III.3. Các hạt nhân cản trở
Các tia gamma tức thời cĩ năng lượng cao hơn, vì vậy phổ của chúng sẽ Các tia gamma tức thời cĩ năng lượng cao hơn, vì vậy phổ của chúng sẽ phức tạp hơn nhiều so với phổ gamma phân rã thơng thường. Do đĩ mà hệ phân phức tạp hơn nhiều so với phổ gamma phân rã thơng thường. Do đĩ mà hệ phân tích PGNAA sẽ gặp khĩ khăn hơn khi xử lý phổ gamma do sự cản trở của các tích PGNAA sẽ gặp khĩ khăn hơn khi xử lý phổ gamma do sự cản trở của các gamma từ các
gamma từ các nguyên tố khác. nguyên tố khác. Thơng thường người ta phải Thơng thường người ta phải sử dụng các kiểu sử dụng các kiểu đođo khác nhau để
khác nhau để làm đơn giản làm đơn giản hố phổ gamma hố phổ gamma như sử dụng như sử dụng kiểu chống Compton,kiểu chống Compton, tạo cặp.
tạo cặp.
Đối với B do hiệu ứng Doppler, tia gamma 478 KeV của B cĩ độ rộng Đối với B do hiệu ứng Doppler, tia gamma 478 KeV của B cĩ độ rộng (FWHM) thay đổi từ 11,5 keV đến 15,2 keV, cĩ nghĩa là độ rộng của đỉnh lớn (FWHM) thay đổi từ 11,5 keV đến 15,2 keV, cĩ nghĩa là độ rộng của đỉnh lớn gấp 8 đến 10 lần so với độ rộng của các tia gamma thơng thường ở vùng này. gấp 8 đến 10 lần so với độ rộng của các tia gamma thơng thường ở vùng này. Điều này đã làm tăng thêm sự khĩ khăn trong phân tích phổ gamma của nguyên Điều này đã làm tăng thêm sự khĩ khăn trong phân tích phổ gamma của nguyên tố B. Các cản trở cĩ thể cĩ của các nguyên tố khác đến đỉnh 478 keV của B đã tố B. Các cản trở cĩ thể cĩ của các nguyên tố khác đến đỉnh 478 keV của B đã được nghiên cứu
được nghiên cứu bằng cách phân tíbằng cách phân tích phổ tia ch phổ tia gamma từ cgamma từ các mẫu chuẩn của ác mẫu chuẩn của cáccác nguyên tố.
nguyên tố. Các Các tia gamma tia gamma của 11 nguyên của 11 nguyên tố tố Na, Si, Na, Si, P, Cl, P, Cl, Mn, Co, NMn, Co, Ni, Sr, i, Sr, Cd,Cd, Sm, Hg đã được tìm thấy trong miền quan tâm của đỉnh B từ 466 keV đến 490 Sm, Hg đã được tìm thấy trong miền quan tâm của đỉnh B từ 466 keV đến 490 keV. Lượng tương đương B của đỉnh cản trở trong miền quan tâm được đánh giá keV. Lượng tương đương B của đỉnh cản trở trong miền quan tâm được đánh giá từ các phổ tìm
từ các phổ tìm được được đối với mẫu chuẩn của nguyên đối với mẫu chuẩn của nguyên tố cản trở. Từ đĩ ctố cản trở. Từ đĩ cĩ thể xácĩ thể xác định được tia gamma của nguyên to
định được tia gamma của nguyên tố cản trở.á cản trở.
Trong luận văn này nguyên tố ảnh hưởng mà ta phải hiệu chỉnh là Na. Trong luận văn này nguyên tố ảnh hưởng mà ta phải hiệu chỉnh là Na. Trong
Trong các mẫu cao các mẫu cao su lượng Na su lượng Na cũng khơng nhiều nhưng cũng khơng nhiều nhưng nĩ phần nào cũng nĩ phần nào cũng ảnhảnh hưởng đến
Luận Luận văn văn tốt tốt nghiệpnghiệp
Ta dẫn chứng một phương pháp hiệu chỉnh sự ảnh hưởng của các nguyên Ta dẫn chứng một phương pháp hiệu chỉnh sự ảnh hưởng của các nguyên đến đỉnh 478 keV của nguyên tố B.
đến đỉnh 478 keV của nguyên tố B. Chúng ta
Chúng ta giả sử giả sử rằng tia rằng tia gamma năng gamma năng lượng 478 lượng 478 keV được keV được phát ra phát ra từ từ hạthạt nhân
nhân chuyển chuyển động động hợp hợp với với phương phương vuơng vuơng gĩc gĩc với với detector detector một một gĩcgĩc . Hạt . Hạt nhân kích thích
nhân kích thích 77LiLi** chuyển động với vận tốc ban đầu là vchuyển động với vận tốc ban đầu là v00=4.8.10=4.8.1088 cm/s dẫn tới cm/s dẫn tới sự mất dần động năng đồng thời phân rã trong khoảng thời gian
sự mất dần động năng đồng thời phân rã trong khoảng thời gian 11,,0505**10101212 s.. s hằng số phân rã . Tuy nhiên với sự xấp xỉ đầu tiên ta cĩ thể bỏ qua quá trình mất hằng số phân rã . Tuy nhiên với sự xấp xỉ đầu tiên ta cĩ thể bỏ qua quá trình mất
mát động năng và phân rã của
mát động năng và phân rã của 77LiLi**..
Dạng đỉnh f(E,v(t)) của tia gamma tại năng lượng 478 keV phát ra từ
Dạng đỉnh f(E,v(t)) của tia gamma tại năng lượng 478 keV phát ra từ 77LiLi**
hợp với
hợp với vuơng gĩc của vuơng gĩc của detector một detector một gĩcgĩc
0 0 ( , ( ( , ( )) ssiin . ( , )n . ( , ) f f E E v v t t A A g g E E d d (III.3.1) (III.3.1) Trong đĩ:
Trong đĩ: g g E (( ,, ))E là đường khớp tia gamma phát ra từ là đường khớp tia gamma phát ra từ 77LiLi** được được biểu biểu diễndiễn dùng dạng hàm Gauss. dùng dạng hàm Gauss. 0 0 00coscos (( )) E vE v E E c c (III.3.3)(III.3.3) Trong đĩ v
Trong đĩ v00: vận tốc ban đầu của: vận tốc ban đầu của 77LiLi**.. c:
c: vận vận tốc tốc ánh ánh sáng.sáng. Tính tốn quan t
Tính tốn quan tâm âm đến quá trình đến quá trình phân rã và mphân rã và mất dần động năng ất dần động năng củacủa
77LiLi**..
Phương trình phân rã của
Phương trình phân rã của 77LiLi** như sau: như sau: 0 0 (( )) eexxpp(( )) N N t t N N t t (III.3.4) (III.3.4) 2 2 2 2 0.693 0.693 ( ( , , ) e) exxpp{ { ( ( ( ( , , ( ( )))))) g g E E E E E E v v t t (III.3.2) (III.3.2)
Luận Luận văn văn tốt tốt nghiệpnghiệp
Với
Với hằng hằng số số phân phân rãrã T: thời gian phân rã. T: thời gian phân rã. Dạng đỉnh F(E)
Dạng đỉnh F(E) cuối cùng cuối cùng của tia gammcủa tia gamma 478 keV kể a 478 keV kể đến quá trình phânđến quá trình phân rã và mất dần năng lượng của
rã và mất dần năng lượng của 77LiLi**..
0 0 ( ) ( ) (( )). ( ,. ( , (( )))) F F E E A A N N t t f f E E v v t t dt dt (III.3.5)(III.3.5) V(t): vận tốc
V(t): vận tốc 77LiLi** trong mẫu được tính theo lý thuyết LSS( Lindhard- trong mẫu được tính theo lý thuyết LSS( Lindhard- Schraff-Schiott) như sau.
Schraff-Schiott) như sau.
V(t)=v
V(t)=v00 exp(-Dt) exp(-Dt) (III.3.6)(III.3.6) D(s
D(s-1-1): hệ số suy giảm.): hệ số suy giảm.
Hình III.3.1:
Luận Luận văn văn tốt tốt nghiệpnghiệp
(a ): Dạng vạch phổ ứng với khí BF
(a ): Dạng vạch phổ ứng với khí BF33, (b): Dạng vạch phổ ứng với chất lỏng, (b): Dạng vạch phổ ứng với chất lỏng acid H
acid H33BOBO33, (c): Dạng vạch phổ ứng với nguyên tố B, (d): Dạng phổ so sánh phát, (c): Dạng vạch phổ ứng với nguyên tố B, (d): Dạng phổ so sánh phát ra từ hạt nhân Na tại năng lượng 472 keV.
ra từ hạt nhân Na tại năng lượng 472 keV. Cuối cùng dạng
Cuối cùng dạng đỉnh 478 keV đỉnh 478 keV quan sát quan sát cĩ thể cĩ thể tính bằng tính bằng cách thay cáccách thay các phương trình (III.3.1), (III.3.2), (III.3.3), (III.3.4), (III.3.6) vào (III.3.5). Như vậy, phương trình (III.3.1), (III.3.2), (III.3.3), (III.3.4), (III.3.6) vào (III.3.5). Như vậy, cách giải này đưa ra dạng phổ của đỉnh gamma tại năng lượng 478 keV là phụ cách giải này đưa ra dạng phổ của đỉnh gamma tại năng lượng 478 keV là phụ thuộc vào
thuộc vào quá trình quá trình phân rã phân rã củacủa 77LiLi** và FWHM và FWHM là tỷ llà tỷ lệ nghịch với hằng ệ nghịch với hằng số phânsố phân rã D. Giá trị của hằng số D tương ứng như sau: <0.01 x 10
rã D. Giá trị của hằng số D tương ứng như sau: <0.01 x 101212.S.S-1-1(BF(BF33), 1.22 x), 1.22 x 10
101212.S.S-1-1(H(H33BOBO33), 1.48 x 10), 1.48 x 101010.S.S-1-1 ( tinh thể H ( tinh thể H33BOBO33 ), ), 2.57 2.57 x x 10101212.S.S-1-1( nguyên tố B).( nguyên tố B). Những giá trị
Những giá trị này được tính này được tính từ từ lý thuyết LSS.lý thuyết LSS. Để đơn giản
Để đơn giản trong việc tính trong việc tính tốn tốn ta giả sử ta giả sử rằng vận tốc crằng vận tốc chuyển động củahuyển động của hatï nhân kích thích
hatï nhân kích thích 77Li* Li* trong trong mẫu mẫu là: là: v(t) v(t) == vv . Trong phương pháp này dạng. Trong phương pháp này dạng đỉnh gamma của
đỉnh gamma của nguyên tố B tnguyên tố B tại năng lượng 478 ại năng lượng 478 keV keV trở thànhtrở thành
22 2 0 0 1 1 11 22 0 0 (( ccooss )) (( )) eexxpp{{ }}ssiinn 2 2 E E E E k k F F E E N N d d (III.3.7) (III.3.7) Với: Với: k k E E v 00v c//c,, 1//((21 2 )) 00..669933// Trong đĩ: N
Trong đĩ: N11 là chiều cao của đỉnh phổ, là chiều cao của đỉnh phổ, là độ rộng đỉnh phổ. là độ rộng đỉnh phổ. Đỉnh của
Đỉnh của nguyên tố ảnh hưởng nguyên tố ảnh hưởng được khớp dưới dạng được khớp dưới dạng gauss sau:gauss sau:
22 2 0 0 2 2 22 (( )) (( )) eexxpp{{ }} 2 2 n n E E E E F F E E N N (III.3.8) (III.3.8) Trong đĩ: N
Trong đĩ: N22 là chiều cao của đỉnh phổ, là chiều cao của đỉnh phổ, là độ rộng đỉnh phổ. là độ rộng đỉnh phổ. Nền phơng
Nền phơng trong vùng quan tâm được trong vùng quan tâm được khớp theo dạng hình bậc khớp theo dạng hình bậc thang cĩthang cĩ dạng như sau: dạng như sau: 1 1 3 3(( )) ttaann {{ (( 00))}} F F E E A A a E a E E E C C (III.3.9) (III.3.9) A :
A : là sự là sự khác nhau giữa khác nhau giữa vùng năng lượng vùng năng lượng cao và năng cao và năng lượnglượng thấp.
thấp.
A : là độ dốc của nền phơng. A : là độ dốc của nền phơng. C: chiều cao của nền phơng. C: chiều cao của nền phơng.
Luận Luận văn văn tốt tốt nghiệpnghiệp
Kết quả của quá trình khớp cĩ dạng như sau: Kết quả của quá trình khớp cĩ dạng như sau:
Hình III.3.2
Hình III.3.2:: Kết quả khớp đỉnh 478 keV của nguyên tố B trong mẫu đáKết quả khớp đỉnh 478 keV của nguyên tố B trong mẫu đá GSJ JA-2và đỉnh 472 keV của Na được tính với dịng neutron nhiệt tại JRR-3M với GSJ JA-2và đỉnh 472 keV của Na được tính với dịng neutron nhiệt tại JRR-3M với thời gian 35000s .
thời gian 35000s .
Do hiệu ứng Doppler của đỉnh B tại năng lượng 478 keV bị chồâng chập Do hiệu ứng Doppler của đỉnh B tại năng lượng 478 keV bị chồâng chập với đỉnh 472 keV của nguyên
với đỉnh 472 keV của nguyên tố Na, cả hai đỉnh này được tố Na, cả hai đỉnh này được khớp rất tốt.khớp rất tốt.
Quá trình hiệu chỉnh cĩ thể sử dụng với các nguyên tố khác như Cl, Ni, Quá trình hiệu chỉnh cĩ thể sử dụng với các nguyên tố khác như Cl, Ni, Co. Tuy nhiên sai số sẽø lớn từ những hợp chất B cĩ hệ số suy giảm D lớn hơn 2 x Co. Tuy nhiên sai số sẽø lớn từ những hợp chất B cĩ hệ số suy giảm D lớn hơn 2 x 10
101212 s s-1-1
do việcdo việc giả sử giả sử rằng vận rằng vận tốc chuyển động ctốc chuyển động của hạt nhânủa hạt nhân 77Li* Li* trong trong mẫu mẫu làlà một hằng số.
một hằng số. Một chương trình khớp mà bao gồMột chương trình khớp mà bao gồm quá trình phân rã m quá trình phân rã của hạt nhâncủa hạt nhân
77Li* Li* trong mẫu là yêu trong mẫu là yêu cầu để phân tích những cầu để phân tích những hợp chất B cĩ hằng số hợp chất B cĩ hằng số suy giảmsuy giảm lớn.
lớn.
Fit đỉnh Fit đỉnh B B
Fit đỉnh Fit đỉnh Na Na
Đỉnh tổng Đỉnh tổng
Luận Luận văn văn tốt tốt nghiệpnghiệp