Luận án tiến sĩ hệ đo gradient từ trường trái đất bằng phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân và đo biến thiên từ trường

9 MỊ Đ ÌU Việc đo gradient từ trường t r i đất l cần t h iể t đ ỉlu tr a bảa, chitog líạn thăm dị địa vật l ý , nghiờn cu v truyn súng, ỏnh g iỏ curụùig dỗ va phân bế hf dòng đ iêa 0* tầag ỉoxi, nghiên cứu độĩig lưc hpc núi lử a , t iê n đoán dpng đất V V phép đo lo i còn, cần cho ngành khảo cồ hpc, hải dương hpc Ta nhỉeu ngành kỉnh tế khác Dira tr ê n nguyên l ý cộng hưởng từ hgt nhân (đưọ'c phát minh G,M P u r ce ll P e liz Bloch 1946) , nătn g ầ n đ â y , từ kể lư ^ a g tử ữhể tạ o máỵ oho phép đo g iá t r ị tuypt đối ciro’ng độ từ truxrng với áp chín xác oao tacm, v iệc thay thể pkep đo từ trường phé tần số tu ể s a i cua raômen tCr hột nhân, v i t ’j ìcế l o i có đọ chinh xác cao từ kể ohể tạo đya nguyên tắc lchác VÍ dự céc từ >ẩ cộ 05 i w n s từ h t nhân ¿ iá n đoạn cua P ackard V arian dùng đễ đo g ia t r ị tuỵệt đối oưc’ũ độ từ tiư o g t r i đẫt ; tư kể đo l i ê n tu e ’’máy p h t" e n o it r Hgười lâ đo tầ n 30 tu ế a i ỉigt nhản cách trọ xi Vữ'± tỉa hipu C 110 máy pilât -Vnu&n ikc phác A17 C n i 3? vứl vạch chuần th i g ia ù t r ê n tự ¿ h i ĩ hi việc gỉảro tằ n 30 làm việc 3Ủr lý dễ dàng irm 73 g iả n ’o ớt ,/êu cầu độ c ca oỏc TcbL olmri Dỗ ih ớ- ii xỏc ta u JLTQ-C tro n g thực t ể cỡ 0,25 'ỉamma / “ ? , tu y -3U> iý ¿hi phải r ấ t công phu Do l a tư ki íiopt ĩộxiíT ’ile u +:ạo phách Ngoai r*a ngiKyi ve 'ìã hể 'ỹữ ĩác l'J a i ■ ” ? v j io “ - “El nguyên tấ c đểa 30 o VJ ,:ỳ ::iể 3a i -I au a ộ t ctOüii:' " bò’i an qui địntì (từ ice - tan 'cẩ/ :heo "Iguyên ,;.|c Jgrrj 3^ -Ji^ Vv GUa th e vhuẵ ữ 381-! nộ'- ^i'-OVi ỉíăũ 'õ aột go lLTc^tiạ: TTC định chu ’í y tu e =? lả y 'S (trừ -■;* - :2 hu 1P'J tri ■-$ lo g ỉ th u ận ora c lt qûa io ỵùa ■ỵ'ijng t ì Ị.ị Z : í ' ậ z ỷ (nghĩa l w i HQ) v cú th th u duỗ'c tr c tiế p theo ¿ b í v ị cường độ từ trường, 'dụng cp đo l o ỉ cho th phép đếr t ỉ l ệ thuận với / ^ (hay vơ i 1/HQ) đòỉ hỏỉ phải đè ỉ k ế t qúa theo dtra v ị cường đô từ truờng Tuy aơ đồ đỉpn tư dựng cụ đo k h i đcTi g ian 'aơn Ociiơng địỉ hỏi nhân tầ n sế t u l s a i ) , nguyên t ắ c , s a i sế tồng cộng đ y c x ã o định th.90 t i aổ' t í n hiệu tr ê n tạ p Đọ nhậy cỡ1 tr ê n gsnma ( ) ơu điềm l o i djing cụ đo dùng máy đlm dtlpn tư l khơng có yểu t ế gây d ich chuyền điếm không Nẵm 1960 F ailli đsra dụng cụ đo từ chống n h ỉeu , đo k i i u g i án dopa c ổ xác cao 10**^ Phép đo dwj’c t i In hành theo đỉầu khiến ta y tần sế pha may phát t í n hỉệu tư a Nhược điểm cúa dyng cụ đo cấu trú c phức tạp cấu ngắt mạch chậm truòtag pliân cực quay vecto’từ ãóa nhị’ xung ° , cẩu lu chế vịng Bjt g iả i biên Ngồi r a nguời t a chế tạ o lo p l từ k ế tá c dụng l i ễ n t ụ c , từ kể dùng máy phát cpng ỉaưỏTig hpt nhân có c h ấ t lỏng chay, ỗ t£ n h iệ u t u l s a i hẹt nhân so 3anh với t í a hiệu từ m y phát tự a (dung th c h anh.)0* bọ tr ò n tầ n hay bơ tá c h sóng pha Vipc đo tầ n 30 cộng uVG'nz ( t í l th u n VI H (ợirỗc t l n hanh, theo quey pha th ẹ o tỈ3ỜỈ ¿ i an ~&(Ị0 * l tho’i g ia n dtfỗG lỏ c n h th eo Vạch raếc th i g ia n Trong tnromg họ*p t í n hiệu l i ê n tụ c , cơng tbưc cua độ nhạy có dang : khuếch đ i Tuy k h i phổ Gủ a trường đo lược e b ị g iớ i hạn, Qhư th ể kböng p h ả i lú c n 3un;.: cho phép lư y c s ế u t ă n g " ĩđ o Hơn vipc tăn g £ ® *9° *'3i c ®c s ié n g chu k ì ngán TJ{Ỉ0 n tăn g t í n h g iá a cìoạn oủa ptarơĩig - 3oháp» lam mẩt ITU th ế tKTỚc phép đo tu ế a a i cần t h i ế t ríệữ g ia cơng c h i t i ể t g ỉả n đồ dao đo ch ín h xác gây n h iều b ấ t t ỉ p n va tố n th i g ia n - tự Sự động k h i r th iể u só t trê.n lch¿ đưọc phần tro n g công t r i n h BopoBwK n M Trong cơng t r ì n h ầy duag mạch lp c cộng bương h t nhân máy p h t đuyc ồn định ngogti th ọ c h anh Mạch lp c cộng hưởng hp t nhân có th ế dung mơt t h i ẩ b ị có đặc trư ng cpng hưỞBg hpt nhân với '¿)0 = ^ H 0/ 2T t h í dụ máy phát cộng hương hpt nhân cua Ck pu r\o 6vc'i raạch phân hồi b i c ẩ t t h i ể t b ị tương tự có phân cực động h t nhân, ỏ l o i cũe apch l ọ c , pha V9 b iên đ§ cua điệa áp th a y đỗi tưoTiể ứng vứl từ tn rò n g t r i đ ấ t, sau đó, qua tá c h sóng pha, t í n h i u t i l f A|H duỗC ira vo t h i ể t b ị g h i hay dao động ky Đặc điếm cua t h i t b o n l cú dỗ nhf!7 Qa° với từ truờng b iể n th iê n khổng n h iề u Khi g h i, n h iều lo n từ trrro*n£ lera h n + (2 - 3) gamma có sư b iế n đạcg t£n blpu g h i, sau có ca t r i ệ t t i ê u t í n h iệu hồn to n tín h p h i tu y ế n đuròig đ£c trư n g (Ị) (¿±CJỦ ) (piia t í n h iệu theo tầ n số tu ể a i hay từ trư n g ) » I*G tg (T , A LO ) 7(ýi ĩ tkó’i s i s a hồỉ -ọhục s p in - sp in Việc 3¿ méo T>hi tuyển thực h i |n nhờ đ iề u c h in h độ địoh pha xuẩt l ố i Tiạch lọ c bầng Tiạch i ỉ n chứa vịạg H elm áoltz Ngồi r a , độ ũhịj g iớ i hạn pỉurơng pháp pha phương phap tầ n 3ố kế t r ê n ch ỉ nâng cao tro n g tra ụ rLg Itỗ*? tự* tr r ũ n g o Hq l không đỗi hay th a y đổi ìhậra Khi tầ n g vận tố c đo tư trườ ng, độ nhậ.7 siảra / “Khảo s t lịp i vận tổ c cho phép đe đo A.H đuyc xáo lịn h bơi hệ - Ứ-.5 d (¿\E) ỵ ~ ~ ĩtx ~ t ĩ ~ ~ J Tư kấ có mạch lp c hạt nhân g h i không b iến dịiJ3g n h iều lo ạn từ trường kh i thực hipn từ a đển Ih* n h iễ u loflQ nhflP-h bo’ll b i b iể n dfrng v l b iê n dô* Đọ nhậy g iớ i hạn phép đo n h ieu lo ạn từ t r ê n băng tự g h i vào CO’ ,1 (sanana) • -Mộ.t nhưọ’c điếm từ kể th e o phương pháp pha phương pháp dựa t r ê n phểp đo tầ a 30 l a cẨụ tr ú c Phức tạ p , cồtig kầtth : tg o hệ xung phức t p , h ệ o m!u ch ẩt l ỏ n g chảy • • • Trong cơng t r ì n h từ kể có tự đ iề u c h in h , dung mạch bám s t va máy phát phân cưc n ộ i Phép đểm đưyc t i ế n hành th eo góc quay độag CO' hệ "bám s e t máy phát sp in có t h i ẩu só t quan trọ n g l tồ n t i ’’hiện tưọTig l ô i cuốn" £opo3uH IT.M dung cuôa H elm holtz đ iề u hướng trư ng th eo t a số máy phát ohuẫn, nhũ’ hệ bám s t O’ đ t t í n h chếng n h iễu t ố i ưu, khử đuyc " h lf n t Ifyng l ô i caon tần so" giam cần t h i ế t máy đểrn đ iệ n tử bô g h i phirc tọ p Trong k h i đo, từ kẩ S a lv i đ t Bgươag nhạy cao 0,0 ; gamma l i đòi hoi ỉ)ất ịa định điện, áp nguồn ni cực thấp ■ 10 ~^ Những đồ đầu t i ê n đo g r a d ie n t đ ịa từ truc'Sg theo chuyền động tu ế gai cùa hạt nhân tự TUẩt liiện lẩm 1958 tro n g cơng t r ì n h cua MeyibHuKcổ A-0 yM op® i c ổ A A /ra W aters G , F r a n c is p n Trong công t r ì n n này, có th ề đo th e o tầ n 30 phách ìiaỉ t í n b iê u từ h a i đầu io i a t t a i sac điềm tro n g khô ¡02 g ia n co đọ Ir/G ou-c*n.r -ỉo t'j! t-nường khác Khi h a i tín hipu có cùag b iê n pha» ‘biên độ t i n iaiậu k ê t qua la D0 = 0o axỹ ( ) o c a - r r A Í t wi A v = ~~~ A h * l n iệ u từ tTvv'zg Độ c h í an rá c » , 2JT _ \ ■ cua phep đo chưng , Ị Hz, ngtìds l a CiHTĩỊS , ¿anuna oni l duNj’c khảo 3at t ỉ TQỈ Ii5 n t ỉ l p ác dao động đồ írong Kh: đo 0’ lo i từ kể Ti 3ai mắc aẩỉ t ỉ l p hai dầu đo dung -nột kênJ co âq chỉnh xác phép lo nhỏ bon ,4 gamma ì: hơng - th u ậ n l ỹ i đấm thuận só t ữ c c n h iề u t ố i đề đo t í n h iệ u lớ n Jxro lO gamma rò 3cể dùoổ máy nghịch gây s e ỉ số lớ n ( ,4 ganuna) T hiểu từ kể k ỉ l u máy đểm l không 'bảo dam tx n h chống ưu Đe nghiên cứu va phát h ig n b iể n th iê n nhanh cua từ trườ ng yểu, R Iro n s ỉ J Schwee /" J J a d e r, L P u a s e ll quan t â a đến b iể n tử mang mỏng t Những t í n h c h ẩ t đpC b iệ t cho phép dùng vào v ± |c đo t truờ ũg ma C6C v ậ t lỉp u k h ố i khăng th ề thực hipu đưọ-c rĩ hững đặc tín h l a : t i n h dị bướag dừn tr ụ c m^ah, tố c đệ đao từ lcm , t i ê u hao dịng xốy nho, đ iệu trỏ ’ Uẩt cửa màng % Ỹ cao« t i ê u hao lư^ng đao tư nhò Mang mỏng từ tìrrỳng dùng có độ day 200 * 3000 A°, đtĩyc chể tạ o băng Ịcìĩa có từ g iảo ‘b ầng p erm allo v 80ĨTỈ 20 P s , Mang đưcyc chể tạ o bang phưovng pháp "bốc bay tro n g c không t r ê n để thuy t i a h đốt nóug đ ạt tro n g từ trườnỂ aoũg song r ó i đế (phương phá? S p i t a x l ) Mang taỏag th u iuợc có t í n h d ị hương đcra trự c iĩiạah, tro n g đo trụ c d i từ hóa 30 Dí song r ó ỉ hướng từ tiư ờog c h iề u đặt tro n g lú c bẩc bay tro n g chân không Theo *rục de đuryc từ t r i cố dạug v.ru SOC, có lưc khang tư thương nam tro n g khoang H, = - Oe Phép đo đặc tn rn g tư tiieo trụ c khó từ hóa l a tryic vng góc với tr ụ c de âằra tro o g mặt phằag ầag 3Q có đl^o ĩBỘt '&ro*r^ t r ễ hẹp, bão hịa tư ve p h ía tr ụ c dương âm (cõ* H^y Dương t r i theo trụ c khó th u điryc l aư quay cua vecto* từ hóa tư ¿rục de đếa trụ c khó từ ¡lóa k h i đ ăt vào tr p c khó từ tPÄ B g CỠ Khi o g lt trường n ày, vecto' từ hóa M l i tx ỡ v ị t r í ba l ị a h tr ê ũ trụ c d l ác lo ỉ tù’ I r | ding biẩEL cảm ohua nàng nông oiiia 3ố Ị 03 Ỉ h ìn h aau : - ẩn ¡n a n g -n on g t • cả-a dữ9 trê n , aự phụ th u ò c ¿!ia độ từ tAỈra \ia T*ao t ì ? " rxo T L ; lO g c a i - B iến , cảm dya t r ê n a g u y ẫ n l ý cg o g ütfövsg - Biển Cfipn dựa tr ê u h iệu 'íng tháog từ ã từ - sLoẹd thứ h a i, (X> định từ tiuró’ng ngồi từ b iể u thức ^ f B(Hb ± = Ý * Trường t ầ n c h ỉ số cao tầ n số , Oe 3C6C + Hu)_7 1/2 wi , 10 ^ d /O e s H = Hg + Hu đ ặt vEg góc w ỉ trươ ng k íc h cao hai trường nằm tro n g mặt phẳng màng Dấu + phụ thuôc k h ỉ H đ ặt th eo tr ụ c dễhoặc khó "Vơitầ tầ n 1,3 GÏÏZ, trư ng ngoai cần đo to’i 35 O 300 MHz, trường đo nằm tro n g g i ả i từ " Cpw t r ú c ma7 đo biss, thiën tir trưcng theo th cl * / f * * ' g i a n đung b ie n căm mang aorig tư 38 42 4.7 ChtroTà ĩ : Bo lương kết qủa Bo gradient từ t ru-ô’ng yếu phưcrag pháp nhận lipng điện áp * % % / / Đo gradien tư trương băng gradient kê 30 So sánh tần ao hai kênh đo 2 Nhận xét v l sa i số k ế t qua đo Đo biển th iê n từ tiw iỵg theo thời gian theo phương trịic dễ từ hóa "biển câm màng mong từ 4.3-1 - I*ấy ralu máy đo Khảo aat quan vùng giữ 30 cua t i n hiệu so phe với máy pha tần phpm v i đo 4.3*3* Khảo sat đfC tw n g qúa