Các phương pháp ghi đo hạt nhân

CÁC PHƯƠNG PHÁP GHI ĐO HẠT NHÂN CÁC PHƯƠNG PHÁP GHI ĐO HẠT NHÂN PHẦN 1: CÁC TƯƠNG TÁC CƠ BẢN, TÍNH CHẤT CHUNG CỦA ĐẦU DỊ PHẦN 2: CÁC LOẠI ĐẦU DÒ PHẦN 3: ỨNG DỤNG I Tương tác xạ với vật chất Tương tác xạ điện từ:  Hiệu ứng quang điện  Tán xạ compton  Tán xạ kết hợp không kết hợp  Phản ứng sinh cặp  Sự suy giảm xạ Tương tác hạt mang điện  Hạt mang điện nặng  Electron nhanh Tương tác xạ điện từ • Phân bố phổ xạ điện từ Tương tác xạ điện từ ••   Hiệu ứng quang điện: + Là trình tương tác photon electron liên kết nguyên tử, lượng photon tới bị electron hấp thụ hoàn toàn bứt electron khỏi lớp vỏ nguyên tử  e quang điện + Phát xạ kèm tia X đặc trưng + Động quang điện tử: Te= Eγ – B.Ee + Tiết diện hấp thụ quang điện: σ ~ • Tương tác xạ điện từ Tán xạ Compton: + Photon tương tác với điện tử lớp nguyên tử, truyền cho điện tử lượng đủ để điện tử bật khỏi nguyên tử, thân photon bị giảm lượng lệch hướng với góc θ + Khi tăng góc tán xạ θ đỉnh tán xạ ngược (tán xạ mộ tlần) tăng cao phông tán xạ (tán xạ nhiều lần) giảm xuống   + Năng lượng photon bị tán xạ: hν’ = + Động lùi e (Năng lượng truyền cho e bị tán xạ): Te = hν’ – hν • Tương tác xạ điện từ Tán xạ Rayleigh (tán xạ kết hợp) + Là trình photon tới tương tác với toàn nguyên tử, xảy tán xạ theo góc nhỏ mà khơng gây nên ion hóa hay kích thích ngun tử nên gần khơng lượng + Chủ yếu xảy vùng lượng thấp, vật chất có số Z lớn + Tiết diện tán xạ: ~ Z.E2 • Tán xạ Thomson (tán xạ không kết hợp) + Photon tới tương tác với e tự (e-liên kết yếu nguyên tử) bị đổi hướng khơng lượng   • Tương tác xạ điện từ Phản ứng sinh cặp + Một photon có lượng Eγ> 2m0c2 = 1.022MeV bị biến đổi thành cặp điện tử - positron γ  e- + e + + Cặp điện tử - positron bắn theo góc θ: θ= + Positron sinh phản ứng với mộ e- tự môi trường  phản ứng hủy cặp: e- + e+  γ + γ Phản ứng hủy cặp positron Tương tác xạ điện từ   • Sự suy giảm xạ: + Photon tới: chuyển động thẳng tới gặp tương tác với nguyên tử chất Photon không tương tác: tiếp tục truyền thẳng Photon tương tác: bị hấp thụ, tán xạ,…  Cường độ chùm xạ suy giảm + Hệ số suy giảm tuyến tính: μ = τ (photoelectric) + σ(compton) + κ(pair) [cm -1] +Hệ số suy giảm khối: μ’= μ/ρ [cm2/g] + Cường độ xạ suy giảm theo quy luật: I = I0 Tương tác hạt mang điện 2.1 Tương tác hạt mang điện nặng (α,p,d…) • Tương tác với vật chất chủ yếu thông qua lực Culong chúng với e quỹ đạo nguyên tử chất hấp thụ • Hạt tới truyền phần nhỏ lượng cho e bị tán xạ góc nhỏ • Năng lượng cực đại e nhận sau lần va chạm Qmax= 4Em0/M (M: khối lượng hạt tới)  Hạt mang điện dần lượng đến hết dừng lại • Trong tương tác, lượng truyền đủ lớn để đánh bật e khỏi nguyên tử đẩy e lên mức lượng cao • Quãng chạy: 0.56E E< MeV R (cm) = 1.24E – 2.62 MeV< E biến đổi hóa học ≈ 10 − 20 µ m − hv + Br ⇒ Br + e + − Ag + e ⇒ Ag − Chụp X-Quang Các ứng dụng y tế CT Phát notron lò phản ứng • • • • • • Tự trang bị máy dò notron Mặt cắt ngang để chụp notron => xạ 103Rh(100%), Hạt β ,γ 103 σ 139 barn ⇒ Rh, T1/2 = 42s, Eβ max = 2.44MeV n ,γ điện => đo lường dòng β Bức xạ gamma => hiệu ứng quang điện tán xạ compton=> electrons Độ nhạy để phát notron=10-21 A/(n/cm2s) Phản ứng sử dụng để phát notron nhiệt Phản ứng 10 α α,7Li 3840 α α,3H 937 α ,3He 5400 B(n, ) Li Li(n, ) H He(n,p) H • σ (bar) En = 0.025eV Sản phẩm A = φσ N ( e − tλ ) Phương trình kích hoạt: 64 64 54 54 Zn(n,p) Cu 12.7h Fe(n,p) Mn 312d 58 58 56 58 Na(n,p) Co 71.3d Fe(n,p) Mn 2.6h 24 24 Mg(n,p) Na 15h 197 196 Au (n,2n) Au 6.2d Nhận biết notron nhanh α • • • Ống đếm tỉ lệ để nhận biết notron (E>1eV) • • • • • • Quả cầu nhấp nháy 6Li(Eu) α 6Li(n, )3h+4.8 MeV=>LiF nằm hai Si-PIPS det Đo trùng hợp cặp( ,3H) => biên độ tín hiệu tỷ lệ thuật với lượng notron Lớp môi trường polyme Ống đếm tỷ lệ 3H(n,p)3H 4-10 bar,3-5kV Buồng phân hạch :Bức tường bên phủ lớp U,Th Notron nhanh:238U,232Th.Notron nhiệt :235U Khi đo thơng lượng notron,thời gian sống có hạn Ứng dụng đầu dò nhấp nháy Cơng nghiệp y tế Ứng dụng đầu dò nhấp nháy chụp ảnh PET Ứng dụng đầu dò bán dẫn • Đo lượng hạt mang điện  Đầu dò bán dẫn diode sillic có chiều dày lớp nghèo 1mm thích hợp để đo lượng hạt mang điện nặng α, p hay mảnh phân hạch Để đo lượng xạ β e-, đầu dò Si(Li) tỏ có ưu mạnh, nguyên tử số Si nhỏ (Z=14) giúp giảm thiểu tán xạ ngược e bề mặt đầu dò • Đo tổn hao lượng riêng dE/dx • Đo lượng tia X tia Gamma Đầu dò Si(Li) dùng rộng rãi hệ đo phổ photon lượng thấp, thích hợp đo lượng tia X 50 keV Đầu HPGe có ưu đặc biệt phép đo phổ gamma phức tạp ghi nhận photon lượng 100keV, đầu dò HPGe mỏng cỡ vài mm thích hợp ... không ghi nhận Tuy nhiên tương tác bị khơng có ảnh hưởng tới đáp ứng đầu ghi Nghĩa thời gian chết tính tương tác ghi nhận Tần suất đếm: m = ≈ n (1 – nτ) CÁC PHƯƠNG PHÁP GHI ĐO HẠT NHÂN PHẦN 1: CÁC...CÁC PHƯƠNG PHÁP GHI ĐO HẠT NHÂN PHẦN 1: CÁC TƯƠNG TÁC CƠ BẢN, TÍNH CHẤT CHUNG CỦA ĐẦU DỊ PHẦN 2: CÁC LOẠI ĐẦU DÒ PHẦN 3: ỨNG DỤNG I Tương tác xạ... phải thực tương tác đủ mạnh trước ghi ghi nhận  hiệu suất ghi < 100% • Hiệu suất ghi tồn phần: •  • Ƞ= Hiệu suất nội: Ƞint =  Ƞ = Ƞint Trong : hệ số hình học đo Thời gian chết • Thời gian chết