THÔNG TIN TÀI LIỆU
CÁC PHƯƠNG PHÁP GHI ĐO BỨC XẠ CỤC AN TOÀN BỨC XẠ VÀ HẠT NHÂN Địa chỉ: Tầng 4, số 70 Trần Hưng Đạo, Hà Nội Tel.: 04 - 39 428 636; Fax.: 04 - 38 220 298 Website: http://www.varans.vn January 8, 2022 MỤC TIÊU Mô tả phương pháp ghi đo xạ, Biết nguyên tắc hoạt động đầu dò chứa khí, Mơ tả hoạt động loại đầu dị chứa khí chính, Hiểu thuật ngữ: Phân giải thời gian, Thời gian phục hồi Thời gian chết đầu dị chứa khí, Biết ngun tắc hoạt động đầu dò nhấp nháy, đầu dò bán dẫn, Hiểu ưu điểm, nhược điểm loại đầu dò ghi đo xạ January 8, 2022 NỘI DUNG Các chế ghi đo xạ, Đầu dị (detector) chứa khí, Đầu dị nhấp nháy, Đầu dò bán dẫn, Đầu dò nơtron, Liều kế phim, Liều kế nhiệt phát quang January 8, 2022 Các chế ghi đo xạ Các đầu dò xạ hoạt động cách ghi đo thay đổi môi trường hấp thụ gây truyền lượng từ xạ ion hoá tới mơi trường Có chế sử dụng để ghi đo xạ a Sự ion hoá, b Sự nhấp nháy, c Nhiệt phát quang, d Các chế hố học, e Sự đốt nóng, f Các chế sinh học January 8, 2022 a Sự ion hóa Sự ion hố gây trực tiếp xạ alpha, beta gián tiếp tia-X, gamma, nơtron, Các cặp ion tạo thu nhận số cặp ion thu nhận tỷ lệ với lượng xạ gây ion hoá, Nhiều thiết bị ghi đo xạ sử dụng ion hoá kỹ thuật ghi đo January 8, 2022 b Sự nhấp nháy Sự nhấp nháy trình tạo ánh sáng sau electron chuyển động từ quỹ đạo có mức lượng cao xuống mức lượng thấp chất hấp thụ, Các electron dịch chuyển lên quỹ đạo có mức lượng cao q trình kích thích, thích Ánh sáng giải phóng bị biến đổi thành tín hiệu điện Kích thước tín hiệu điện phụ thuộc số electron dịch chuyển đến quỹ đạo có mức lượng cao gắn liền với lượng xạ gây nhấp nháy, Sự nhấp nháy kỹ thuật ghi đo quan trọng để kiểm tra xạ đầu dò sử dụng kỹ thuật gọi các dầu dò nhấp nháy January 8, 2022 c Nhiệt phát quang Khi electron chất định hấp thụ lượng chúng dịch chuyển đến mức lượng cao ‘các vùng cấm’ Chúng giữ lại vùng chất đốt nóng đến nhiệt độ định, Năng lượng đốt nóng giải phóng electron chất phát ánh sáng electron dịch chuyển mức lượng ban đầu chúng, ánh sáng bị biến đổi thành tín hiệu điện liên hệ với lượng xạ tới, Các chất nhiệt phát quang sử dụng để kiểm tra liều lượng cá nhân January 8, 2022 d Các chế hóa học Bức xạ ion hố gây thay đổi hố học Hiệu ứng ứng dụng phim ảnh ghi đo liều cá nhân, tia X y tế kỹ thuật chụp X-quang, Trong vài trường hợp, tốc độ phản ứng hoá học tăng lên lượng xạ ion hố tăng, Kỹ thuật sử dụng để đo liều lượng cao (liều kế ceric-cerous) cerous January 8, 2022 e Sự đốt nóng Bức xạ ion hố làm tăng nhiệt độ môi trường hấp thụ đo cẩn thận tăng đưa phép đo liều lượng xạ, Kỹ thuật (được gọi phép đo nhiệt lượng) khơng thích hợp thiết bị đo thông thường bảo vệ an tồn xạ liều lượng cao địi hỏi cần phải nâng nhiệt độ nhỏ lên cao, Kỹ thuật sử dụng chuẩn sơ cấp để chuẩn thiết bị January 8, 2022 f Các chế sinh học Các liều cao xạ gây thay đổi sinh học tế bào sống, Các thay đổi sinh học sử dụng để đánh giá liều lượng tình cuối người nửa tin nửa ngờ có rủi ro bị thu nhận liều lượng cao January 8, 2022 10 a Đầu dò bán dẫn hàng rào mặt Đầu dò bán dẫn hàng rào mặt làm từ Silic có thể tích hoạt động mỏng, Loại đầu dò lý tưởng để làm phổ kế alpha January 8, 2022 44 b Đầu dò gamma bán dẫn siêu tinh khiết HPGe Đây loại đầu dị chuẩn dùng để làm phổ kế gamma có độ phân giải cao, Đầu dị loại có hiệu suất thấp đầu dò nhấp nháy NaI, Độ phân giải lượng loại đầu dò cao nhiều so với đầu dò tinh thể NaI, Nhược điểm loại đầu dò phải làm việc nhiệt độ nitơ lỏng để giảm nhiễu nhiệt đạt độ phân giải tốt January 8, 2022 45 c Đầu dò Silic pha Li Đầu dò Si(Li) dùng tia X bờ hấp thụ tia X vạch K Germanium khơng cho phép đầu dị làm việc vùng lượng thấp January 8, 2022 46 Đầu dò nơtron a Nguyên tắc hoạt dộng, b Các loại đầu dò nơtron i ii iii iv Các đếm tỷ lệ boron trifluoride, Các đếm tỷ lệ helium, Các đếm tỷ lệ khí giật lùi, Các detector bọt, January 8, 2022 47 a Nguyên tắc hoạt dộng Nơtron hạt khơng tích điện khơng gây ion hoá trực tiếp Tuy nhiên tương tác với vật chất chúng gây ion hoá thứ cấp việc ghi đo hạt cho phép ghi nhận nơtron Các tương tác thường sử dụng đầu dò nơtron Tương tác với boron-10, tạo xạ alpha, Tương tác với helium-3, tạo proton, Sự tán xạ đàn hồi hạt nhân hydrogen, Hai tương tác có khả xảy với nơtron có lượng tới 0,5eV Các nơtron cuối dải nơtron trung gian dải nơtron nhiệt (0,025eV), Sự tán xạ đàn hồi sử dụng để nhận biết nơtron nhanh January 8, 2022 48 i Các đếm tỷ lệ boron trifluoride Các đếm tỷ lệ boron trifluoride bao gồm đếm tỷ lệ chứa khí bơm đầy khí có boron-10 làm giàu thành khí boron triflouride (BF3) Khí cung cấp tồn khí cho đầu dị bia nơtron nhiệt tới Phản ứng hạt nhân mà xảy đầu dò phương trình: 10B + n 7Li + , Cả hạt nhân lithium hạt alpha có đủ lượng để gây ion hoá thứ cấp chất khí, kiện ion hố thứ cấp ghi nhận Lưu ý rằng, vài tương tác nơtron tạo tia gamma lượng 0,48 MeV Do đó, mạch phân biệt thích hợp cần thiết để phân biệt notron tới tia gamma tạo thành, Các đếm tỷ lệ boron trifluoride sử dụng để ghi đo nơtron trung gian nhanh (lên tới 10 MeV) Tuy nhiên,trong trường hợp đầu dò phải bao xung quanh chất làm chậm polyethylene để làm chậm nơtron trước bị bắt Các lọc cadmium sử dụng để cung cấp lượng hưởng ứng giống January 8, 2022 49 Bộ dếm tỷ lệ boron trifluoride Bộ dếm trifluoride boron January 8, 2022 50 ii Các dếm tỷ lệ helium Bộ đếm tỷ lệ helium có nhiều chi tiết tương tự đếm tỷ lệ boron trifluoride Cơ chế ghi đo chủ yếu đòi hỏi phải bắt giữ nơtron nhiệt, chất làm chậm sử dụng đếm tỷ lệ hilium sử dụng để ghi đo nơtron trung gian nhanh, Như tên gợi ý đếm tỷ lệ helium sử dụng helium cho bia bình khí Phản ứng quan trọng phương trình: He + n 3H + p Trong phản ứng nhân tritium proton tạo thành hạt tích điện tạo từ ion hoá thứ cấp, Mặt khác, đếm tỷ lệ helium sử dụng cho mục đích đo phổ nơtron January 8, 2022 51 iii Các đếm tỷ lệ khí giật lùi Các đếm tỷ lệ khí giật lùi sử dụng tán xạ đàn hồi với hạt nhân hydrogen kỹ thuật ghi đo chúng, Trong đếm nơtron với lượng lớn khoảng 500 keV ghi đo sử dụng tỷ lệ chứa khí giàu hydrogen methan Nơtron nhanh va chạm với hạt nhân hydrogen (là proton đơn lẻ) truyền lượng cho Sau hạt nhân tiếp tục q trình ion hoá thứ cấp, Trong vài đếm khí giật lùi ngun tử hydrogen cung cấp cách sử dụng vật liệu polyethylene vách đếm Bộ đếm bao quanh màng mỏng cadmium dùng để hấp thụ nơtron nhiệt January 8, 2022 52 iv Các detector bọt Các detector bọt chứa giọt chất lỏng cực nhỏ lơ lửng gel giống vật chất Các nơtron tới truyền đủ lượng cho giọt chất lỏng làm cho chúng sôi biến đổi thành bọt Những bọt nhìn thấy mắt thường đếm được, Thực tế liều lượng nơtron tỷ lệ với tỷ trọng bọt, tỷ trọng giữ cố định vật chất đến liều kế xác lập lại, Các máy đo liều bọt chủ yếu sử dụng phép đo liều cá nhân Tuy nhiên, chúng sử dụng để kiểm tra môi trường January 8, 2022 53 Liều kế phim Các hạt mang điện qua nhũ tương phim để lại hình ảnh ẩn dọc theo đường chúng qua, Khi phim rửa, vết quan sát thấy kính hiển vi Đếm số vết đơn vị diện tích cho phép đo thơng lượng hạt tới, Độ dài vết cho biết khối lượng, điện tích, lượng hạt tới January 8, 2022 54 Liều kế phim (tiếp) Cho đến gần đây, phim dùng để đo liều xạ cá nhân Mật độ đen phim tỷ lệ với liều đo xạ mà phim nhận được, Các phin lọc khác sử dụng để xác định loại lượng xạ tới, Dần dần liều kế phim thay liều kế nhiệt phát quang January 8, 2022 55 Liều kế nhiệt phát quang (TLD) Một số vật liệu sau bị chiếu xạ có khả bắt điện tử, lỗ trống vào bẫy hạt tải Các hạt tải điện (điện tử lỗ trống) lưu lại tâm bắt lâu Nếu đốt nóng vật liệu (detector) điện tử lỗ trống thoát khỏi tâm bắt trở trạng thái phát ánh sáng Nếu lượng ánh sáng phát đo vẽ theo nhiệt độ ta thu đồ thị gọi đường cong nhiệt phát quang, Diện tích đo đường cong nhiệt phát quang sử dụng để đo liều hấp thụ, Vật liệu TLD gồm: CaSO4, Dy, CaF2 LiF January 8, 2022 56 TỔNG KẾT phương pháp ghi đo xạ, Nguyên tắc hoạt động đầu dị chứa khí, Hoạt động loại đầu dị chứa khí chính, Các thuật ngữ: Phân giải thời gian, Thời gian phục hồi Thời gian chết đầu dị chứa khí, Ngun tắc hoạt động đầu dò nhấp nháy, đầu dò bán dẫn, Ưu điểm, nhược điểm loại đầu dò ghi đo xạ January 8, 2022 57 January 8, 2022 58
Ngày đăng: 08/01/2022, 09:28
Xem thêm: