Vì bức xạ vũ trụ chiếu liên tục vào khí quyển của trái đất và có hoạt độ phóng xạ tự nhiên trong môi trường, nên tất cả các detector đều ghi được tín hiệu phông nào đó. Bản chất của phông này thay đổi nhiều theo kích thước, loại detector và việc che chắn quanh detector.
Phông vật liệu che chắn Detector ThS NGUYỄN ANH HÒA Trung tâm Giáo dục Thường xuyên tỉnh Gia Lai V ì xạ vũ trụ chiếu liên tục vào khí trái đất có hoạt độ phóng xạ tự nhiên môi trường, nên tất detector ghi tín hiệu phơng Bản chất phơng thay đổi nhiều theo kích thước, loại detector việc che chắn quanh detector Tốc độ đếm phơng cao hàng ngàn số đếm giây chất nhấp nháy thể tích lớn nhỏ số đếm giây ứng dụng đặc biệt Bởi độ lớn phơng ảnh hưởng đến việc xác định mức xạ cực tiểu, nên có ý nghĩa ứng dụng có chứa nguồn xạ hoạt độ thấp Các detector thường che chắn để cách ly nguồn xạ khác phịng thí nghiệm + Thành phần sơ cấp thứ cấp xạ vũ trụ 1.1 Hoạt độ phóng xạ vật liệu thơng thường Phần lớn hoạt độ phóng xạ vật liệu cấu trúc thông thường nồng độ thấp nguyên tố phóng xạ tự nhiên thường coi tạp chất Các thành phần quan trọng potassium-K, thorium-Th, uranium-U radium-Ra Kali tự nhiên chứa 0,012% K40, phân rã với chu kỳ bán rã 1,26.109 năm qua sơ đồ phân rã hình 1 Nguồn phơng Có thể chia xạ phơng thành loại: + Hoạt độ phóng xạ tự nhiên từ vật liệu cấu thành detector + Hoạt độ phóng xạ tự nhiên thiết bị phụ thuộc, giá đỡ che chắn đặt vùng lân cận trực tiếp detector + Bức xạ từ hoạt độ bề mặt trái đất (bức xạ mặt đất), phòng thí nghiệm cấu trúc khác + Hoạt độ phóng xạ khơng khí bao quanh detector Hình 1: Sơ đồ phân rã K40 Các xạ phát hạt bêta với lượng cực đại 1,314 MeV (hiệu suất 89%), tia gamma lượng 1,460 MeV (hiệu suất 11%) tia X đặc trưng argon-Ar theo bắt electron Detector gamma ghi tia gamma lượng cao phổ phơng, kali thành phần phổ biến bê tông vật liệu xây dựng khác 31 SỐ 04 NĂM 2019 KHOA HỌC QUẢN LÝ TẠP CHÍ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ VÀ MƠI TRƯỜNG 32 KHOA HỌC QUẢN LÝ Th, U Ra thành viên dãy phân rã dài chứa sản phẩm cháu mà phát phổ tổ hợp tia alpha, bêta gamma Trong phổ gamma mặt đất hình 2, hoạt độ dãy Th: actinium-Ac228, Ra224, bismuthBi212, lead-Pb212, thallium-Tl208; dãy U: Ra226, Pb214, Bi214 Hoạt độ tự nhiên sống dài U235 K40 hiễn nhiên Cũng xác định đỉnh nhỏ beryllium-Be7 sinh tương tác vũ trụ cấu hệ thống detector Một số vật liệu thủy tinh pyrex chứa K Th thành phần thơng thường, có mức phơng cao Có thể giảm hoạt độ phóng xạ tạp chất gây việc chọn mẫu có độ cao Vì copper-Cu magnesium-Mg chế tạo điện phân thích hợp để sử dụng kết cấu ống đếm phông thấp Thép khơng rỉ thường có mức phơng thấp Aluminum-Al thơng thường có chứa tạp chất U Ra nên khơng thích hợp để dùng để tạo ống đếm phông thấp Đồng thau có hoạt độ thấp thành phần chì thấp Chất hàn điện vài vật liệu bảng mạch có hoạt độ tương đối cao, chúng đóng góp vào tốc độ đếm phơng detector gamma Bảng 1: Hoạt độ phóng xạ tự nhiên vật liệu cấu trúc thông thường Vật liệu Hình 2: Phổ gamma mặt đất thu sau 170 sử dụng detector Ge 60 cm3 cách mặt đất m Ngồi hoạt độ có nguồn gốc xuất tự nhiên Phông bao gồm số hoạt độ sản phẩm phân hạch mà bắt nguồn rơi lắng phóng xạ khí từ vụ thử vũ khí qua Trong hình phần đóng góp đáng ý cesium-Cs137, thấy được: zirconium-Zr95, niobium-Nb95, rutheniumRu106, antimony-Sb125 cerium-Ce144 Bảng liệt kê hoạt độ riêng đo số vật liệu thông thường sử dụng kết Th (583 keV) 232 U 238 K 40 Nhôm (6061 từ Harshaw) 0,42 0,04 < 0,05 Nhôm (1100 từ Harshaw) 0,24 < 0,017