Nghiên cứu xác định tiết diện phản ứng hạt nhân trên bia ag gây bởi chùm nơtron nhiệt hóa của máy gia tốc electron tuyến tính

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  - MAI VĂN DIỆN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN PHẢN ỨNG HẠT NHÂN TRÊN BIA Ag GÂY BỞI CHÙM NƠTRON NHIỆT HĨA CỦA MÁY GIA TỐC ELECTRON TUYẾN TÍNH LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội  2020 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  - MAI VĂN DIỆN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN PHẢN ỨNG HẠT NHÂN TRÊN BIA Ag GÂY BỞI CHÙM NƠTRON NHIỆT HÓA CỦA MÁY GIA TỐC ELECTRON TUYẾN TÍNH Chun ngành: Vật lí nguyên tử hạt nhân Mã số: 8440130.04 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Phạm Đức Khuê PGS.TS Bùi Văn Loát Hà Nội  2020 LỜI CẢM ƠN Trước hết, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Phạm Đức Khuê PGS.TS Bùi Văn Loát dạy chun mơn, giúp đỡ tận tình suốt q trình học tập, làm việc thực luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Trung tâm Kỹ thuật Hạt nhân-Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân Khoa vật lý-Trường đại học Khoa học tự nhiên tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin cảm ơn Đề tài Nghiên cứu Quỹ Nafosted tài trợ, mã số: 103.04-2018.314, chủ nhiệm: GS.TS Nguyễn Văn Đỗ cung cấp liệu thí nghiệm giúp đỡ trình thực luận văn Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân ln dành cho tác giả ủng hộ tuyệt đối vật chất tinh thần để tác giả yên tâm làm việc hoàn thành luận văn Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp thầy giáo, bạn bè người quan tâm Hà nội, ngày ….tháng… năm 2020 Học viên Mai Văn Diện Luận văn Thạc sĩ Mai Văn Diện MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu 1.2 Các nguồn nơtron 1.3 Phản ứng hạt nhân (n, ) 1.4 Tiết diện phản ứng hạt nhân 1.4.1 Khái niệm tiết diện phản ứng hạt nhân 1.4.2 Tiết diện phản ứng với nơtron 10 1.4.3 Tiết diện bắt nơtron nhiệt tích phân cộng hƣởng 11 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH SỐ LIỆU 13 2.1 Mô tả thí nghiệm xác định tiết diện phản ứng hạt nhân 109Ag(n, )110mAg 13 2.1.1 Nguồn nơtron máy gia tốc electron tuyến tính 13 2.1.2 Bố trí thí nghiệm 15 2.1.3 Kích hoạt mẫu đo hoạt độ phóng xạ 17 2.2 Phƣơng pháp xác định tiết diện bắt nơtron nhiệt tích phân cộng hƣởng 18 2.2.1 Xác định tốc độ phản ứng 18 2.2.2 Xác định tiết diện bắt nơtron nhiệt tích phân cộng hƣởng 20 2.2.3 Các hiệu chỉnh nâng cao độ xác kết đo 23 2.3 Xây dựng chƣơng trình xử lý số liệu dựa ngơn ngữ lập trình MATLAB 25 2.3.1 Chƣơng trình xử lý phổ gamma 25 2.3.2 Chƣơng trình xác định hiệu suất ghi hệ phổ kế gamma HPGe 31 2.3.3 Chƣơng trình tính tốn tốc độ phản ứng, tiết diện bắt nơtron nhiệt tích phân cộng hƣởng 33 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 3.1 Kết phân tích phổ gamma 34 3.2 Một số kết hiệu chỉnh 38 Luận văn Thạc sĩ Mai Văn Diện 3.3 Kết xác định tiết diện bắt nơtron nhiệt phản ứng 109Ag(n, )110mAg 40 3.4 Kết xác định tích phân cộng hƣởng phản ứng 109Ag(n, )110mAg 42 KẾT LUẬN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 PHỤ LỤC 50 Phụ lục A: Chƣơng trình phân tích phổ gamma 50 Phụ lục B: Chƣơng trình tính tốn hiệu suất ghi 59 Phụ lục C: Chƣơng trình tính tốn tốc độ phản ứng 61 Phụ lục D: Chƣơng trình tính tốn tiết diện bắt nơtron nhiệt 62 Phụ lục E: Chƣơng trình tính tích phân cộng hƣởng Io 63 Luận văn Thạc sĩ Mai Văn Diện DANH MỤC BẢNG BIỂU HÌNH VẼ A Danh mục hình vẽ Hình 1.1: Tƣơng tác nơtron với vật chất Hình 1.2: Sơ đồ minh họa chế phản ứng bắt nơtron (n, γ) Hình 2.1: Máy gia tốc electron tuyến tính 100 MeV Pohang, Hàn Quốc 13 Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo hệ thống gia tốc 13 Hình 2.3: Cấu tạo hệ làm chậm nơtron 14 Hình 2.4: Phổ phân bố thơng lƣợng nơtron trƣờng hợp làm chậm nƣớc không làm chậm nƣớc 15 Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm kích hoạt mẫu 16 Hình 2.6: Đầu dị HPGe hệ điện tử xử lý tín hiệu 17 Hình 2.7: Giao diện phần mềm ghi nhận phổ GammaVision 18 Hình 2.8: Sự thay đổi hoạt độ phóng xạ theo thời gian 19 Hình 2.9: Lƣu đồ xử lý thuật toán SA-SNIP 28 Hình 2.10: Kết tính tốn ƣớc lƣợng phơng cho mẫu Ag1C ứng với tham số mở rộng khác (t=1, 2, 3) 29 Hình 2.11: Đƣờng cong hiệu suất ghi đầu dị bán dẫn HPGE vị trí đặt mẫu khác 32 Hình 3.1: Phổ gamma mẫu Ag2C, thời gian kích hoạt giờ, thời gian phơi mẫu 143,55 giờ, thời gian đo 15 35 Hình 3.2: Phổ gamma mẫu Au2, thời gian kích hoạt giờ, thời gian phơi mẫu 3,42 giờ, thời gian đo 104 giây 35 Hình 3.3: Phổ gamma mẫu In1, thời gian kích hoạt giờ, thời gian phơi mẫu 3,5 ngày, thời gian đo 111giây 36 Hình 3.4: Giao diện xử lý phổ gamma chƣơng trình Matlab cho mẫu Ag1C 36 Hình 3.5: Sự phụ thuộc hệ số tự che chắn nơtron nhiệt vào bề dày mẫu 38 Hình 3.6: Sự phụ thuộc hệ số tự che chắn nơtron cộng hƣởng vào bề dày mẫu 39 Hình 3.7: Tập hợp kết xác định tiết diện bắt nơtron nhiệt phản ứng 109 Ag(n, )110mAg 42 Hình 3.8: Tập hợp kết xác định tích phân cộng hƣởng (I0) phản ứng 109 Ag(n, )110mAg 44 Luận văn Thạc sĩ Mai Văn Diện B Danh mục bảng biểu Bảng 1.1: Một số nguồn nơtron đồng vị (α, n): Bảng 2.1: Các thông số đặc trƣng mẫu Ag, Au In 16 Bảng 2.2: Các hệ số hàm khớp hiệu suất ghi 32 Bảng 3.1: Các thông số phản ứng bắt nơtron 34 Bảng 3.2: Kết phân tích mẫu Ag1C (Cd) 37 Bảng 3.3: Kết phân tích mẫu Ag2C (khơng bọc Cd) 37 Bảng 3.4: Kết phân tích mẫu Au1(Cd) 37 Bảng 3.5: Kết phân tích mẫu Au2 (khơng bọc Cd) 38 Bảng 3.6: Tập hợp hệ số hiệu chỉnh đƣợc sử dụng để xác định tiết diện bắt nơtron nhiệt tích phân cộng hƣởng 39 Bảng 3.7: Số liệu sử dụng để xác định hệ số dạng phổ α 39 Bảng 3.8: Hệ số hiệu chỉnh hiệu ứng cộng đỉnh vị trí cách đầu dị cm 40 Bảng 3.9: Tập hợp số liệu tiết diện bắt nơtron nhiệt nghiên cứu công bố 41 Bảng 3.10: Tập hợp số liệu tiết diện cộng hƣởng số nghiên cứu đƣợc công bố 43 Luận văn Thạc sĩ Mai Văn Diện MỞ ĐẦU Phản ứng hạt nhân làm biến đổi hạt nhân nguyên tử phát loại hạt/bức xạ khác nhau, mang theo thông tin liên quan tới đặc trƣng hạt nhân nhƣ trình tƣơng tác với hạt/bức xạ tới Phân tích thông tin thu đƣợc từ phản ứng hạt nhân nhận biết cấu trúc tính chất hạt nhân, nguồn gốc lƣợng hạt nhân đồng vị phóng xạ nhƣ khả ứng dụng chúng Chính mà từ lâu phản ứng hạt nhân trở thành hƣớng nghiên cứu quan trọng đƣợc sử dụng để khám phá hạt nhân nguyên tử Cùng với phát triển hệ thống máy gia tốc lƣợng cao, nghiên cứu phản ứng hạt nhân cấu trúc hạt nhân ngày nhận đƣợc quan tâm cộng đồng vật lý hạt nhân giới Các nghiên cứu phản ứng hạt nhân (n, ) đƣợc tiếp cận từ năm 1940 Bên cạnh ý nghĩa góp phần làm sáng tỏ chế phản ứng hạt nhân, kết nghiên cứu gắn liền với ứng dụng thực tiễn quan trọng, đặc biệt lĩnh vực lƣợng hạt nhân Mặc dù, liệu tiết diện bắt nơtron nhiệt tích phân cộng hƣởng phong phú, nhiên số liệu đƣợc cơng bố cịn có nhiều khác biệt đáng kể Để góp phần thêm vào phong phú liệu tiết diện phản ứng hạt nhân gây nơtron, luận văn đƣợc xây dựng với chủ đề “Nghiên cứu xác định tiết diện phản ứng hạt nhân bia Ag gây chùm nơtron nhiệt hóa máy gia tốc electron tuyến tính” với hai mục tiêu bao gồm: - Xác định tiết diện bắt nơtron nhiệt tích phân cộng hƣởng phản ứng 109 - Ag(n, )110mAg Xây dựng chƣơng trình phân tích liệu dựa ngơn ngữ lập trình Matlab nhằm đáp ứng nhu cầu xử lý nhanh liệu thực nghiệm đƣợc tiến hành máy gia tốc electron tuyến tính 100 MeV Pohang, Hàn Quốc Phƣơng pháp sử dụng nghiên cứu kích hoạt phóng xạ với chùm nơtron xung tạo máy gia tốc electron tuyến tính đo hoạt độ phóng xạ hạt nhân sản phẩm hệ phổ kế gamma bán dẫn Gecmani siêu tinh khiết (HPGe) Tiết diện bắt nơtron nhiệt tiết diện cộng hƣởng phản ứng 109 Ag(n, )110mAg đƣợc Luận văn Thạc sĩ Mai Văn Diện xác định dựa phƣơng pháp tƣơng đối sử dụng Au(n, )198Au làm phản ứng 197 chuẩn Việc phân tích phổ gamma xử lý số liệu thực nghiệm đƣợc tiến hành chƣơng trình tính tốn đƣợc viết ngơn ngữ lập trình Matlab Nhằm nâng cao độ xác kết đo, số phép hiệu chỉnh đƣợc thực bao gồm: hiệu chỉnh dạng phổ nơtron, hiệu chỉnh hiệu ứng cộng đỉnh tia gamma nối tầng, hiệu chỉnh tự che chắn chùm nơtron nhiệt nơtron cộng hƣởng,… Nội dung luận văn gồm chƣơng: - Chƣơng 1: Nghiên cứu tổng quan - Chƣơng 2: Thực nghiệm phân tích số liệu - Chƣơng 3: Kết thảo luận Trong đó, nội dung chƣơng trình bày lý thuyết tổng quan phản ứng (n, ), bao gồm vấn đề liên quan tới tiết diện bắt nơtron tiết diện cộng hƣởng phản ứng hạt nhân Chƣơng mô tả chi tiết quy trình đo đạc, phƣơng pháp tính tốn xây dựng chƣơng trình xử lý số liệu kèm Chƣơng trình bày kết thu đƣợc từ việc nghiên cứu, xác định tiết diện phản ứng hạt nhân so sánh với kết nghiên cứu đƣợc công bố Luận văn Thạc sĩ Mai Văn Diện CHƢƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu Tại Việt Nam, năm gần hƣớng nghiên cứu cấu trúc hạt nhân phản ứng hạt nhân ngày đƣợc phát triển Trong đó, Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt, hƣớng nghiên cứu cấu trúc hạt nhân thực nghiệm đạt đƣợc thành công định Hiện tại, Trung tâm Vật lý Điện tử hạt nhân đƣa vào khai thác ba d ng nơtron cho thí nghiệm đo đạc phản ứng (n, γ) bao gồm: kênh ngang số sử dụng để đo đạc tiết diện hạt nhân phân tích nguyên tố dựa phƣơng pháp kích hoạt nơtron, kênh ngang số đƣợc thiết lập hệ phổ kế để đo mức lƣợng số hạt nhân nhƣ Cl, Yb, Sm,…, kênh ngang số đƣợc sử dụng để đo nơtron truyền qua khảo sát tiết diện toàn phần phản ứng (n, γ) [1] Ngoài ra, nghiên cứu phản ứng hạt nhân c n đƣợc tiến hành hệ thống máy gia tốc điện tử Microtron MT-17 máy phát nơtron 14 MeV Viện Vật lý, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu thuộc trung tâm Vật lý Hạt nhân phối hợp nhóm nghiên cứu ngồi nƣớc để tiến hành khảo sát số phản ứng hạt nhân hệ thống máy gia tốc lƣợng cao đặt Trung tâm Gia tốc Pohang, Đại học POSTECH, Hàn Quốc Các nghiên cứu điển hình đƣợc triển khai bao gồm: xác định tiết diện bắt xạ trung bình chùm nơtron phin lọc [1], nghiên cứu xác định tiết diện số phản ứng hạt nhân: 182 108 Pd(n, γ)109Pd [2], 152 Sm(n, γ)153Sm [3], 181 Ta(n, γ) Ta [4], 139La(n, )140La [2], … Đối với khuôn khổ nghiên cứu luận văn, có nhiều số liệu thực nghiệm nhƣ lý thuyết tiết diện tƣơng tác phản ứng hạt nhân 109 Ag(n, γ)110m Ag , điển hình nhƣ: G.H.Sims (1968) [5], J.Olsen (1972) [6], J.Aaldijk (1972) [7], D.V.Rao (1978) [8], S.Nakamura (2003) [9], K.Elsayed (2019) [10],… Bên cạnh đó, liệu tiết diện bắt nơtron nhiệt tích phân cộng hƣởng phản ứng c n đƣợc tính tốn, đánh giá nhiều trung tâm nghiên cứu lớn giới đƣợc lƣu trữ thƣ viện liệu hạt nhân nhƣ: ENDF/B, JEFF, JENDL, ROSFOND CENDL Luận văn Thạc sĩ Mai Văn Diện [38] S F Mughabghab (1981), “Neutron Cross Sections, Vol.1, Nơtron Resonance Parameters and Thermal Cross Sections, Part A, Z = 1-60”, Academic Press, New York [39] R.E.Heft (1978), “A consistent set of nuclear parameter values for absolute instrumental neutron activation analysis”, Proceedings of the International Conference on Computer Active Analysis, Mayaguez 11, p.p.495- 510 [40] T.B.Ryves (1971), “Futher activation thermal nơtron cross-section and resonance integral”, J Nuclear Energy, (25), 129 [41] S.A.Reynolds, W.T.Mullins (1970), “Neutron cross sections and flux monitoring”, Progress report [42] W.S.Lyon (1960), “Reactor neutron activation cross sections for a number of elements”, Nuclear Science and Engineering, (8), 378 [43] G.A.Linenberger, J.A.Miskel (1946), “Capture cross sections of several substances for neutrons at various energies”, Progress report [44] F.Lux, WW Koehler (1965), “The Role of the activation resonance integral in the determination of silver with activation analysis (in German)”, Nukleonik, (7), 480 49 Luận văn Thạc sĩ Mai Văn Diện PHỤ LỤC Phụ lục A: Chƣơng trình phân tích phổ gamma %======================================================================== % GAMMA SPECTRUM ANALYSIS % ENERGY CALIBRATION % SPECTRUM ANALYSIS % - Plot and smooth (optional) % - Background elimination using SA-SNIP Algorithm % - Auto-Gaussian fitting (LMS method), peak searching, Net area cal %======================================================================== %*************************** % ENERGY CALIBRATION PROCEDUCE %*************************** clear all; close all; clc warning('off') disp('================================'); disp('Chuan nang luong:'); disp('1 Su dung duong chuan nang luong da co'); disp('2 Thay doi duong chuan nang luong'); disp('3 Khong chuan nang luong'); disp('================================='); c=input('Lua chon option tuong ung (1/2/3):','s'); if c=='1' dirFileName= input('Ten file chuan nang luong:','s'); sheet = 1; a1 = xlsread(dirFileName, sheet,'A2:B2'); E=subs(vpa(poly2sym(a1),3),'x','ch'); disp('Duong chuan nang luong co dang:');E elseif c=='2' n=input('So diem chuan:'); for i=1:n ch1(i)=input('kenh:'); E1(i)=input('nang luong:'); end clc; [ch1;E1] a1=polyfit(ch1,E1,1); E=subs(vpa(poly2sym(a1),3),'x','ch'); disp('Duong chuan co dang:'),E figure(1);h1=ezplot(E,[min(ch1)-min(ch1)*0.5 max(ch1)+max(ch1)*0.1]); title('Duong chuan nang luong'); xlabel('kenh (ch)');ylabel('nang luong (KeV)'); set(h1,'Color','blue','LineWidth',1.4); grid on; hold on; plot(ch1,E1,'s','MarkerSize',5,'MarkerFaceColor','blue'); hold off; % Save new data d=input('Luu file chuan nang luong (Y/N)?:','s'); if d=='Y'|d=='y' dirFileName=input('ten file:','s'); sheet = 1; header0={'he so chuan'}; 50 Luận văn Thạc sĩ Mai Văn Diện data0 = a1; header1={'kenh'}; header2={'Nang luong'}; data1(:,1)=ch1; data1(:,2)=E1; xlswrite(dirFileName,header0,sheet,'A1'); xlswrite(dirFileName,data0,sheet,'A2:B2'); xlswrite(dirFileName,header1,sheet,'A4'); xlswrite(dirFileName,header2,sheet,'B4'); xlswrite(dirFileName,data1(:,1),sheet,'A5:A100'); xlswrite(dirFileName,data1(:,2),sheet,'B5:B100'); disp('Luu cong'); end else disp('Khong chuan nang luong'); end %****************************** %2 GAMMA SPECTRUM ANALYSIS %****************************** fprintf('\n\n\n'); disp('================================'); disp('Xu Ly pho:'); disp('================================'); dirFileName2=input('Ten file:','s'); fid=fopen(dirFileName2); sodem=fscanf(fid,'%f'); sodem=smooth(sodem,5); % Smooth kenh=1:length(sodem); kenh=kenh(:); fclose(fid); if c=='1'|c=='2' kenh=polyval(a1,kenh); %kenh=Nangluong syms value; vitri=(value-a1(2))/a1(1); figure(2);h1=semilogy(kenh,sodem,'b'); xlabel('Nang luong (keV)');ylabel('sodem'); title(dirFileName2); else syms value; vitri=1*value; % figure(2); h1=semilogy(kenh,sodem,'b'); xlabel('kenh (ch)');ylabel('sodem'); title(dirFileName2); end % Gaussian fitting, peak searching, Net area calculations % Auto Peak finding for raw spectrum [pks,locs] = findpeaks(sodem,'MINPEAKHEIGHT',80,'MINPEAKDISTANCE',5); centre=kenh(locs); hold on; % Background Subtraction (SA-SNIP Algorithm and Adaptive FWHM filter) B(1)=0;n=1; FWHM=0.002*subs(vitri,'value',centre); % 0.002 relative resolution t=1;r=round(t*FWHM); 51 Luận văn Thạc sĩ Mai Văn Diện m= max(r); yi=sodem; while(1) sum=0;sum_temp=0;sum_yin=0;sum_sodem=0;sum_yi=0;w=0; z=log(log(sqrt(yi+1)+1)+1); for p=1:m for i=p+1:length(kenh)-p t1(i)=z(i); t2(i)=(z(i-p)+z(i+p))/2; z(i)=min(t1(i),t2(i)); end end yi = (exp(exp(z)-1)-1).^2-1; for q1=1:length(centre) % optimization proceduce for q2=round(subs(vitri,'value',centre(q1))FWHM(q1)):round(subs(vitri,'value',centre(q1))+FWHM(q1)) sum=yi(q2)+sum_temp; sum_temp=sum; end yin(q1)=sum; sum_yin=yin(q1)+sum_yin; end for i=1:length(yi) sum_yi=yi(i)+sum_yi; end for i=1:length(sodem) sum_sodem=sum_sodem+sodem(i); end sum_yout=sum_yi-sum_yin; B(n+1)=sum_yin.*w+sum_yout.*(1-w); w=sum_yi/sum_sodem; if abs(B(n)-B(n+1))/B(n)1 xp=centre(q1-1):max_pos(q1); Net_area(q1)=int(f_integral,'xpp',centre(q1-1),max_pos(q1)); else xp=0:max_pos(q1); 53 Luận văn Thạc sĩ Mai Văn Diện Net_area=int(f_integral,'xpp',min_pos(q1),max_pos(q1)); %net-area end yp=fp(xp); subplot(2,1,2); h3=plot(xp,yp,'r'); end [vpa(mu,3);vpa(Net_area,3);vpa(Tongcong,3)] % Save data d=input('Luu ket qua xu ly (Y/N)?:','s'); if d=='Y'|d=='y' dirFileName3=input('ten file:','s'); sheet = 1; header1={'Nang luong/kenh'}; header2={'Netarea'}; data1(:,1)=mu; data1(:,2)=Net_area; xlswrite(dirFileName3,header1,sheet,'A1'); xlswrite(dirFileName3,header2,sheet,'B1'); xlswrite(dirFileName3,data1(:,1),sheet,'A2:A100'); xlswrite(dirFileName3,data1(:,2),sheet,'B2:B100'); disp('Luu cong'); end  Thư viện % hàm khớp gauss function [sigma, mu] = gaussfit( x, y, sigma0, mu0 ) % LMS method Gaussian p.d.f is given by: % Maximum number of iterations Nmax = 50; if( length( x ) ~= length( y )) fprintf( 'x and y should be of equal length\n\r' ); exit; end n = length( x ); x = reshape( x, n, ); y = reshape( y, n, ); %sort according to x X = [x,y]; X = sortrows( X ); x = X(:,1); y = X(:,2); %Checking if the data is normalized dx = diff( x ); dy = 0.5*(y(1:length(y)-1) + y(2:length(y))); s = sum( dx * dy ); if( s > 1.5 | s < 0.5 ) y = y / s; end X = zeros( n, ); 54 Luận văn Thạc sĩ Mai Văn Diện X(:,1) = 1; X(:,2) = x; X(:,3) = (x.*x); % try to estimate mean mu from the location of the maximum [ymax,index]=max(y); mu = x(index); % estimate sigma sigma = 1/(sqrt(2*pi)*ymax); if( nargin == ) sigma = sigma0; end if( nargin == ) mu = mu0; end % iterations for i=1:Nmax dfdsigma = -1/(sqrt(2*pi)*sigma^2)*exp(-((x-mu).^2) / (2*sigma^2)); dfdsigma = dfdsigma + 1/(sqrt(2*pi)*sigma).*exp(-((x-mu).^2) / (2*sigma^2)).*((x-mu).^2/sigma^3); dfdmu = 1/(sqrt(2*pi)*sigma)*exp(-((x-mu).^2)/(2*sigma^2)).*(xmu)/(sigma^2); F = [ dfdsigma dfdmu ]; a0 = [sigma;mu]; f0 = 1/(sqrt(2*pi)*sigma).*exp( -(x-mu).^2 /(2*sigma^2)); a = (F'*F)^(-1)*F'*(y-f0) + a0; sigma = a(1); mu = a(2); if( sigma < ) sigma = abs( sigma ); fprintf( 'Instability detected! Rerun with initial values sigma0 and mu0! \n\r' ); fprintf( 'Check if your data is properly scaled! p.d.f should approx sum up to \n\r' ); exit; end end % hàm tìm đỉnh tự động function [pks,locs] = findpeaks(X,varargin) error(nargchk(1,11,nargin)); [hopts,msg] = uddpvparse('dspopts.findpeaks',varargin{:}); error(msg); Ph Pd Th = hopts.MinPeakHeight; = hopts.MinPeakDistance; = hopts.Threshold; 55 Luận văn Thạc sĩ Mai Văn Diện Np = hopts.NPeaks; Str = hopts.SortStr; pks = []; locs = []; M = length(X); if (M == 0) datamsgid = generatemsgid('emptyDataSet'); error(datamsgid,'Data set cannot be empty.'); elseif Ph == -Inf Data = X; L = M; % validate value of Pd and set default values for Pd and Np [Pd,Np] = setvalues(Pd,Np,L); if(Pd >=L) pdmsgid = generatemsgid('largeMinPeakDistance'); error(pdmsgid,strcat('Invalid MinPeakDistance Set MinPeakDistance in the range (', num2str(0), ',', num2str(L), ').')); else % call getpeaks_contindx to reduce execution time [pks,locs] = getpeaks_contindx(Data,Pd,Th,Np); end else Indx = find(X > Ph); Data = X(Indx); L = length(Data); if(L==0) mphmsgid = generatemsgid('largeMinPeakHeight'); error(mphmsgid,'Invalid MinPeakHeight There are no data points greater than MinPeakHeight.') else % validate value of Pd and set default values for Pd and Np [Pd,Np] = setvalues(Pd,Np,L); if(Pd >=Indx(L)) pdmsgid = generatemsgid('largeMinPeakDistance'); error(pdmsgid,strcat('Invalid MinPeakDistance Set MinPeakDistance in the range (', num2str(0), ',', num2str(Indx(L)), ').')); else [pks,locs] =getpeaks(Data,Indx,Pd,Th,Np,M); end end end if isempty(pks) npmsgid = generatemsgid('noPeaks'); warning(npmsgid,'No peaks found.') elseif(~strcmp(Str,'none')) [pks,s] = sort(pks,Str); if(~isempty(locs)) locs = locs(s); end end % -function [Pd,Np] = setvalues(Pd,Np,L) if ~isempty(Pd) && (~isnumeric(Pd) || ~isscalar(Pd) ||any(rem(Pd,1)) || 56 Luận văn Thạc sĩ Mai Văn Diện (Pd < 1)) Nmsgid = generatemsgid('invalidMinPeakDistance'); error(Nmsgid,'MinPeakDistance should be an integer greater than 0.'); end if(isempty(Pd)) Pd = 1; end if(isempty(Np)) Np = L; end % function [pks,locs] =getpeaks(Data,Indx,Pd,Th,Np,M) m = 0; % counter for peaks found L = length(Indx); pks = zeros(1,Np); locs = zeros(1,Np); endindx = Indx(L); % last point in the index set j = 0; while (j < L) && (m < Np) j = j+1; endL = max(1,Indx(j) - Pd); if(m > 0) x = min([locs(m)+ Pd endindx-1]); if(Indx(j) x ,1,'first'); j = k; endL = Indx(j)- Pd; end end endR = min(Indx(j) + Pd,endindx); a = find(endL=Indx,1,'last'); temp = Data(a:b); aa = find(Indx(j) == Indx(a:b)); temp(aa) = -Inf; if(all((Data(j) > temp+Th)) && (Indx(j) ~=1)&& (Indx(j)~=M)) m = m+1; pks(m) = Data(j); % peaks locs(m) = Indx(j); % loctions of peaks end end % return all peaks found if m~=0 locs = locs(locs > 0); pks = pks(1:length(locs)); end % % function [pks,locs] =getpeaks_contindx(Data,Pd,Th,Np) m = 0; % counter for peaks found L = length(Data); j = 0; pks = zeros(1,Np); locs = zeros(1,Np); % to determine whether it is a peak while (j < L) && (m < Np) 57 Luận văn Thạc sĩ j =j+1; endL = max(1,j- Pd); if(m > 0) if (j < min([locs(m)+Pd j = min([locs(m)+Pd endL = j-Pd; end end endR = min(L,j+ Pd); temp = Data(endL:endR); aa = find(j == endL:endR); temp(aa) = -Inf; Mai Văn Diện L-1])); L-1]); if(all((Data(j) > temp+Th)) && (j ~=1) && j~=L) m = m+1; pks(m) = Data(j); locs(m) = j; end end if m~=0 pks locs else pks locs end = pks(1:m); = locs(1:m); = []; = []; 58 Luận văn Thạc sĩ Mai Văn Diện Phụ lục B: Chƣơng trình tính tốn hiệu suất ghi %===================================== % % CHUAN HIEU SUAT GHI VA XAC DINH HIEU SUAT GHI CUA CAC DINH NL TUONG % UNG % %*==================================== clear all; close all; clc; syms a E; warning('off') disp('CHUAN HIEU SUAT GHI'); disp('================================'); c=input('Tao moi duong cong HSG (Y/N):','s'); disp('==========================='); if c=='Y'| c=='y' % Nhap du lieu tu Excel (NL,sodem) dirFileName = 'XaydungduongcongHSG.xlsx'; sheet = 1; [Data header raw] = xlsread(dirFileName, sheet); raw; index=1; while isnan(Data(index,1)) index=index+1; pos=index; end Energy = double(Data(pos:end,1)); Br = double(Data(pos:end,2)); Netarea = double(Data(pos:end,3)); time= double(Data(2,2)); Activity=double(Data(1,2)); % Tinh toan ham hieu suat ghi cua dau Eff=Netarea./(time.*Br.*Activity)*100; %don vi % end if c=='N'|c=='n' %Nhap du lieu tu Excel (NL, HSG) c1=input('Vi tri dat mau (Pos=1/2/3/5):','s'); dirFileName = 'filechuanHSG.xlsx'; sheet = 1; [Data header raw] = xlsread(dirFileName, sheet); raw; index=1; Energy = double(Data(1:end,1)); if c1=='1' Eff = double(Data(1:end,2)); elseif c1=='2' Eff = double(Data(1:end,3)); elseif c1=='3' Eff = double(Data(1:end,4)); else Eff = double(Data(1:end,5)); end end a0=polyfit(log(Energy),log(Eff),5);% Tuyen tinh hoa fn=inline('exp(a(1).*log(E).^5+a(2).*log(E).^4+a(3).*log(E).^3+a(4).*log( E).^2+a(5).*log(E)+a(6))','a','E');% ham khop hieu suat ghi 59 Luận văn Thạc sĩ Mai Văn Diện [an]=lsqcurvefit(fn,a0,Energy,Eff);% Chuan hoa x1=0:2000; x2=fn(an,x1); figure(1);loglog(Energy,Eff,'+'); xlabel ('E(keV)');ylabel('Hieu suat ghi (%)');hold on; loglog(x1,x2,'-r');xlim([30 4000]);ylim([0.05 100]); disp('1.Duong cong hieu suat ghi co dang:'); disp(vpa(fn(an,E),3)); % Ngoai suy hieu suat ghi cho cac nang luong quan tam En=input('2.Nhap cac nang luong can tinh hieu suat ghi (keV)[ ]:\n En='); Eff=fn(an,En); % Save new data d=input('Luu ket qua xu ly (Y/N)?:','s'); if d=='Y'|d=='y' dirFileName=input('ten file:','s'); sheet = 1; data1(:,1)=En; data1(:,2)=Eff; % don vi la % xlswrite(dirFileName,data1(:,1),sheet,'A1:A100'); xlswrite(dirFileName,data1(:,2),sheet,'B1:B100'); data2 = xlsread(dirFileName, sheet) loglog(data2(:,1),data2(:,2),'sr'); hold off; end 60 Luận văn Thạc sĩ Mai Văn Diện Phụ lục C: Chƣơng trình tính tốn tốc độ phản ứng %================================= % TÍNH TỐN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG %================================= clear all; close all; clc t1=2E-6; % Tp=1/15; % tp=1/f (s) m=input('Khoi luong mau ='); % Au2=0.5380 M=input('Nguyen tu khoi cua mau ='); % F=input('Do cap dong phan mau= ');% ; In-115 = 0.957 ti= 4*60*60; (4h) td=input('Thoi gian phoi mau ='); (word) - tg thu thap mau (excel) tc=input('Thoi gian mau ='); lamda=input('Hang so phan ='); Do rong cua nguon xung (s) Chu ky cua nguon xung Ag=0.1308 gram; Au1=0.5299; Ag=107.8682; Au=196.967 Ag-109 = 0.4816; Au-197 = % thoi gian kich hoat mau % =tg ket thuc kich hoat % t1/2_Ag-110m =249.79 ngay; % t1/2_Au-198 =2.69517 dirFileName= input('File xu ly:','s'); sheet = 1; E = xlsread(dirFileName, sheet,'A2:A100'); C = xlsread(dirFileName, sheet,'B2:B100'); Eff=xlsread(dirFileName, sheet,'C2:C100'); % don vi % I_gamma=xlsread(dirFileName, sheet,'D2:D100');% don vi % disp('so lieu:'); Eff=Eff/100; I_gamma=I_gamma/100; format short [E,C,Eff,I_gamma] disp('Ket qua:'); R=C.*lamda.*(1-exp(lamda.*Tp))./(Eff.*I_gamma.*m./M.*6.022.*10^23.*F.*(1-exp(lamda.*t1)).* (1-exp(-lamda.*ti)).*exp(-lamda.*td).*(1-exp(-lamda.*tc))); format short [E,R] % Save data d=input('Luu ket qua xu ly (Y/N)?:','s'); if d=='Y'|d=='y' dirFileName=input('ten file:','s'); sheet = 1; data1(:,1)=E; data1(:,2)=R; % xlswrite(dirFileName,data1(:,1),sheet,'A1:A100'); xlswrite(dirFileName,data1(:,2),sheet,'B1:B100'); disp('Luu cong'); end 61 Luận văn Thạc sĩ Mai Văn Diện Phụ lục D: Chƣơng trình tính tốn tiết diện bắt nơtron nhiệt %====================================== % XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN BẮT NƠTRON NHIỆT %====================================== clear all; close all; clc; sig_Au=input('Tiet dien bat n nhiet cua Au = '); % 98.65 barn R_Au=input('Toc phan ung cua Au ='); g_Au=input('He so westcott cua Au ='); R_Cd_Au=input('Toc phan ung cua Au boc Cd ='); F_Cd_Au=input('He so hieu chinh Cd cua Au ='); Gth_Au=input('He so tu che chan n nhiet cua Au= '); R_Ag=input('Toc phan ung cua Ag='); R_Cd_Ag=input('Toc phan ung cua Ag_Cd ='); F_Cd_Ag=input('He so hieu chinh Cd cua mau Ag ='); Gth_Ag=input('He so tu che chan n nhiet cua mau Ag= '); g_Ag=input('He so westcott cua mau ='); sig_Ag= sig_Au*(R_Ag-F_Cd_Ag*R_Cd_Ag*Gth_Au*g_Au) /(R_Au-F_Cd_Au*R_Cd_Au*Gth_Ag*g_Ag) 62 Luận văn Thạc sĩ Mai Văn Diện Phụ lục E: Chƣơng trình tính tích phân cộng hƣởng Io %=============================== % % CHUONG TRINH TINH TICH PHAN CONG HUONG % %================================ clear all; close all; clc; % B1 Xac dinh Tich phan cong huong I(alpha)cua pu 197Au(g,n)198 Au, Io=1550.0*10^(-24); %Tich phan cong huong cua Au (tra cuu) g=1.0055; SigAu=98.65*10^(-24); % Tiet dien bat neutron cua Au (tra cuu) Er=5.65; Alpha=0.0244; Ecd=0.55; I_alpha_Au =(Io0.426*g*SigAu)/(Er^Alpha)+(0.426*g*SigAu)/((2*Alpha+1)*Ecd^Alpha) % B2 Tich phan cong huong I(alpha) cua p/u 109Ag(g,n)110mAg RAg =1.44E-12*1.0081*1.03; RCdAg = 6.35529E-13*1.03; RAu = 2.79564E-11*0.96; RCdAu = 7.741E-12*0.99; G_epi_Au=0.188; G_epi_Ag=0.407; GthAu=0.9679; GthAg=0.9996; FcdAu=1.009; FcdAg=1.00; SigAg=4.19*10^(-24); I_alpha_Ag=I_alpha_Au*(SigAg/SigAu)*((RAu/RCdAu)-FcdAu)/((RAg/RCdAg)FcdAg)*(G_epi_Au/GthAu)*(GthAg/G_epi_Ag) % B3 Tích phan cong huong (Io_Ag) cua phan ung 109Ag(g,n)110m Ag g=1.0052; Eres=6.08; AA=I_alpha_Ag-(0.426*g*SigAg)/((2*Alpha+1)*Ecd^Alpha); Io_Ag=Eres^Alpha*AA+0.426*g*SigAg 63 ... diện phản ứng hạt nhân gây nơtron, luận văn đƣợc xây dựng với chủ đề ? ?Nghiên cứu xác định tiết diện phản ứng hạt nhân bia Ag gây chùm nơtron nhiệt hóa máy gia tốc electron tuyến tính? ?? với hai mục... QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  - MAI VĂN DIỆN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN PHẢN ỨNG HẠT NHÂN TRÊN BIA Ag GÂY BỞI CHÙM NƠTRON NHIỆT HĨA CỦA MÁY GIA TỐC ELECTRON. .. )110mAg 2.1.1 Nguồn nơtron máy gia tốc electron tuyến tính Thực nghiệm xác định tiết diện phản ứng hạt nhân 10 9Ag( n, )110mAg đƣợc tiến hành với nguồn nơtron xung tạo hệ thống máy gia tốc electron