CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM
3.3.2. Hình dạng phổ tán xạ ngược gamma
Phổ năng lượng của gamma tán xạ ngược trong phép đo tán xạ ngược với nguồn P 60 P Co tại góc tán xạ 100P 0 P
trên bia thép C45 dày 1,02 cm, bia nhôm dày 1,03 cm và bia đồng dày 1,00 cm lần lượt được trình bày trong hình 3.6, 3.7 và 3.8. Trong đó, trục hoành thể hiện giá trị năng lượng E (MeV) của bức xạ gamma tán xạ ngược, trục tung thể hiện số đếm các bức xạ tương ứng với năng lượng E (MeV).
Có hai đỉnh được quan sát thấy trong hầu hết các phổ tán xạ thu được. Trong đó, đỉnh bên phải cao hơn được tạo thành do sự chồng chập của hai đỉnh tán xạ Compton một lần bởi các tia gamma 1,1732 MeV và 1,3325 MeV từ nguồn P
60P P Co tới bia. Thật vậy, năng lượng của các tia gamma tán xạ một lần tương ứng với các tia tới 1,1732 MeV và 1,3325 MeV được tính theo công thức (1.3) tại góc tán xạ 100P
0 P
lần lượt là 0,3175 MeV và 0,3281 MeV, tức là chênh lệch 0,0161 MeV. Trong khi đó, giá trị FWHM tại mức năng lượng 0,3175 tính theo công thức (3.2) là 0,0255 MeV. Do đó, hai đỉnh tán xạ Compton nói trên không thể phân biệt được trên phổ và điều này cũng quan sát thấy cho tất cả các phổ tán xạ ngược ở các góc đo khác.
Hình 3.11. Phổ tán xạ ngược của nguồn P 60 P Co tại góc tán xạ 100P 0 P trên bia thép C45 dày 1,02 cm.
Hình 3.12. Phổ tán xạ ngược của nguồn P 60 P Co tại góc tán xạ 100P 0 P trên bia đồng dày 1,00 cm.
Hình 3.13. Phổ tán xạ ngược của nguồn P 60 P Co tại góc tán xạ 100P 0 P trên bia nhôm dày 1,03 cm.
Như vậy, đối với các phép đo tán xạ ngược dùng nguồn P 60
P
Co và ghi nhận bằng đầu dò nhấp nháy NaI(Tl), ta xem như đỉnh tán xạ Compton một lần được tạo ra bởi các tia gamma tới có năng lượng là trung bình của hai mức 1,1732 MeV và 1,3325 MeV, tức là 1,2525 MeV. Khi đó năng lượng của tia gamma tán xạ một lần tính theo công thức (1.3) là 0,3231 MeV. Theo quan sát trên phổ thực nghiệm, đỉnh phổ bên phải đối với các phép đo trên bia thép C45, bia đồng và bia nhôm lần lượt là 0,2915 MeV, 0,2897 MeV và 0,2852 MeV, tương ứng với độ lệch so với lý thuyết lần lượt là 9,8 %, 10,3 % và 11,7 %. Độ lệch này có thể chấp nhận được với điều kiện đo đạc thực nghiệm và ngoài việc do sai số hệ thống thì một phần nguyên nhân của sự sai lệch được giải thích là do ảnh hưởng của bề dày vật liệu. Theo hình 2.2, ta thấy các sự kiện tán xạ một lần xảy ra tại vị trí cách mặt trước của bia một khoảng x > 0 (cm) là tương ứng với một góc θR
1R > θ. Do đó năng lượng của tia gamma tán xạ sẽ nhỏ hơn năng lượng tán xạ Compton một lần tính bởi công thức (1.3) với góc θ. Ngoài ra ta cũng thấy khi khoảng cách x (cm) càng tăng thì góc tán xạ θR1R càng lớn, mà theo đó năng lượng của các tia gamma tán xạ một lần sẽ càng nhỏ. Do đó, với bề dày càng lớn thì độ sai lệch của năng lượng tia gamma tán xạ ngược giữa lý thuyết và thực nghiệm càng lớn. Đỉnh còn lại thấp hơn, có năng lượng lần lượt là 0,1519 MeV, 0,1510 MeV và 0,1415 MeV tương ứng với phép đo tán xạ ngược trên bia thép C45, đồng và nhôm. Các đỉnh này được tạo thành do sự chồng chập của các sự kiện tán xạ hai lần vì nó phù hợp với năng lượng được xác định bởi công thức (1.13) là 0,1431 MeV. Và bởi vì cường độ của đỉnh tán xạ một lần lớn hơn nhiều so với đỉnh tán xạ nhiều lần nên trong luận văn này ta chỉ quan tâm đến dữ liệu của đỉnh tán xạ một lần.