0 124567 896242 8 4 1235678 97353 7 355579555 Lờ i cảm ơ n Trướ c tiên, xin gử i lờ i cảm ơ n bày tỏ lòng biết ơ n sâu sắc đến Cơ giáo PGS.TS.Vũ Thị Bích, Thầy giáo TS Nguyễn Thanh Bình, ngườ i tận tình giúp đỡ , hỗ trợ , hướ ng ng d ẫn tơi suốt q trình thự c hi ện hoàn thành luận văn Xin cám ơ n Thầy, Cô giáo giảng dạy, hướ ng ng dẫn suốt chươ ng ng trình học cao học Cám ơ n cô, chú, anh, ch ị, bạn đồng nghiệp thuộc Trung tâm điện t ử hh ọc lượ ng ng tử thu thu ộc Viện V ật lý t ận tình giúp đỡ ttạo điều kiện thuận lợ i cho trình học tập, nghiên cứ u như thự c luận văn Tôi xin cảm ơ n sự hợ p tác giúp đỡ GS TS.Nguyễn Văn Đỗ, TS Phạm Đứ c Khuê trung tâm Vật Lý Hạt Nhân cảm ơ n s ự hhỗ trợ kinh kinh phí từ đề tài nghiên cứ u cơ bbản thuộc Chươ ng ng trình Khoa học Cơng nghệ Vũ trụ - Viện Khoa Học Cơng Nghệ Việt Nam Cuối cùng, tơi xin tỏ lịng biết ơ n đến gia đ ình nhữ ng ng ngườ i thân ln hỗ trợ về vật chất, động viên tinh thần tạo điều kiện cho suốt thờ i gian thự c luận văn Xin chân thành cám ơ n! n! Tác giả Nguyễn Đ ình Hồng Lờ i cam đoan Tôi xin cam đoan cơng trình riêng tơi dướ i sự hướ ng ng dẫn TS Nguyễn Thanh Bình Các số liệu kết quả nêu luận văn trung thự c chư a đượ c công bố trong luận văn, luận án khoa học khác Tác giả Nguyễn Đ ình Hồng Mục lục Lờ i cảm ơ n i Lờ i cam đoan ii Mục lục iii Danh mục bảng v Danh mục hình vẽ vi Lờ i nói đầu 1 Chươ ng ng - Ống nano carbon 2 1.1 Lịch sử hình hình thành 2 Một số dạng cấu hình phổ biến vật liệu carbon 1.3 Cơ ch chế mọc ống nano carbon 1.4 Các phươ ng ng pháp chế tạo ống nano carbon 1.5 Tính chất ống nano carbon 1.6 Các sai hỏng có thể tồn mạng ống nano n ano carbon 10 1.7 Một số ứ ng ng dụng ống nano carbon 11 Chươ ng ng – Lý thuyết tán xạ Raman 16 2.1 Hiệu ứ ng ng Raman 16 2.2 Tán xạ Raman cộng hưở ng ng 17 2.3 Các mode dao động ống nano carbon 17 2.4 Phổ kế raman 20 Chươ ng ng – Nguồn bứ c xạ năng lượ ng ng cao 22 3.1 Tia vũ trụ 22 3.2 Nguồn bứ c xạ nhân tạo 23 3.2.1 Máy gia tốc tuyến tính 24 3.2.2 Nguồn Americium-241, phát tia X 26 3.2.3 Nguồn Radium-226, phát gamma 26 Chươ ng ng –Thự c nghiệm 27 4.1 Nghiên cứ u sự ảnh hưở ng ng bứ c xạ laser lên CNTs 28 4.2 Nghiên cứ u sự ảnh hưở ng ng bứ c xạ hãm lên CNTs 31 4.3 Sự ảnh hưở ng ng tia X tia Gamma lên cấu trúc CNTs 37 KẾT LUẬN 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 Các công trình cơng bố có liên quan đến luận văn 44 Danh mục bảng Bả ng 1. T ần số mode mode D, G , t ỷ số ID/IG ID/IG theo cườ ng ng độ laser CNTs chư a chiế u xạ Bả ng 2. Các đồng vị phóng xạ đượ c nhận diện t ừ ừ m mẫ u ố ng ng nano carbon Bả ng T ần s ố mode mode D, G , t ỷ s ố ID/IG ID/IG theo cườ ng ng độ laser CNTs sau đượ c chiế u bứ c xạ hãm Bả ng T ần s ố mode mode D, G , t ỷ s ố ID/IG ID/IG theo cườ ng ng độ laser CNTs sau đượ c chiế u tia X Bả ng T ần s ố mode mode D, G , t ỷ s ố ID/IG ID/IG theo cườ ng ng độ laser CNTs sau đượ c chiế u tia Gamma Danh mục hình vẽ Hình 1.1 C ấ ấ u trúc than chì Hình 1.2. C ấ ấ u trúc kim cươ ng ng Hình 1.3. C ấ ấ u trúc carbon C 60 60 (một d ạng fullerene) Hình 1.4 C ấ ng đơ n t ườ ng SWCNTs đ a t ườ ng MWCNTs ấ u trúc ố ng ườ ng ườ ng Hình 1.5. Ả nh nh SEM CNTs vớ i hạt xúc tác ở đ áy áy ố ng ng ở đầu ố ng ng Hình 1.6. Ả nh ườ ng nh TEM ố ng ng carbon nano đ a t ườ ng Hình 1.7. C ơ ơ ch chế m mọc ố ng ng nano carbon Hình 1.8. H ệ thiế t bị chế t t ạo CNTs phươ ng ng pháp CVD Hình 1.9. H ệ thiế t bị chế t t ạo CNTs phươ ng ng pháp hồ quang đ iện Hình 1.10. H ệ t ạo CNTs phươ ng ng pháp chùm laser Hình 1.11 ng nano carbon kiể u armchair có tính chấ t kim loại nano Ố ng carbon kiể u zig-zag có tính chấ t bán d ẫẫ n Hình 1.12 Sai hỏng Stone Wales t ạo cặ p ngũ giác thấ t giác CNTs Hình 1.13. Mơ hình sự xen xen giữ a Li hấ p thụ H 2 Hình 1.14. Màn hình hiể n thị sử d d ụng CNTs Hình 1.15. Típ STM, AFM có g ắ n CNTs Hình 1.16 Típ CNTs biế n tính Hình 1.17 V ật liệu CNTs-COOH dùng cho sensor xác định nồng độ cồn Hình 1.18. Áo chố ng ng đạn siêu bề n, n, vỏ tàu vũ tr ụ làm CNTs Hình 1.19. Transistor tr ườ ườ ng ng sử d d ụng ố ng ng nanno carbon Hình 2.1. C V Raman Hình 2.2 Tán xạ Raman thu đượ c kích thích phân t ử ử b bằng laser Hình 2.3. Nguyên lý trình tán xạ raman Hình 2.4. Phổ tán tán xạ Raman CNTs đ a t ườ ườ ng ng Hình 2.5. M ột số mode mode dao động CNTs, Hình bên trái: mode h ướ ng ng tâm, nguyên t ử ử dao dao động theo phươ ng ng bán kính, hình bên ph ải: mode tiế p tuyế n t ươ ươ ng ng ứ ng ng vớ i dao động d ọc theo tr ục xung quanh tr ục Hình 2.6. S ơ ơ đồ khố i phổ k k ếế Raman Raman Hình 2.7. Phổ k k ếế Raman Raman hãng Renishaw Hình 3.1. Phổ n lượ ng ng tia vũ tr ụ Hình 3.2. S ự ự ảnh hưở ng ng tia vũ tr ụ theo độ cao Hình 3.3. Máy Máy gia t ốố c electron tuyế n tính, trung tâm gia t ốố c Pohang, Hàn Quố c Hình 3.4. N ơ ơ i đặt mẫ u đượ c chiế u xạ Hình 3.5. Nguyên lý t ạo bứ c xạ hãm Hình 3.6. Phổ b bứ c xạ hãm thu đượ c t ừ ừ bbắ n máy gia t ốố c Hình 4.1 S ơ ơ đồ bố trí trí thí nghiệm chiế u xạ CNTs bứ c xạ hãm Hình 4.2 4.2. Phổ Raman Raman CNTs chư a chiế u t ăng cườ ng ng độ laser t ừ ừ đế n 60 kW/cm2 và giảm cườ ng ừ 60 ng độ laser t ừ 60 xuố ng ng kW/cm2(a- kW/cm2 , b15 kW/cm2 ,c-30 kW/cm2 , d-60 kW/ cm2) Hình 4.3 3. T ần s ố mode mode D mode G c CNTs chư a chiế u t ăng cườ ng ng độ laser t ừ ừ 33 đế n 60 kW/cm2 và giảm cườ ng ừ 60 ng độ laser t ừ 60 xuố ng ng kW/cm2 Hình 4.4 4.4. T ỷ số vvề ccườ ng ng độ ID/IG ố ng ng nano carbon chư a chiế u xạ Hình 4.5 4.5. H ệ phổ k k ếế gamma gamma HPGe (CANBERRA, M ỹ ) Hình 4.6 4.6. Phổ gamma gamma đặc tr ư n g ố ng ng nano carbon ư ng Hình 4.7. Suấ t lượ ng ng t ạo thành đồng vị phóng xạ mẫ u ố ng ng nano carbon chiế u bở i chùm photon hãm lượ ng ng cự c đại 60 MeV Hình 4.8 4.8. Ả Ả nh nh SEM CNTs (a) ban đầu (b) sau đượ c chiế u b ứ c xạ hãm Hình 4.9 4.9. Phổ Raman Raman CNTs sau chiế u bứ c xạ hãm, t ăng cườ ng ng độ laser t ừ ừ 33 đế n 60 kW/cm2 và giảm cườ ng ừ 60 ng độ laser t ừ 60 xuố ng ng kW/cm2(a- kW/cm2 , b- 15 kW/cm2 ,c-30 kW/cm2 , d-60 kW/ cm2) Hình 4.10. (a)T ần số mode D, (b)T ần số mode G, (c)t ỷ lệ cườ ng ng độ chúng CNTs sau chiế u bứ c xạ hãm, t ăng cườ ng ng độ laser t ừ ừ đế n 60 kW/cm2 và giảm cườ ng ng độ laser t ừ ừ 60 60 xuố ng ng kW/cm2 Hình 4.11 4.11. Phổ Raman Raman CNTs sau chiế u tia X, t ăng cườ ng ng độ laser t ừ ừ đế n 60 kW/cm2 và giảm cườ ng ng độ laser t ừ ừ 60 60 xuố ng ng kW/cm2(a- 2 2 kW/cm , b- 15 kW/cm ,c-30 kW/cm , d-60 kW/ cm ) Hình 4.12. Phổ Raman CNTs sau chiế u tia Gamma, t ăng cườ ng ng độ laser t ừ ừ đế n 60 kW/cm2 giảm cườ ng ng độ laser t ừ ừ 60 xuố nngg kW/cm2(a- kW/cm2 , b- 15 kW/cm2 ,c-30 kW/cm2 , d-60 kW/cm2) Độ d ịch t ần số (a) đỉ nh nh D (b) đỉ nh nh G ( c) t ỷ l ệ về cườ ng ng độ đỉ nh nh CNTs chư a chiế u, u, sau chiế u tia X, tia Gamma, t ăng ừ đế n 60 kW/cm2 giảm cườ ng ừ 60 xuố ng cườ ng ng độ laser t ừ ng độ laser t ừ ng kW/cm2 Hình 4.13 13 Hình 2.3. Nguyên lý trình tán xạ raman 2.2 Tán xạ Raman cộng hưở ng ng Thơng thườ thườ ng, ng, phân tử tử đượ c kích thích lên trạ trạng thái nă lượ lượ nngg ảo sau hồ h ồi phụ ph ục, kế k ết qu ả là photon đượ c phát Quá trình tán xạ x ạ này đượ c gọ g ọi tán xạ xạ cộng hưở ng ng ho hoặặc nhiề nhiều chuyể chuyển dờ i giữ trạ trạng thái nă lượ ng ng thự thực củ phân tử tử Chi tiế tiết hơ h ơ n, n, nế n ếu tồ t ồn tạ t ại trạ tr ạng thái nă lượ l ượ ng ng thự thực củ c phân tử tử phù hợ hợ p vớ v ớ i nă n ăng lượ lượ ng ng photon tớ tớ i (thay cho trạ trạng thái nă lượ l ượ nngg ảo), khả khả n năăng xả x ảy củ trình sẽ cao hơ hơ n n Hiệ Hiệu ứng đượ c ch ỉ ra ở hình hình 2.3,, khả khả n năăng xả xảy củ tán xạ xạ có thể thể t tăăng lên hàng nghìn lầ lần, đượ c chỉ ra ở các các 2.3 đườ ng ng đậm đậm nét 2.3 Các mode dao động ống nano carbon Trong ống nano carbon đơ n tườ ng, ng, hiệ hiệu ứng cộng hưở ng ng xảy lượ ng ng photon kích thích trùng vớ vớ i hiệ hiệu mứ mức lượ ng ng dao động động Năng lượ ng ng kích thích phả phải phù hợ hợ p vớ i sự chuy chuyểển mức lượ l ượ ng ng khoảảng 50-100 meV để kho để thu đượ c hi hiệệu ứng cộng hưở ng ng Trong hiệ hiệu ứng 18 cộng hưở ng ng tán xạ xạ, số tr trạạng thái củ điện tử góp phầ phần vào độ độ mạnh tín hiệ hiệu Hình 2.4. Phổ tán tán xạ Raman CNTs đ a t ườ ườ nng.[4] g.[4] + Mode RBM: dao độ động ng nguyên tử tử carbon dao độ động ng theo hướ hướ nngg hướ ng ng tâm củ ống Do vậ mode đượ c gọi RBM (radial breathing mode) vớ vớ i ttầần số số n nằằm khoả khoảng 100 – 500 cm-1 Khi tầ tần số số c củủa mode RBM phụ phụ thu thuộộc vào đườ ng ng kính củ ống nano carbon, tán hiệ hiệu từ từ các ống khác không chồ chồng lên phổ ph ổ Raman Cườ Cườ nngg độ độ c củủa mode RBM trở trở lên lên yế yếu hơ n đườ ng ng kính củ ống tăng Và khơng cịn trơng thấ thấy đượ c đườ nngg kính ống lớ n hơ n nm Mode RBM nhạ nhạy vớ i sự thay đổ đổii áp suấ suất, mode sẽ d dịịch về phía tầ tần số số cao tă tăng áp suấ suất Tất cả ph phổổ Raman bậ bậc phụ phụ thuộ thuộc vào chiề chiều dài liên kế kết carboncarbon Tă Tăng chiề chiều dài sẽ làm cho mode dao độ động ng dị dịch về phía tầ tần số số th thấấp +Mode D: có tầ tần số ở cỡ khoả khoảng 1330 cm-1, đượ c gọi mode sai hỏ h ỏng mạng, hay mấ tr trậật tự mạng (disorder hay defect band), liên quan đế đếnn tán xạ xạ Raman cộ cộng hưở hưở ng ng kép Mode D đượ c tạ tạo bằ trình tán xạ xạ g gồồm động tán xạ xạ c củủa phonon, tán xạ xạ t từừ dao độ ng đàn hồ h ồi ccủủa sai hỏ hỏng mạng Nếu tán xạ xạ từ sai hỏ hỏng mạng đượ c thay thế bở i phonon ta sẽ thu đượ c tín hiệ hiệu Raman có nă lượ lượ ng ng gấ gấp đôi nă n ăng lượ lượ ng ng củ phonon Mode đượ c gọ g ọi mode bậ b ậc củ c D, gọ gọi mode G’, mode khơng liên quan đến đến sai hỏ hỏng mạ mạng + Mode G có tầ tần số ở cỡ khoả khoảng 1590 cm-1 Mode sự dao độ động ng mặ mặt nguyên tử tử carbon lân cậ cận mạ mạng lụ lục giác, bao gồ gồm cả kéo dãn uốn liên kế kết carbon Đỉ Đỉnh nh Graphene tạ t ạo thành, vậ mà th thườ ườ ng ng đượ c gọ gọi mode G Trong mode G có đỉ đỉnh nh khác 19 Đỉ Đỉnh nh có cườ cườ nngg độ độ cao cao hơ hơ n sẽ tươ nngg ứng vớ i dao độ động ng dọc theo tr trụục CNTs, đỉnh đỉnh có cườ cườ nngg độ độ th thấấp hơ n sẽ tươ nngg ứng vớ i dao độ động ng ngang trụ trục CNTs Nế Nếu CNTs có tính chấ chất kim loạ loại chủ chủ y yếếu thì, sẽ trên phổ phổ Raman, mode G sẽ có đỉ đỉnh nh có cườ cườ nngg độ độ th thấấp ở phía phía tầ tần số th thấấp, đỉ đỉnh nh có cườ cườ nngg độ độ cao hơ hơ n ở phía phía tầ tần số s ố cao Và ngượ ngượ c lại, CNTs có tính chấ ch ất bán dẫ dẫn, mode G sẽ có đỉ đỉnh nh có cườ cườ nngg độ độ cao cao ở tầ tần số số th thấấp đỉ đỉnh nh có cườ cườ nngg độ độ th thấấp ở tần số số cao [7] Hình 2.5. M ột số mode mode dao động CNTs, Hình bên trái: mode hướ nngg ử dao tâm, nguyên t ử dao động theo phươ ng ng bán kính, hình bên phải: mode tiế p tuyế n t ươ ươ nngg ứ ng ng vớ i dao động d ọc theo tr ục xung quanh tr ục Ta thể xác đị định nh đượ c mức độ độ tr trậật tự trong cấ cấu trúc củ vật liliệệu CNTs qua t ỷ s ỷ sốố c cườ ườ nngg độ độ gi giữữa mode D mode G, ID /IG Nế Nếu ID /IG càng lớ lớ n chứng tỏ mẫu có nhiề nhiều khuyế khuyết tật Và ngượ ngượ c lại, ID /IG càng nhỏ nhỏ thì chứng tỏ t ỏ mẫu có khuyế khuyết tật Sự khác giữ ID /IG mẫu CNTs chư chưa chiế chiếu, đượ c chiế chiếu bở i tia bứ xạ khác đượ c nghiên cứu phươ phươ nngg pháp đo phổ phổ Raman, từ từ đánh giá mứ mức độ độ ảnh hưở ng ng nguồ nguồn xạ lên vậ vật liệ liệu sau đượ c chiế chiếu xạ xạ Nế Nếu t ỷ s ỷ sốố ID /IG th thấấp không thay đổ đổii theo lượ lượ ng ng laser CNTs có chấ chất llượ ượ ng ng tố tốt, ngượ ngượ c lạ lại nế t ỷ s ỷ sốố ID /IG cao lên không ổn đị định nh CNTs có chấ chất llượ ượ ng ng bị bị gi giảảm [9],[6]. [9],[6]. 20 2.4 Phổ kế raman 2.4.1 Cấu tạo phổ kế Raman Hình 2.6. S ơ k ế Raman ơ đồ khố i phổ k ế Raman Hình 2.7. Phổ k k ếế Raman Raman hãng Renishaw Phổổ k Ph kếế Raman gồ gồm khố khối như sau: • Kh Khốối phát Laser • Khố Khối dẫ dẫn quang đầ đầuu dị • Máy đơ n sắ sắc • Kh Khốối thu nh nhậận tín hiệ hiệu • Các khố khối điện tử tử, hiể hiển thị thị khác 2.4.2 Ư u điểm phươ ng ng pháp Đây mộ ph phươ ươ ng ng pháp có rấ nhiề nhiều ưu điểm, đặ đặcc biệ biệt khả khả ứng ớ n dụng thự thực ttếế r rấất llớ n Có thể thể k kểể ra mộ ssốố ưu điểm sau: 21 Phươ ng Phươ ng pháp không yêu cầ c ầu phả phải phá mẫ mẫu hay trích mộ phầ ph ần nhỏ nh ỏ c củủa mẫu để nghiên để nghiên cứu bả b ảo tồn đượ c mẫ mẫu Thêm vào đó, cũ khơng cầ cần đếnn chùm sáng phả phả phải titiếếp xúc trự trực titiếếp vớ i mẫu mà sử sử dụng chùm sáng đế phản xạ để thu để thu thông tin, nh ư v vậậy phươ ph ươ ng ng pháp thể sử sử d dụụng trườ trườ ng ng hợ h ợ p không tiế tiếp cậ cận đượ c vớ vớ i mẫ mẫu Đây phươ phươ ng ng pháp phân tích nhanh, khơng yêu cầ c ầu ph phảải chuẩ chuẩn bị mẫu như các phươ phươ ng ng pháp khác, điều làm cho phươ phươ ng ng pháp đơ n giả giản rút ngắ ngắn đáng kể ờ i gian thự kể th thờ thực hiệ Vớ i số thiế thiết bị hỗ tr trợ ợ , ph phổổ kế Raman có khả khả phân tích mẫ mẫu đặ đặtt túi nhự nhựa, chai thu ỷ thu ỷ tinh, tinh, mẫ mẫu đặ đặtt dung dị dịch Đây cũ c ũng mộ đặ đặcc điểm hữ h ữu ích, thể phân tích mẫ mẫu đượ c bả b ảo qu quảản mà không phả phải tách chúng khỏ khỏi môi trườ trườ ng ng bả b ảo qu quảản Có thể thể đo mẫu dung dị dịch mẫ mẫu khí dễ dễ dàng (so sánh vớ vớ i FTIR) -1 -1 Dấảti hữ ph đếnn 4000 cm có khả khả n năăng nghiên cứu hầ h ầu hết hợ p chấ ch hphổ ữuổ cơ crộơ ng và 100 và vô cơ ccm ơ đế Năng suấ suất phân giả giải llớ ớ n, n, phổ phổ k kếế Raman có khả khả phân tích mẫ mẫu có kích thướ thướ c khoả khoảng – µm Phổ s Phổ sắắc nét bị bị nhi nhiễễu xạ x ạ h hơ ơ n dễ d ễ dàng xử xử lý số li liệệu hơ h ơ n (so sánh vớ i Mid-IR NIR) Những ưu điểm làm cho phổ Nhữ phổ k kếế raman không nhữ phổ phổ bi biếến phịng thí nghiệ nghiệm mà ngày đượ c ứng dụ dụng rộ rộng rãi công nghiệ nghiệp, y họ học, điều tra tộ tội phạ phạm đặ đặcc biệ biệt nhữ ứng dụ dụng yêu cầ cầu độ độ phân phân giả giải cao, đơ n giả giản, nhanh chóng mà khơng phả phải phá mẫ mẫu Do ph phươ ươ ng ng pháp phân tích phổ phổ raman đượ c ch chọọn làm phươ phươ ng ng pháp nghiên cứu luậ lu ận văn để để nghiên nghiên cứu sự thay đổ đổii cấ cấu trúc ống nano carbon sau đượ c chiế chiếu xạ xạ 22 Chươ ng ng – Nguồn bứ c xạ năng lượ ng ng cao 3.1 Tia vũ trụ Tia vũ vũ tr trụụ (cosmic rays) đượ c phát hiệ lần đầ đầuu tiên vào nă năm 1911 bở bở i Victor Hess ông ta bay khí cầ c ầu vớ vớ i máy đo tĩ nnhh điện ở độ độ cao 5000 mét Ban đầ đầuu chúng đượ c nghĩ nghĩ là bứ xạ x ạ Gamma Như Nhưng thí nghiệ nghiệm vào nhữ năm 1930 ch chứứng minh rằ tia vũ vũ tr trụụ có nguồ nguồn gốc chủ chủ y yếếu hạ hạt mang điện bở bở i chúng bị bị ảnh hưở hưở ng ng bở bở i ttừừ tr trườ ườ ng ng trái đấ đất.t Hầu hết tia vũ vũ tr trụụ ion (cosmic rays) đượ c tạ t ạo thành bở bở i hạ hạt mà tồ t ồn trái đấ đất,t, như protons, hạ hạt nhân nguyên tử tử, electron Tuy nhiên mộ phầ phần nhỏ nhỏ có cả ph phảản vậ vật chấ chất như là positron hoặ antiproton Khoả Khoảng 89% thành phầ phần củ c tia vũ vũ tr trụụ là proton (hạ (hạt nhân hidro), 10% hạ h ạt anpha (hạ (hạt nhân Helium), 1% hạ hạt nặng khác Các hạ hạt thể có lượ ng ng lên 20 đến đến 10 eV, cao hơ hơ n nhiề nhiều lầ lần so vớ vớ i máy gia tố t ốc hạ hạt thể tạ tạo Hình 3.1. Phổ n lượ ng ng tia vũ tr ụ Các tia X tia Gamma từ từ v vũũ tr trụụ không thể thể quan sát đượ c từ từ m mặặt đấ đấtt bầ bầu khí quyể nhanh chóng hấ hấp th thụụ chúng Tuy nhiên, chúng th ể quan sát đượ c vệ vệ tinh quan sát Ánh sáng nhìn thấ thấy đượ c có nă lượ ng ng cỡ eV, tia X th ể c cóó nnăăng lượ l ượ nngg đế đếnn 50 keV, tia Gamma thể có nă n ăng lượ ng ng 1MeV Mỗ Mỗi photon đượ c sinh bở bở i mộ đơ n hạ hạt, như v vậậy hạ hạt phát tia vũ vũ tr trụụ là photon cịn có nă n ăng lượ lượ ng ng thể cịn lớ lớ n hơ hơ n như th thếế 23 Các tia vũ vũ tr trụụ có thể thể đượ c tạo từ từ các vụ vụ n nổổ siêu (supernova), từ từ các lỗ đen (black holes), hoạ hoạt độ động ng mặt tr trờ ờ i… i… hay tươ tươ ng ng tác củ tia vũ v ũ tr trụụ v vớ ớ i vậ vật chấ ch ất giữ Hầ Hầu hế hết tia vũ vũ tr trụụ b bịị h hấấp thụ thụ b bở ở i khí quyể trái đất, đất, mộ tia vũ vũ tr trụụ lượ l ượ ng ng cao vào khí quyể quyển, sẽ bắn phá vào hạ hạt nhân và cao t ạo tạ nhi ều tialạ vi ũttạạ tr trụ thứ ứ c cấ khác, nrếụu khác tia mậtớ imay nàymắ vẫắnn nă n(O, ăng N, l ượ Ar) lượ nngg đủ đủ cao thìnhiề chúng lạvũ oụra th nhi nhiề ềấup tia vũ tr vũ tnế Thmớ Thậ mvẫ khí quyể bả b ảo vệ v ệ chúng ta khỏ khỏi ssựự phá hủ hủy củ tia Như Nhưng thự thực tế c cứứ m mỗỗi giờ giờ , có khoả khoảng 100 000 tia vũ vũ tr trụụ đi xuyên qua cơ cơ thể thể chúng ta. Hình 3.2. S ự ự ảnh hưở ng ng tia vũ tr ụ theo độ cao Nhưng điều kiệ Như kiện vũ vũ tr trụụ, vệ vệ tinh thườ thườ ng ng phả phải bay cách mặ mặt đấ đấtt ccỡ ỡ 500 km Nơ Nơ i chị ch ịu ảnh hưở hưở ng ng mạ mạnh củ ttấất ccảả các tia, hạ h ạt có nă lượ lượ ng ng cao như proton, electron, alpha, photon, nơ nơ tron, tron, ion nặ nặng, hạ hạt cơ bản, sóng điện từ t ừ có lượ l ượ ng ng cao, thể d dẫẫn đế đếnn s ự bi biếến đổ đổii v ề c cấấu trúc, tính chấ chất cơ , hóa, vậ vật lý, vậ sẽ ảnh hưở hưở nngg đế đếnn khả khả n năăng hoạ hoạt độ động ng củ thiế thiết bị bị này Gần đây, sử sử dụng vậ v ật liliệệu nano công nghệ nghệ v vũũ tr trụụ đượ c nhà khoa họ học quan tâm, đặ đặcc bi biệệt việ việc sử dụng nano chế chế tạo linh kiệ kiện điện tử, vật liliệệu ch chếế tạo vỏ tàu vũ vũ tr trụụ Trong môi trườ trườ ng ng khắ khắc nghiệ nghiệt này, linh kiệ kiện, vật liliệệu bị các tia vũ vũ tr trụụ bắn phá thể dẫn đế đếnn sự biế biến đổ đổii về cấu trúc, gây sự thay đổ đổii tính chấ chất vật liliệệu Do vậ thể ảnh hưở h ưở nngg đế đếnn độ bềền, tính làm việ định tu tuổổi thọ thọ, độ b việc ổn đị nh củ thiế thiết bị bị 3.2 Nguồn bứ c xạ nhân tạo Nhằm mục đích mơ phỏ Nhằ q trình tươ tươ ng ng tác củ bứ xạ trên vũ vũ tr trụụ lên vậ vật liệ li ệu nano ngườ ngườ i ta thườ thườ ng ng tiế tiến hành nghiên cứu thử th ử nghi nghiệệm mặt đất đất vớ vớ i nguồ nguồn bứ xạ xạ nhân tạ tạo, chủ chủ y yếếu đượ c tạ tạo từ từ các máy gia tố tốc hạt nguồ nguồn phóng xạ xạ Trong thí nghiệ nghiệm này, tơi sử d dụụng chùm 24 xạ x ạ hãm từ từ máy gia tố tốc tuyế tuyến tính (trung tâm gia tố tốc Pohang, Hàn Quố Quốc) tia X từ từ ngu nguồồn đồ đồng ng vị vị phóng xạ xạ Americium-241, tia Gamma từ từ ngu nguồồn Radium226 (trung tâm Vậ Vật Lý Hạ Hạt Nhân, Việ Viện Vật Lý, Việ Viện Khoa Họ Học Công Nghệ Nghệ Việ Việt Nam) 3.2.1 Máy gia tốc tuyến tính Các bộ ph phậận củ máy gia tố tốc linac: 01 nguồ nguồn phát electron, 01 nam châm alpha, 02 cặ cặp nam châm tứ tứ cực, 01 bộ ba nam châm tứ tứ cực, 02 đoạn ống gia tố tốc, 01 nam châm phân tích dịng, 01 nam châm điều tiêu, 01 bộ phát sóng cao tầ tần cung cấ cấp nă lượ lượ ng ng Chếế độ làm Ch độ làm việ việc: Năng lượ lượ ng ng Ee-= 60 MeV; Dòng Ie- = 30 mA; Tần số số xung f = 15 Hz; Độ Độ r rộộng xung τ = µs Hình 3.3. Máy ốc Pohang, Hàn Quố c Máy gia t ốố c electron tuyế n tính, trung tâm gia t ố Hình 3.4. N ơ ơ i đặt mẫ u đượ c chiế u xạ Nguyên lý hình thành bứ c xạ hãm 25 Photon hãm đượ c ttạạo bắ bắn phá chùm electron đượ c gia tố tốc tớ tớ i nă lượ ng ng 60 MeV vào bia hãm W Bứ B ức xạ xạ hãm có phổ phổ liên tụ tục tớ tớ i nă lượ lượ ng ng cự cực đại đại bằ nă lượ lượ ng ng củ chùm electron 60 MeV (bướ (b ướ c sóng ngắ ngắn nhấ 2x10-5 nm)[14] nm) [14]. Hình 3.5. Nguyên lý t ạo bứ c xạ hãm Electron có nă lượ ng ng cao 60 MeV từ từ máy gia tố tốc bắn phá vào hạ hạt nhân bia Electron truyề truyền phầ phần lượ l ượ ng ng củ c cho hạ hạt nhân, kích thích hạ h ạt nhân bia lên trạ trạng thái kích thích phát photon Electron sau va ch ạm, lại titiếếp tục va chạ chạm vào hạ hạt nhân bia khác, lạ l ại kích thích hạ hạt nhân lên tr trạạng thái kích thích Sau hạ h ạt nhân lạ lại phát photon Quá trình tiế ti ếp tục cho tớ tớ i electron bị bị m mấất tồn bộ n năăng lượ lượ ng ng củ e+A A* +e’ A+γ +e’ +e’ e’+AA* +e’’ A+γ ’+e’’, ’+e’’, Chính vậ mà bứ xạ hãm có phổ phổ lượ ng ng liên tụ tục từ 0 cho đế đếnn 60 MeV 10 m h n o10 t o h p g n10 ỵ − l g n «10 h T 60MeV 10 20 30 40 50 60 70 Năng lợng photon hm (MeV) Hình 3.6. Phổ b ừ b ốc bứ c xạ hãm thu đượ c t ừ bắ n máy gia t ố 26 3.2.2 Nguồn Americium-241, phát tia X Thờ Th ờ i gian bán rã 432,2 nă n ăm Hoạạt độ Ho độ ban ban đầ đầuu 1,24x109 (bq) =33,5 mCi Phát 1,24x109 tia X mỗ giây Năng lượ lượ ng ng tia X: 0,06 MeV 3.2.3 Nguồn Radium-226, phát Gamma Thờ i gian số Thờ sống 1600 nă năm Hoạạt độ Ho độ ban ban đầ đầuu 1,85x105 (bq) =5µCi Phát 1,85x105 tia Gamma mỗ giây Năng lượ lượ ng ng Gamma: MeV 27 Chươ ng ng –Thự c nghiệm Trong thí nghiệ nghiệm này, chúng tơi sử sử dụng mẫu nghiên cứu ống nano carbon đượ c ch chếế tạo Vi Việện Khoa họ học Vật liliệệu - Việ Viện KH&CN Việ Việt Nam, đượ c chế chế t tạạo bằ phươ phươ ng ng pháp lắ lắng đọ đọng ng pha hơ hơ i hóa họ học sử sử d dụụng hỗ hỗn hợ hợ p xúc tác Fe(NO ) và CaCO Ống nano carbon có đườ ng ng kính từ từ 15- 90 nm, độ độ 3 tinh kiế kiết 97%, phầ phần lạ lại tạ tạp chấ chất carbon vô đị định nh hình hình [4] Để kh Để khảảo sát sự ảnh hưở hưở ng ng củ mẫ mẫu ống nano carbon vớ vớ i điều kiệ kiện chiế chiếu xạ xạ có cườ ng ng độ l độ lớ ớ n nă lượ l ượ ng ng cao, mẫ mẫu nano carbon đượ c đem chiế chiếu xạ x ạ xạ x ạ hãm đượ c tạo bở b ở i máy gia tố tốc tuyế tuyến tính có nă lượ l ượ ng ng cực đạ đạii 60 MeV, thờ thờ i gian 80 phút Hình 4.1. S ơ ơ đồ bố trí trí thí nghiệm chiế u xạ CNTs bứ c xạ hãm Electron từ máy từ tốc cđặ tuyế ến tính nătố ượ ng ncm g 60Mẫ bắnđượ bắ vàoc bia Vonfram dày 0,1 mm,gia đượ tố đặt t cách máycógiană tng ốc l10 MMeV, ẫu CNTs đặ đặtt cách bia Vonfram 10 cm, nhậ nhận đượ c bứ xạ xạ hãm phát từ từ bia Vonfram Bứ Bức xạ xạ hãm có phổ phổ n năăng lượ lượ ng ng từ từ 0-60 MeV Nhưng thự Như thực tế, điều ki kiệện vũ tr trụụ, sự chiế chiếu xạ yếu hơ n nhiề nhiều lần so vớ vớ i chiế chiếu xạ x ạ b bằằng máy gia tố tốc, thờ thờ i gian chiế chiếu xạ x ạ là liên tụ tục khoảảng thờ kho thờ i gian dài Do vậ để để mơ mơ phỏ q trình chiế chiếu xạ cho sát vớ vớ i điều kiệ kiện vũ vũ tr trụụ h hơ ơ n, n, tiế tiến hành chiế chiếu xạ xạ m mẫẫu nano carbon bằ tia X vớ vớ i lượ ng ng 0,06 MeV nm Gamma vớ v ớ i lượ ng ng MeV thờ th ờ i gian 12 ngày liên tụ tục Sauđượ chi ếu xtích ạ bằbằ ứcươ xạng X vàphổ Gamma, mẫ mẫu nano carbon c đđượ em cđichiế phân bng ằngbphươ ph n hãm, g pháptiaquang ph ổ Raman Phổ Raman (kích thích bằ Phổ b ằng laser ở bướ c sóng 632,8 nm) cũ đượ c thu nhậ nhận phân tích bằ b ằng máy quang phổ phổ Renishaw vớ vớ i vật kính 50x vớ vớ i khoả khoảng đo từ từ 100 cm-1 - 3200 cm-1, độ độ phân phân giả giải cm-1, năng lượ lượ ng ng kích thích cự cực đạ đạii đổii 60 kW/cm Trong trình đo tán xạ xạ Raman nă lượ lượ ng ng laser đượ c thay đổ thuậận nghị thu nghịch, từ từ n năăng lượ lượ ng ng nhỏ nhỏ nh nhấất thể nh nhưưng vẫ đủ đủ m mạạnh để để thu thu đượ c tín 28 hiệ hiệu (nă (n ăng lượ lượ ng ng nhỏ nhỏ nh nhấất kW/cm2) nhằ nh ằm mụ mục đích hạ hạn chế ch ế tố tối đa ảnh hưở h ưở nngg nhiệ nhiệt độ do độ do chiế chiếu laser cườ cườ nngg độ độ cao cao lên mẫ mẫu Sau nă lượ lượ ng ng laser đượ c đạtt nă đạii 60 kW/cm2 Ở giá trị tăng từ từ t từừ và đạ lượ lượ ng ng cự cực đạ trị n năăng lượ lượ ng ng cao nhấ này, mẫ mẫu sẽ bị ảnh hưở ng ng mạnh bở i nhiệ nhiệt độ độ,, nă lượ ng ng laser hộ hội tụ vào điểm nhỏ nhỏ trên mẫ mẫu Sau nă n ăng lượ ng ng laser lạ lại đượ c giả gi ảm từ t ừ từ t ừ về n năăng lượ l ượ nngg nhỏ nhỏ nhấ nhất, qua trình thay đổ đổii thuậ thuận nghị nghịch này, ta thể nh nhậận đượ c kết qu quảả về ảnh hưở hưở ng ng củ laser lên mẫ mẫu CNTs đồng Sau thu đượ c số liliệệu, phổ phổ raman đượ c xử lý nhiễ nhiễu, đồ ng thờ thờ i đỉ đỉnh nh phổ phổ raman đượ c fit theo hàm Lorentz để để tìm tìm tọ tọa độ độ đỉ đỉnh, nh, chiề chiều cao, độ độ r rộộng phổ phổ xác, khách quan bằ phầ phần mềm chuyên dùng cho phân tích phổ phổ Origin 8.0 4.1 Nghiên cứ u sự ảnh hưở ng ng bứ c xạ laser lên CNTs Phổ Raman củ Phổ mẫ mẫu CNTs ban đầ đầuu đượ c vẽ v ẽ trên hình 4.2 4.2 Hình bên trái phổ phổ Raman củ CNTs ban đầ đầu, u, đượ c vẽ theo chiề chiều tăng dần lượ nngg laser (LDP), hình bên phả phải đượ c vẽ vẽ theo chiề chiều giả giảm dầ dần củ nă lượ lượ ng ng laser D ) s t i n u b r a ( y t i s n e t n I D LDP LD P G LDP LD P d c b a d c d c b b a a 1200 G d c b a 1400 1600 1200 1400 Raman shift(cm-1) 1600 Hình 4.2 ừ 33 4.2. Phổ Raman Raman CNTs chư a chiế u t ăng cườ nngg độ laser t ừ đế n 60 kW/cm2 và giảm cườ nngg độ laser t ừ ừ 60 60 xuố ng ng kW/cm2(a- kW/cm2 , b15 kW/cm2 ,c-30 kW/cm2 , d-60 kW/ cm2) 29 1334 ) 1 - 1584 T Ç n 1582 s è m o d 1580 e G ( c m 1332 m c ( D e 1330 d o m è s 1328 n Ç T 1 1578 ) Mode D Mode G 1326 1576 15 30 45 60 45 30 15 C−êng ®é laser (KW/cm ) Hình 4.3. T ầ mode D 2mode G CNTs chư a chiế u t ăng cườ 2nngg ầ n số mode độ laser t ừừ 33 đế n 60 kW/cm và giảm cườ nngg độ laser t ừ ừ 60 60 xuố ng ng kW/cm 2.0 Ch−a chiÕu 1.8 1.6 1.4 G I / D I 1.2 1.0 0.8 0.6 15 30 45 60 45 30 15 Hình 4.4 4.4. T ỷ số v về cườ nngg độ I D /I G của ố ng ng nano carbon ch ư a chiế u xạ C−êng ®é laser (KW/cm ) Bả ng 1. T ầ ầ n số mode mode D, G , t ỷ số I I D /I G theo cườ nngg độ laser CNTs chư a chiế u xạ Cườ ng ng độ độ laser laser (KW/cm2) Tần số số mode D 1331,5 15 1331,2 30 1329,4 60 30 15 Tần số số mode G 1583 1583,4 1580,8 1326,7 1326 1329 ,7 1329,5 ,5 1331,3 1331 ,5 1331,5 1577,8 1580,8 1583 1582,8 T ỷ s ỷ sốố ID /IG 1,09 1,2 1,2 1,14 1,17 1,12 1,22 30 Từ hình phổ phổ Raman 4.2 4.2 và và lý thuyế thuyết ch chươ ươ nngg 2.3 2.3,, ta thể nh nhậận đị định nh rằng,Ta mẫcũ mẫ tínhc chấ ch ất bán dtă n mạ mcườ nhnnghơ hgơ độ n tính chcả kim loạ loDại.và mode độ laser cuũnano ng cócarbon thế th thấấcó y đượ rằng, rằ khidẫ tăẫng cạườ laserchấ cấảt mode G đều dị dịch chuyể chuyển về t tầần số số th thấấp hơ hơ n, n, giả giảm cườ cườ nngg độ độ laser laser mode D mode G lạ lại dị dịch chuyể chuyển lên số số sóng cao hơ hơ nn Tần số mode D củ ph phổổ Raman củ CNTs chư chưa chiế chiếu vớ i cườ nngg độ độ laser kích thích yế yếu nh nhấất ở kW/cm2 khoả khoảng 1331,5 cm -1, cườ nngg độ độ laser tăng dầ d ần, đượ c chiế chiếu mạ mạnh nhấ nhất, mode D chuyể chuyển v ề tầ tần số số 1326,7 cm-1 Sau đó, cườ độ laser độ laser cườ ng ng độ laser giả giảm dầ dần cườ cườ nngg độ laser kích thích quay về y yếếu nhấ ở kW/cm2 mode D cũ quay về t tầần số số 1331,5 cm-1 Một cách tươ tươ ng ng tự tự, vị trí mode G củ phổ ph ổ Raman củ mẫ m ẫu CNTs chư chưa chiếếu cũ chi c ũng thay đổ đổii thuậ thuận nghị nghịch theo cườ cườ nngg độ độ laser laser Vị Vị trí mode G chuyể chuyển từ t ừ 1583 cm -1 đế đếnn 1577,8 cm -1 và trở trở lạ lại 1582,8 cm -1 Sự chênh lệ lệch giữ mode D G đượ c kích thích vớ vớ i cườ nngg độ độ laser laser độ phân khác cỡ cỡ cm-1, dịch chuyể chuyển lớ lớ n hơ n nhiề nhiều so vớ vớ i độ phân giả giải thiếết bị thi bị (1cm-1) Hiệ Hiện tượ ng ng dịch chuyể chuyển mode th ể giả giải thích như sau: Khi tă tăng cườ ng ng độ laser, độ laser, CNTs bị bị chi chiếếu sáng mạ mạnh hơ h ơ n, n, nhiệ nhiệt độ độ c củủa CNTs tă tăng, dẫ dẫn tớ tớ i sự giãn nở nở vì vì nhiệ nhiệt, liên kế kết carbon-carbon dài vậ v ậy làm giả giảm lự lực liên kế kết giữ carbon-carbon [5 [5], [17], 17], vậ làm giả giảm nă n ăng lượ ng ng củ c phonon Vì vậ vậy, tă tăng cườ cườ nngg độ độ laser, laser, mode D G chuyể chuyển về tầ tần số số th thấấp hơ hơ nn ườ nngg độ độ laser Quá trình dị dịch chuyể chuyển thuậ thuận nghị nghịch chiế chiếu bở bở i ccườ laser khác chứng tỏ tỏ r rằằng, CNTs không bị bị h hưư h hỏỏng chiế chiếu bở bở i chùm laser có cườ cườ nngg độ độ cao Kế Kết quả này trùng vớ vớ i kế kết quả c củủa báo khác [5 [5],[8 ],[8] Một thông số số quan trọ trọng để để đánh giá mứ mức độ độ sai sai hỏ hỏng CNTs t ỷ ỷ số ID /IG, nế t ỷ s ỷ sốố ID /IG không thay đổ đổii theo cườ cườ nngg độ độ laser laser CNTs có chấ ch ất llượ ượ nngg tốt , ta cũ thấ thấy t ỷ ỷ số ID /IG CNTs chư chưa chiế chiếu, ổn đị định nh xung quanh giá trị trị từ 1,1-1,2 Điều ch chứứng tỏ xạ laser không làm hư hư hỏng cấ c ấu trúc củ CNTs mà chỉ làm cho CNTs bị bị đố đốtt nóng giãn nở nở Sau bị nung nóng, CNTs lạ lại trở trở về về tr trạạng thái ban đầ đầu u 31 4.2 Nghiên cứ u sự ảnh hưở ng ng bứ c xạ hãm lên CNTs 4.2.1 Các đồng vị phóng xạ có thể tạo thành chiếu bứ c xạ hãm Do đượ c chiế chiếu xạ x ạ b bằằng photon có nă lượ lượ ng ng rấ llớ ớ n, n, lên tớ tớ i 60 MeV Nên đồng ớ i đượ c tạ trình chiế chiếu xạ xạ, đồ ng vị vị phóng xạ xạ m mớ tạo thành Điều sẽ ảnh hưở hưở nngg đế đếnn sự ho hoạạt độ động ng ổn đị định nh củ nế CNTs đượ c ứng dụ dụng để để ch chếế tạ tạo thiế thiết bị b ị điện tử t Để Để xác xác đị định nh đồ đồng ng vị v ị nào thể đượ c tạ t ạo ra, mẫ mẫu CNTs đượ c phân tích thành phầ phần đồ đồng ng vị vị phóng xạ xạ Các đồng đồng vị vị phóng xạ xạ t tạạo thành sau phả phản ứng hạ hạt nhân đượ c nhậ nhận diệ diện că cứ vào nă lượ l ượ ng ng củ c tia Gamma (Eγ ) thờ thờ i gian bán rã (T1/2) chúng ơ bán hệ hệ ph phổổ k kếế Gamma vớ vớ i đêtect êtectơ bán dẫ dẫn Gecmani siêu tinh khiế khiết (HPGe) Hình 4.5 4.5. H ệ phổ k k ếế Gamma Gamma HPGe (CANBERRA, M ỹ ) Bảng kế kết qu quảả nh nhậận di diệện đồ đồng ng vị phóng xạ xạ đượ c tạo thành từ từ các mẫu mẫu ống nano carbon sau đượ c chiế chiếu xạ bở i chùm bứ xạ hãm nă lượ ng ng cự cực đạ đạii 60 MeV Bả Bảng liệ li ệt kê 17 đồ đồng ng vị vị phóng xạ xạ đượ c nhậ nh ận diệ di ện thông qua việ việc đo phân tích phổ ph ổ Gamma củ mẫ mẫu CNTs Đồ Đồng ng vị vị có thờ thờ i gian số sống ngắ ngắn nh nhấất 43Sc vớ i th thờ ờ i gian bán rã 3,891 giờ giờ , đồ đồng ng vị có thờ thờ i gian số sống dài nhấ 57Co vớ i th thờ ờ i gian bán rã 271,79 ngày Các đồ đồng ng vị phóng xạ xạ sau đượ c ttạạo ln ở trạ trạng thái kích thích, đồ đồng ng vị vị này sẽ kh khửử kích thích biế biến đổ đổii thành hạ hạt nhân bề bền thông qua q trình phân rã phóng xạ xạ Các kiể kiểu phân rã chủ chủ yếu phân rã β- (phát electron), EC (electron 32 sẽ làm hạ hạt nhân thay đổ đổii điện capture) β+ (phát positron) Các trình tích Sau q trình phân rã hạ h ạt nhân tiế tiếp tục kh khửử kích thích bằ cách phát tia Gamma Bả ng Các đồng vị phóng xạ đượ c nhận diện t ừ mẫ u ố ng ng nano carbon ừ m TT Đồng vị Na Sc 44 Sc 46 Sc 47 Sc 48 Sc 48 V Thờ i gian bán rã 14,959 giờ 3,891 giờ 3,927 giờ 83,79 ngày 3,3492 ngày 43,67 giờ 15,9735 ngày Kiểu phân rã βEC; β+ EC; β+ βββEC; β+ 1368,63; 2754,03 372,76; 1931,3 1157,03; 1499,43 889,277; 1120,54 159,377 983,52; 1037,6; 1312,1 983,52; 1312,10 5,591 ngày 312,3 ngày 8,275 giờ 17,53 giờ 77,27 ngày EC; β+ EC; β+ EC; β+ EC; β+ EC; β+ 744,23; 935,54; 1434,07 834,45 168,69; 377,75 477,2; 931,3; 1408,4 846,77;1037,84; 1238,28 271,79 ngày 70,86 ngày 6,077 ngày 35,60 giờ 65,94 giờ EC 122,06; 136,47 810,77; 863,96 158,38; 749,95; 811,85 127,16; 1377,63 140,51; 739,5; 777,92 Năng lượ ng ng [keV] 52 10 11 12 13 14 15 16 17 Mn Mn Fe 55 Co 56 Co 54 57 Co 58 Co 56 Ni Ni 99 Mo EC; β+ EC; β+ EC; β+ β- Hình 4.6 4.6. Phổ Gamma ưng Gamma đặc tr ư n g ố ng ng nano carbon 33 Đồng vị 57Co có thờ Đồng thờ i gian số sống dài (T1/2=271,79 ngày), thể đượ c tạo thành phả phản ứng: 59Co(γ ,2n) ,2n)57Co 58Ni(γ ,p) ,p)57Co Ngoài cũ cần lưu ý tớ i đồng đồng vị nh nhưư 57Ni chủ chủ yếu từ các phả phản ứng: 58Ni(γ ,n) ,n)57Ni, 60Ni(γ ,3n) ,3n)57Ni 54Mn (T1/2=312,3 ngày) thể đượ c tạo thành từ từ: 55Mn(γ ,n) ,n)54Mn, nat Fe(γ , x xn1p)54Mn, vớ vớ i x = 1, 2, Các đồ đồng ng vị vị đã đượ c nhậ nhận diệ diện thể đượ c tạ tạo thành từ từ các nguyên tố tố t tạạp chấ chất chấ chất xúc tác đượ c sử sử d dụụng trình chế chế tạo mẫu Thành phầ phần củ mẫu CNTs carbon, bao gồ gồm hai đồ đồng ng vị v ị b bềền 12 C (độ giàu độ giàu đồ đồng ng vị: 98,89%) 13C(1,11%) Khi chiế chiếu vớ i chùm photon hãm 60 MeV, đồ đồng ng vị vị phóng xạ xạ có thể thể đượ c tạ t ạo thành như: 11C (T1/2: 20,39 phút, 10 C (19,255 giây) 9C (126,5 mgiây), đồ đồng ng vị này có thờ thờ i gian số sống ngắ ngắn hoặ khơng phát bứ xạ Gamma, thí nghiệ nghiệm chư chưa ghi nhậ nhận đượ cc 10 MÉu CNTs ) 106 m a g / y © i 10 g / ( g n ỵ 10 − l t Ê u 10 S 102 101 Na Na24 24 Sc43 Sc43 Sc44 Sc44 Sc46 Sc46 Sc47 Sc47 Sc48 Sc48 V48 Mn Mn52 52Mn Mn54Fe 54Fe52 52 Co55 Co55 Co56 Co56 Co57 o57 Co58 Co58 Ni56 Ni56 Ni57Mo9 Ni57Mo999 Đồng vị phóng xạ Hình 4.7 4.7. Suấ t lượ ng ng t ạo thành đồng vị phóng xạ trong mẫ u ố ng ng nano carbon chiế u bở i chùm photon hãm lượ ng ng cự c đại 60 MeV Từ các kế kết qu quảả thu đượ c ta thể th thấấy chiế chiếu xạ CNTs bở bở i photon đổii ccấấu trúc củ hãm bên cạ cạnh hiệ hiệu ứng thể làm thay đổ vật liệ li ệu, cịn có sự biế biến đổi đổi hạ hạt nhân bề bền thành hạ hạt nhân phóng xạ xạ thơng qua phả phản ứng hạ hạt nhân Các hạ hạt nhân phóng xạ xạ phân rã biế biến thành hạ hạt nhân khác, kèm theo trình phân rã hạ h ạt mang điện bứ xạ Gamma đượ c phát ... pháp nghiên cứu luậ lu ận văn để để? ?nghiên ? ?nghiên cứu sự thay đổ đổii cấ cấu trúc ống nano carbon sau đượ c chiế chiếu xạ xạ 22 Chươ ng ng – Nguồn bứ c xạ? ?năng lượ ng ng cao 3.1 Tia vũ? ?trụ? ?... vỏ tàu vũ vũ tr trụ? ?? Trong môi trườ trườ ng ng khắ khắc nghiệ nghiệt này, linh kiệ kiện, vật liliệệu bị? ?các tia vũ vũ tr trụ? ?? bắn phá thể dẫn đế đếnn sự biế biến đổ đổii về cấu trúc, gây... điện, độ độ c c? ?ứng cao, độ độ dẫn nhiệ nhiệt tốt Vật liliệệu nano carbon (CNTs) không ch ỉ đượ c ứng dụng vậ vật liliệệu nano composite, vậ vật liliệệu ch chịịu nhiệ nhiệt, vật liliệệu hấp