORAU 102, thí nghiệm với nguồn nơtron đồng vị G I Gleason, bảng độ nhạy hữu ích với c|c sở đ{o tạo có sử dụng nguồn nơtron đồng vị Am-Be 252Cf công suất nhỏ Các giá trị bảng sử dụng cho nguồn nơtron m|y gia tốc nhiệt hóa Thơng tin trích từ bảng n{y coi chưa biết sử dụng thí nghiệm phân tích kích hoạt tài liệu Dựa vào thực nghiệm x|c định độ nhạy tương nhơm Nếu sử dụng hệ kích hoạt hệ đo để kích hoạt v{ đo số đếm miligam nhơm, sau lặp lại với ngun tố khác khối lượng miligam Trong trường hợp, sản phẩm phản ứng, lượng gamma lựa chọn để có độ nhạy tốt Thời gian chiếu xạ chọn để hoạt độ đạt đến bão hòa với hạt nhân có thời gian sống cỡ phút Với hạt nhân sống dài, thời gian chiếu thực vào buổi tối vào khoảng 16 Phép đo hoạt độ thực với detector nhấp nháy NaI(Tl) Độ nhạy đ~ chuyển sang khối lượng nguyên tố để tạo tốc độ đếm 100 số đếm thực phút đỉnh quang điện hạt nhân sản phẩm C|c độ nhạy tương đối liệt kê giống với detector Ge(Li) Với detector Ge(Li), cần có khoảng thời gian đo d{i hiệu suất ghi thấp chúng; cần có c|c đồng vị sống ngắn để thấy giảm độ nhạy Các detector Ge(Li) có độ phân giải cao nên l{ ưu điểm xuất yếu tố gây nhiễu PHỤ LỤC 409 Độ nhạy kích hoạt neutron * Các số cột số đơn vị (khối lượng) nguyên tố để tạo tốc độ đếm tương đương với đơn vị khối lượng nhôm Giới hạn hấp thụ tia X lượng phát theo keV S FINE C F HENDEE Philips Laboratories Irvington on Hudson, New York Việc sử dụng nhiều detector tỉ lệ đo lượng tia X dẫn đến cần có bảng giá trị lượng hấp thụ phát xạ tia X lớp K L Bảng giá trị liệt kê hầu hết nguyên tố Giá trị chuyển đổi từ bảng giá trị theo bước sóng [1-3] lượng keV; số có trích từ bảng giá trị theo lượng [4,5] Một số giá trị lựa chọn từ cơng việc sau Gi| trị nội suy theo quy luật Moseley Tất c|c điều n{y thích cuối bảng Cơng thức chuyển đổi bước sóng theo lượng [6]: E(keV) = (12,39644 ± 0,00017)/λ (Å) = 12,39644/1,002020 λ (đơn vị kX) Với giá trị tính tốn, số chữ số có nghĩa sử dụng đủ để đảm bảo nguồn sai số ban đầu Các giá trị bảng liệt kê đến eV Tuy nhiên, với hợp chất hóa học, mép hấp thụ bị dịch từ 10 ÷ 20 eV [4,5] TUYỂN TẬP 27 BÀI THỰC HÀNH VỀ VẬT LÝ VÀ KỸ THUẬT HẠT NHÂN 410 Để tính sai số q trình tính tốn, trình làm khớp theo định luật Moseley đ~ thực Nói chung giá trị phù hợp, nhiên có khơng đồng độ lệch số giá trị ban đầu [1] Kết tiếp tục sử dụng bảng c|c gi| trị khớp tốt ghi cuối bảng W Parrish H Kasper đ~ đề xuất c|c tính to|n để đ|nh gi| lại số liệu Tài liệu tham khảo Y Cauchois, H Hulubei, “Table de Constantes et Donness Numeriques, I, Longueurs D’Onde des Emissions X et des Discontinuites D’Absorption X” (Hermann et Cie, paris, France, 1974) H Compton and S K Allison, “X-Rays in Theory and Experiment” (D Van Nostrand Co., Inc., New York, 1951) C.E Moore, “Atomic Energy Levels”, NBS 467 (National Bureau of Standards, U.S Department of Commerce, Washington, D.C., 1949) Y Cauchois, J, phys Radium 13, 113 (1952) R D Hill,E.L Church, and J W Mihelich, Rev Sci Instr 23, 523 (1952) J W M DuMond, E, R Cohen, Phys Rev 82, 555 (1951) PHỤ LỤC 411 412 TUYỂN TẬP 27 BÀI THỰC HÀNH VỀ VẬT LÝ VÀ KỸ THUẬT HẠT NHÂN PHỤ LỤC 413 Phụ lục THAO TÁC AN TỒN NGUỒN PHĨNG XẠ Một vài loại nguồn phóng xạ sử dụng chuỗi thực hành AN34 Những nguyên tắc đơn giản hướng dẫn nhằm mục đích sử dụng an tồn nguồn phóng xạ Khơng ăn, uống, hút thuốc khu vực phòng thí nghiệm ghi đo xạ Rửa tay sau kết thúc thí nghiệm Trong thực hành 22 (hiệu ứng sinh học xạ), sử dụng nguồn phóng xạ lỏng, phải trang bị quần áo bảo hộ găng tay Đa số nguồn phóng xạ gamma sử dụng nguồn kín, có hoạt độ ≤ 1μCi, có nguy xảy rủi ro thấp, nguồn thao t|c bình thường tay Tuy nhiên, để tốt cho qu| trình thực tập nên cầm nguồn c|c mép để tránh tiếp xúc trực tiếp Nguồn beta sử dụng thực h{nh đo phổ beta, có cửa sổ mỏng khu vực nguồn Điều quan trọng tránh chạm vào cửa sổ n{y để không làm dây bẩn lên cửa sổ Sử dụng nguồn beta thiết phải tránh chạm trực tiếp vào nguồn việc bao bọc xung quanh nguồn cách thích hợp Đối với tất nguồn alpha sử dụng chuỗi thực h{nh AN34 khơng có cửa sổ bao bọc cho nguồn Do thao t|c với nguồn phóng xạ hở cần cẩn thận để giảm tối thiếu phóng xạ dây bẩn lên tay, quần áo thiết bị Kẹp nguồn với vòng tròn bao bọc bên ngo{i để tránh chạm tay vào nguồn Với nguồn có hoạt độ ≥ 10 μCi, nên sử dụng kẹp gắp để tối đa khoảng cách từ nguồn đến phận thể Một vài thực hành sử dụng nguồn nơtron có hoạt độ từ ÷ Ci Các nguồn nơtron có hoạt độ cao nguy hiểm thao t|c không c|ch Nên sử dụng kẹp gắp d{i (d{i 1m) để thao tác, di chuyển nguồn Khi khơng có khóa bảo vệ howitzer che chắn neutron, nguồn nơtron nên khóa container che chắn vận chuyển Yêu cầu kỹ thuật đặc biệt sử dụng nguồn nơtron l{ thường xuyên sử dụng kèm theo container vận chuyển nguồn Các thiết bị đo liều xạ phải ln trang bị sẵn sàng phòng thí nghiệm ghi đo hạt nh}n để kiểm sốt hoạt độ nguồn xạ ≥ μCi TUYỂN TẬP 27 BÀI THỰC HÀNH VỀ VẬT LÝ VÀ KỸ THUẬT HẠT NHÂN 414 Loại nguồn Activity Nguyên tắc Nguồn kín (gamma) ~ μCi Có thể tháo tác tay Nguồn hở (alpha, beta) ~ μCi Có thể thao tác tay với lớp bảo vệ bên ngồi nguồn, khơng chạm vào nguồn Nguồn (kín hở) ~ 10 μCi Sử dụng kẹp gắp số thiết bị để tăng khoảng c|ch Không thao tác trực tiếp tay Nguồn nơtron to Ci Sử dụng kẹp gắp d{i Theo hướng dẫn cung cấp nhà sản xuất giấy phép sử dụng Quan điểm thực tập từ phép đo vật lý sức khỏe Để sử dụng đồng vị phóng xạ phòng thí nghiệm ghi đo xạ, điều cần thiết phải hiểu sử dụng chúng để không ảnh hưởng đến sức khỏe Hầu hết nguồn phóng xạ sử dụng chuỗi thực hành AN34 nguồn kín, hoạt độ thấp, khơng có ảnh hưởng đến sức khỏe Trong nhiều ngành cơng nghiệp, y tế phòng thí nghiệm nghiên cứu nguồn phóng xạ có hoạt độ cao, nguồn hở thường xuyên sử dụng Nếu nguồn hở dạng lỏng vơ tình bị đổ ra, qui trình kỹ thuật để phát xử lý khu vực bị nhiễm bẩn đ~ đề cập thực h{nh AN34 Để an to{n hơn, cần tham khảo thêm tiêu chuẩn an toàn c|c quan quản lý sức khỏe địa phương để có dẫn cụ thể Nếu q trình nghiên cứu, cần phải sử dụng tới nguồn có hoạt độ cao cần lưu ý đến c|c tiêu chí sau để giảm tối thiểu liều chiếu nhận được: Tối thiểu thời gian tiếp xúc với nguồn; Tối đa khoảng cách tiếp xúc với nguồn; Sử dụng thiết bị bảo vệ, quần áo bảo hộ, vật liệu che chắn phù hợp Với kiến thức có hoạt độ loại nguồn phóng xạ, với che chắn thích hợp, khoảng cách thời gian chiếu, rủi ro xạ gây giảm tối thiếu mức độ thấp làm việc với nguồn xạ khu vực phòng thí nghiệm PHỤ LỤC 415 PHỤ LỤC 416 NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI 16 Hàng Chuối – Hai Bà Trưng - Hà Nội Giám đốc – Tổng Biên tập: (04)39715011 Hành chính: (04)39714899; Fax: (04)39724736 Kinh doanh: (04) 39729437 Biên tập: (04) 39714896 Chịu trách nhiệm xuất bản: Giám đốc – Tổng biên tập: TS PHẠM THỊ TRÂM Biên tập: TRẦN NGỌC LÂM – NGUYỄN THỊ THỦY Chế bản: HỒNG SÂM Trình bày bìa: NGỌC NAM Liên kết xuất bản: TRUNG TÂM KDXB VÀ PHÁT HÀNH SÁCH TUYỂN TẬP 27 BÀI THỰC HÀNH VỀ VẬT LÝ VÀ KỸ THUẬT HẠT NHÂN Mã số: 1L – 05ĐH2016 In 500 cuốn, khổ 19 x 27 cm Công ty Cổ phần in Thương mại Ngọc Hưng Địa chỉ: Số 32, ngõ 97 thôn Đình Thơn, P Mỹ Đình 1, Q Nam Từ Liêm, Hà Nội Số xuất bản: 592 - 2016 /CXBIPH/ 07 - 54/ĐHQGHN, ngày 3/3/2016 Quyết định xuất số: 110 KH-TN/QĐ - NXB ĐHQGHN ngày 11/3/2016 In xong nộp lưu chiểu năm 2016 ... ĐIỀN, NGUYỄN XUÂN HẢI, PHẠM ĐÌNH KHANG TUYỂN TẬP 27 BÀI THỰC HÀNH VỀ VẬT LÝ VÀ KỸ THUẬT HẠT NHÂN NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI MỤC LỤC TUYỂN TẬP 27 BÀI THỰC HÀNH VỀ VẬT LÝ VÀ KỸ THUẬT HẠT NHÂN... kinh điển: E  hv (17) Trong đó: E lượng photon (erg); v tần số xạ (chu kỳ/s); h số Planck (6, 627. 10 -27 erg.s) Để thuận tiện giải thích quy luật suy giảm theo bình phương khoảng cách, ta sử dụng... đo hạt nhân Xung từ m|y ph|t xung sử dụng để khởi phát, hiệu chuẩn, kiểm tra hoạt 10 TUYỂN TẬP 27 BÀI THỰC HÀNH VỀ VẬT LÝ VÀ KỸ THUẬT HẠT NHÂN động số khối điện tử Các khối điện tử sử dụng phần