Quy trình tách chiết và tạo nguồn alpha thorium cho hệ phổ kế alpha từ mẫu tho2

Quy trình tách chiết và tạo nguồn alpha thorium cho hệ phổ kế alpha từ mẫu tho2 Quy trình tách chiết và tạo nguồn alpha thorium cho hệ phổ kế alpha từ mẫu tho2 Quy trình tách chiết và tạo nguồn alpha thorium cho hệ phổ kế alpha từ mẫu tho2 Quy trình tách chiết và tạo nguồn alpha thorium cho hệ phổ kế alpha từ mẫu tho2 Quy trình tách chiết và tạo nguồn alpha thorium cho hệ phổ kế alpha từ mẫu tho2 Quy trình tách chiết và tạo nguồn alpha thorium cho hệ phổ kế alpha từ mẫu tho2 Quy trình tách chiết và tạo nguồn alpha thorium cho hệ phổ kế alpha từ mẫu tho2 Quy trình tách chiết và tạo nguồn alpha thorium cho hệ phổ kế alpha từ mẫu tho2 Quy trình tách chiết và tạo nguồn alpha thorium cho hệ phổ kế alpha từ mẫu tho2 Quy trình tách chiết và tạo nguồn alpha thorium cho hệ phổ kế alpha từ mẫu tho2 Quy trình tách chiết và tạo nguồn alpha thorium cho hệ phổ kế alpha từ mẫu tho2 Quy trình tách chiết và tạo nguồn alpha thorium cho hệ phổ kế alpha từ mẫu tho2 Quy trình tách chiết và tạo nguồn alpha thorium cho hệ phổ kế alpha từ mẫu tho2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN HỒ NHÃ NGHI QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT VÀ TẠO NGUỒN ALPHA-THORIUM CHO HỆ PHỔ KẾ ALPHA TỪ MẪU ThO2 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – Năm 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN HỒ NHÃ NGHI QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT VÀ TẠO NGUỒN ALPHA-THORIUM CHO HỆ PHỔ KẾ ALPHA TỪ MẪU ThO2 Chuyên ngành: Vật lý Nguyên tử, Hạt nhân Năng lượng cao Mã số: 60 – 44 - 05 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS CHÂU VĂN TẠO THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – Năm 2011 LỜI MỞ ĐẦU Sau trăm năm, kể từ Becquerel phát tượng phóng xạ, tia xạ phát từ tượng phóng xạ ngày có ý nghóa lớn đến nhiều ngành người làm việc lónh vực y học hạt nhân, chẩn đoán lâm sàng, vật lý y khoa, sinh học, bảo quản thực phẩm, công nghiệp, giám sát môi trường, lượng hạt nhân… Việc xác đònh xác hoạt độ hạt nhân phóng xạ vấn đề cần phải thực để việc ứng dụng đồng vò phóng xạ kiểm soát môi trường có hiệu Kể từ Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế thành lập vào năm 1957, hợp tác toàn cầu việc sử dụng lượng hạt nhân vào mục đích hòa bình thông qua sản xuất điện hạt nhân sử dụng hạt nhân phóng xạ nguồn xạ đóng vai trò quan trọng phát triển giới Trong nguyên tố phóng xạ, quan tâm đến nguyên tố phát alpha, đặc biệt Thorium Trong môi trường, Thorium tồn không khí, đất, đá, nước, thực vật động vật Hơn 99% Thorium tồn tự nhiên đồng vò 232Th Thorium có nhiều ứng dụng lónh vực nghiên cứu, công nghiệp đời sống ngày Do Thorium tồn tự nhiên nên dễ dàng bò rửa trôi vào sông, hồ… Ngoài ra, bụi, lốc xoáy núi lửa phun trào nguồn thải Thorium đáng kể không khí Bên cạnh đó, việc khai thác quặng sản xuất sản phẩm có chứa Thorium giải phóng Thorium vào môi trường Các nghiên cứu người làm việc thường xuyên với Thorium bò nhiễm Thorium mức cao rằng: hít thở lượng cao bụi Thorium, nguy mắc bệnh phổi, gan máu gia tăng Ở Việt Nam, chưa có nhiều công trình nghiên cứu Thorium Hầu hết nghiên cứu đồng vò Thorium thực hệ phổ kế Gamma tính đơn giản khâu chuẩn bò mẫu Tuy nhiên, để góp phần đánh giá xác hàm lượng Thorium môi trường cần thiết phải nghiên cứu đối tượng hệ phổ kế Alpha Với mong muốn có “QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT VÀ TẠO NGUỒN ALPHA-THORIUM CHO HỆ PHỔ KẾ ALPHA TỪ MẪU ThO2”, thực đề tài nhằm xây dựng quy trình có tính đơn giản cho việc tách chiết tạo nguồn Alpha-Thorium với hy vọng góp phần nhỏ việc hạn chế phức tạp quy trình tạo mẫu cho hệ phổ kế Alpha Quy trình thực luận văn đơn giản, phù hợp với điều kiện thiếu thốn trang thiết bò đại nói chung, phòng thí nghiệm nước ta nói riêng thực dễ dàng LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn kính trọng sâu sắc đến:  PGS TS Châu Văn Tạo tạo điều kiện thuận lợi cho học tập, nghiên cứu tận tình hướng dẫn giúp hoàn thành tốt luận văn thạc sỹ  ThS Lê Công Hảo dành nhiều thời gian tâm huyết giúp trình thực nghiệm xử lý số liệu  Quý Thầy, Cô phản biện hội đồng chấm luận văn đóng góp ý kiến để luận văn tốt  Quý Thầy, Cô Bộ môn Vật lý hạt nhân nhiệt tình giảng dạy giúp hoàn thành chương trình học Ngoài xin cảm ơn người thân gia đình bạn chia sẻ giúp đỡ suốt trình thực luận văn Thành phố Hồ Chí Minh, 2011 Hồ Nhã Nghi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ADC Analog to Digital Converter Biến đổi tương tự thành số AECL Atomic Energy of Canada Chuẩn giới hạn lượng Limited nguyên tử Canada DJ Diffused Junction Đầu dò tiếp xúc khuếch tán cts counts Số đếm FWHM Full Width Half Maximum Độ rộng cực đại nửa chiều cao h hour Giờ MCA Multi Channel Analyzer Máy phân tích biên độ đa kênh MCB Multi Channel Buffer Bộ đệm đa kênh PIPS Passivated Implanted Plannar Đầu dò Si planar nuôi cấy ion Silicon thụ động RES Reticuloendothelial System Hệ thống lưới nội mô SSB Silicon Surface Barrier Đầu dò hàng rào mặt TOPO Tri-octyl-phosphine oxit DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1: Ước tính tài nguyên Thorium giới 14 Bảng 2.1: Một số detector Alpha PIPS hãng CANBERRA sản xuất 27 Bảng 2.2: Đặc tính tiền khuếch đại 2004 28 Bảng 3.1: Thể tích dung dòch HNO3 cần dùng để làm tan mẫu 37 Bảng 3.2: Số đếm đo dược theo điện áp nguồn 41 Bảng 3.3: Các thông số không đổi trình khảo sát cường độ dòng điện 42 Bảng 3.4: Số liệu hiệu suất điện phân theo cường độ dòng điện 43 Bảng 3.5: Các thông số không đổi trình khảo sát thời gian 44 Bảng 3.6: Số liệu hiệu suất điện phân theo thời gian 45 Bảng 3.7: Các thông số tối ưu tạo nguồn Alpha-Thorium 46 Bảng 3.8: So sánh hoạt độ riêng 230Th mẫu IAEA-434 theo quy trình luận văn theo IAEA 47 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1: Phân rã alpha Hình 1.2: Hàng rào tương tác hạt nhân hạt alpha Hình 1.3: Đồ thò biểu diễn hố với lượng E 93%)  Cải thiện độ phân giải phổ Alpha-Thorium thu từ mẫu môi trường 53 DANH MỤC CÔNG TRÌNH Le Cong Hao, Chau Van Tao, Nguyen Van Ñong, Ho Nha Nghi, Pham Thuy Dung, Luong Van Thong (2010), “Rapid preparation of Uranium and Thorium alpha sources by electroplating technique”, Kerntechnik, Vol 75, pp 381-385 Hồ Nhã Nghi, Lê Công Hảo, Châu Văn Tạo, Nguyễn Văn Đông (2010) “Quy trình nhanh việc tách chiết tạo nguồn Alpha-Thorium cho hệ phổ kế Alpha từ mẫu ThO2”, Hội nghò khoa học trường ĐHKHTN thành phố Hồ Chí Minh lần thứ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Lê Công Hảo, Nguyễn Đình Gẫm, Hồ Viết Sinh, Mai Văn Nhơn (2008), “Khai thác vận hành hệ phân tích Alpha Analyst với mẫu chuẩn”, Tạp chí phát triển KH&CN, Tập 11 (số 06), trang 79-84 [2] Đoàn Thò Hiền (2008), Nghiên cứu, chế tạo mẫu chuẩn U238, U234 dùng phân tích mẫu môi trường phương pháp mạ điện phân kết tủa, Khoá luận tốt nghiệp đại học, Đại Học Khoa Học Tự Nhiên thành phố Hồ Chí Minh [3] Ngô Quang Huy (2006), Cơ sở vật lý hạt nhân, NXB Khoa học kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh [4] Mai Văn Nhơn (2001), Vật lý hạt nhân đại cương, NXB Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh [5] Lưu Xuân Tình (2010), Nghiên cứu, chế tạo mẫu chuẩn U238, U234 dùng phân tích mẫu môi trường phương pháp mạ điện phân kết tủa, Khoá luận tốt nghiệp đại học, Đại Học Khoa Học Tự Nhiên.Tp Hồ Chí Minh Tiếng Anh [6] A R Dalheimer, A Kaul, and M D Said (1988), “Analysis of tissue samplea containing colloidal Thorium dioxide (Thorotrast) or Zirconium dioxide (Zirconotrast) radiochemical preparation and alpha-spectrometry”, The Science of the Total Enviroment, 70, pp 335-353 [7] Andreas R Dalheimer and Alexander Kaul (1998), “Alpha-spectrometric analysis and dose assessment of tissue samples containing colloidal thorium dioxide (thorotrast)”, Environment International, Vol 14, pp 299-304 55 [8] L Doretti, D Ferrara, G Barison(1990),”Determination of Thorium in gas lantern mantles by alpha-spectrometry”, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Articles, Vol.141(No.1), pp.203-208 [9] S E Glover, R H Filby, S B Clark (1998), “Determination of isotopic thorium in biological samples by combined alpha-spectrometry and neutron activation analysis”, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry , Vol 234 (Nos1-2), pp 201-208 [10] Le Cong Hao, Chau Van Tao, Nguyen Van Ñong, Ho Nha Nghi, Pham Thuy Dung, Luong Van Thong (2010), “Rapid preparation of Uranium and Thorium alpha sources by electroplating technique”, Kerntechnik, Vol 75, pp 381-385 [11] N N Mirashi, Satyaieet Chauhury, S K Aggarwal (2010), “Dissolution of sintered thorium dioxide in phosphoric acid using autoclave and microwave methods with detection by gamma spectrometry”, Microchemical Journal, 94, pp 24-27 Caùc Website [12] http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/cong-nghe-dien-hoa.133416.html [13] http://vi.wikipedia.org/wiki/ma_dien [14] http://www.chemprofessor.com/solids.htm [15] http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/chuong-11-khai-quat-ve-phuong-phap-phantich-dien-hoa.176683.html [16] http://en.wikipedia.org/wiki/Thorium [17] http://en.wikipedia.org/wiki/Decay_chain [18] http://vi.wikipepedia.org/wiki/Zircon [19] http://en.wikipedia.org/wiki/Thorium_fuel_cycle [20] http://www.canberra.com/products/669.asp 56 [21] http://www.thoriumenergyalliance.com/ThoriumSite/portal.html [22] http://www.sciencediret.com/science/article/pii/BO1236940000009467 [23] http://nucleus.iaea.org/rpst/ReferenceProducts/ReferenceMaterials/Radionu clides/IAEA-434.htm [24] http://www.eoearth.org/article/Thorium 57 PHỤ LỤC QUY TRÌNH NHANH TRONG VIỆC TÁCH CHIẾT VÀ TẠO NGUỒN ALPHA-THORIUM CHO HỆ PHỔ KẾ ALPHA TỪ MẪU ThO2 a a Hồ Nhã Nghi, aLê Công Hảo, aChâu Văn Tạo, bNguyễn Văn Đông, Khoa Vật lý–Vật lý kỹ thuật, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Tp Hồ Chí Minh b Khoa Hóa, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Tp Hồ Chí Minh Email: lchao@phys.hcmuns.edu.vn Tóm tắt: Trong nghiên cứu này, quy trình nhanh cho việc tách hóa đồng vò Thorium mô tả đề xuất TOPO hóa chất phù hợp tốt việc tách chiết hóa học đồng vò Thorium, Thorium điện phân đóa thép không gỉ khoảng thời gian từ 20 – 40 phút với hiệu suất điện phân cao gần 100% độ phân giải phổ Alpha đạt từ 37–50 keV Quy trình mô tả đề xuất dễ thực hiện, dễ áp dụng phù hợp với phòng thí nghiệm nhỏ Việt Nam Từ khóa: Thorium, hệ phổ kế Alpha, TOPO, tách chiết thorium 58 RAPID PROCEDURE FOR EXTRACTION AND PREPARATION OF ALPHA SOURCE THORIUM FORM THO2 SAMPLE FOR ALPHA SPECTROSCOPY a a Ho Nha Nghi, aLe Cong Hao *, aChau Van Tao, bNguyen Van Dong, Faculty of Physics and Engineering Physics, University of Science Ho Chi Minh City b Faculty of Chemistry, University of Science Ho Chi Minh City Email: lchao@phys.hcmuns.edu.vn Abstract In this study, a simple and rapid procedure for the radiochemical determination of thorium isotopes is described and proposed TOPO is one of the best solvent for the extraction of thorium, thorium can be deposited quantitatively on a stainless steel disk within 20 to 40 minutes with nearly 100% of electro-deposition efficiency and the energy resolution of alpha – ray spectra of the electrodeposited sources obtained from alpha spectrometry (PIPS detector type A1200-37Am) system are within the range of 37 – 50 KeV (FWHM) This procedure is easily to use and most suitable for such small laboratories in Vietnam Keyword: Thorium, alpha spectroscopy, thorium extraction ... tượng hệ phổ kế Alpha Với mong muốn có QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT VÀ TẠO NGUỒN ALPHA- THORIUM CHO HỆ PHỔ KẾ ALPHA TỪ MẪU ThO2 , thực đề tài nhằm xây dựng quy trình có tính đơn giản cho việc tách chiết tạo. .. PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN HỒ NHÃ NGHI QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT VÀ TẠO NGUỒN ALPHA- THORIUM CHO HỆ PHỔ KẾ ALPHA TỪ MẪU ThO2 Chuyên ngành: Vật lý Nguyên tử, Hạt nhân Năng lượng cao... 32 3.3 Quy trình tách chiết điện phân tạo nguồn Alpha- Thorium 35 3.3.1 Pha hóa chất 35 3.3.2 Quy trình tách chiết Thorium từ mẫu ThO2 35 3.3.3 Quy trình điện phân