BẰNG HỆ PHỔ KẾ ALPHA
Trong các phép phân tích alpha, việc chọn chất đánh dấu (tracer) phụ thuộc vào một số yếu tố như: năng lượng hạt alpha, chu kỳ bán huỷ, độ tinh khiết, giá thành, khả năng cung cấp của nhà sản xuất hay sự nhiểm bẩn detector…Do đó tuỳ vào khả năng và mục đích sử dụng, việc chọn tracer đòi hỏi người phân tích phải có sự am hiểu nhất định về vấn đề này.
Bảng 2.1. Các tracer cần thêm vào và năng lượng phát alpha khi phân tích.
Nguyên tố Đồng vị phóng xạ trong mẫu
và năng lượng phát alpha (MeV)
Các tracers thêm vào và năng lượng phát alpha (MeV)
U 234U (4,8), 235U (4,4), 238U (4,2) 232U (5,3), 233U (4,8), 236U (4,5) Th 228Th (5,4), 230Th (4,7), 232Th (4,0) 227Th (6,0), 228Th (5,4), 229Th (4,8)
Ra 226Ra (4,8), 228Ra (β-, γ) 223Ra (5,7), 224Ra (5,7)
Po 210Po (5,3) 208Po (5,1), 209Po (4,9)
Bảng 2.1 trình bày một cách tổng quan các chất đánh dấu cần thêm vào khi thực hiện phép phân tích alpha để phân tích các đồng vị phóng xạ của các nguyên tố uranium, thorium, radium và polonium. Các chất đánh dấu này phải được chứa và
Thời gian sau khi tách 232U (năm) Hoạt độ tươ n g đ ối gi ữa 2 3 2 U và 228 Th
bảo quản trong các hộp chai nhựa plastic và được chia nhỏ ra nhiều lọ (nếu nồng độ hoạt độ cao) để tránh sự cố nhiễm bẩn không mong muốn.
2.4.1. Đồng vị uranium
Hầu hết các chất đánh dấu thường được chọn cho việc phân tích các đồng vị phóng xạ uranium bằng hệ phổ kế alpha là 232
U (5,3 MeV) và 236U (4,5 MeV). Còn đồng vị 233U (4,8 MeV) thường không được chọn vì có vạch năng lượng gần trùng với 234U. Người ta tạo ra các đồng vị 232U (5,3 MeV) và 236U (4,5 MeV) từ các phản ứng sau:
2 3 0 2 3 1 β 2 3 1 2 3 2 β 2 3 2
T h ( n , γ ) T h P a ( n , γ ) P a U (2.1)
và,
2 3 2T h ( α , γ )2 3 6U (2.2)
Hình 2.6. Mối liên hệ giữa sự phân rã và hình thành của 232U và 228Th [40]. Theo hình 2.6, mặc dù có chứa một lượng 228Th (T1/2 = 1,91 năm) do sự hình thành và cân bằng với 232U sau một khoảng thời gian ít nhất khoảng tám năm, 232U vẫn là chất đánh dấu tối ưu trong việc phân tích các đồng vị phóng xạ uranium tự nhiên. Nếu với mục đích chỉ xác định duy nhất các đồng vị phóng xạ của uranium trong tự nhiên, thì sự tồn tại đỉnh 5,4 MeV của 228Th không gây nhiễu đến phép
phân tích. Hơn nữa, việc đo và xác định đỉnh 228Th trong phổ alpha sẽ cung cấp cho chúng ta thông tin về hiệu suất tách hoá của các đồng vị phóng xạ thorium. Chỉ duy nhất một sự bất tiện gây ảnh hưởng nghiêm trọng chính là sự nhiễm bẩn đầu dò gây ra bởi sự phân rã alpha của 228Th tạo thành hạt nhân giật lùi 224Ra.