Hàm f(E) thu được từ việc khớp hàm đa thức bậc hai của hiệu suất ghi tương đối tại các đỉnh 609,31 keV; 806,17 keV; 934,06 keV; 1120,29 keV; 1377,67 keV; 1509,49 keV; 1729,59 keV; 1764,49 keV của 214Bi. Từ đây xác đi ̣nh tỷ số hoa ̣t đô ̣ của A( 214Pb )/A(214Bi ) và A( 234mPa )/A( 214Bi).
Hàm
Hệ số khớp R = 0,99654 Suy ra
Kết quả trên cho thấy các đồng vị phóng xạ trong dãy 238U cân bằng phóng xạ với nhau.
3.2.2. Xác định tỉ số hoạt độ 235
U và 238U
3.2.2.1. Xác định theo phương pháp chuẩn nội
Để xác định tỉ số hoạt độ của 235U và 238U luận văn dựa vào đỉnh năng lượng 186,21keV của 226Ra cân bằng với 238U và đỉnh năng lượng 185,75keV của 235U với tổng số đếm của hai đỉnh là N=205531 cho trong bảng 3.5
Bảng 3.6. Bảng số liệu kết quả xử lý đối với hai đỉnh năng lượng 186,21keV và 185,75keV
E(keV N=205531 t(s Br(% Đồng vị 186,21 16058 3,6 226Ra 185,75 16058 57,2 235U Nội suy giá trị 186,21 bằng hàm ta được
Suy ra
Vậy
Ta có N=N186,21+N185,75
mà N185,75 = n185,75.t
Tỉ lệ hoạt độ phóng xạ của 235U và 238U là
Vậy theo phương pháp chuẩn nội hiệu suất ghi thì tỉ lệ hoạt độ 235
U và 238U tính được là .
3.2.2.2. Xác định theo lý thuyết
Trong tự nhiên235U với chu kỳ bán rã 7,02.108
năm chiếm 0,72% khối lượng Uran trong tự nhiên và 238U với chu kỳ bán rã 4,47.109 năm chiếm 99,27% Uran trong tự nhiên. Vậy
Hoạt độ của 235 U và 238U được xác định theo (1.7 Vậy Theo (1.6 Số hạt nhân 235 U và 238U xác định như sau Thay (3.4), (3.6) và (3.7) vào (3.5)
Bằng lý thuyết luận văn đã xác định được tỉ lệ hoạt độ 235U và 238U là
Kết quả tính tốn tỉ lệ hoạt độ của 235U và 238U bằng phương pháp chuẩn nội hiệu suất ghi và bằng lý thuyết được tổng hợp trong bảng (3.7)
Bảng 3.7. Tỉ lệ hoạt độ của 235
Theo lý thuyết Bằng thực nghiệm
Từ kết quả trên của luận văn cho thấy xác định tỉ lệ hoạt độ của 235U và 238U bằng phương pháp chuẩn nội hiệu suất ghi cho lết quả phù hợp với lý thuyết.
Từ các kết quả thu được trong việc xác định tỉ số hoạt độ của 208Tl / 228Ac trong nguồn TS5 và tính caa bằng phóng xạ trong dãy 238U, xác định tỉ số hoạt độ
235U / 238U bằng thực nghiệm và lý thuyết cho thấy độ chính xác của phương pháp chuẩn nội hiệu suất ghi
3.3. Đánh giá sai số
Sai số của kết quả thực nghiệm bao gồm sai số ngẫu nhiên và sai số hệ thống. Việc giảm thiểu các sai số thường bằng cách tiến hành phép đo nhiều lần theo các điều kiện và thời gian khác nhau, tăng thời gian đo, tăng khối lượng mẫu đảm bảo thống kê số đếm, giảm thời gian chết, chuẩn hiệu suất ghi chính xác cho hệ đo,… Trong quá trình xử lý số liệu, các đỉnh gamma được lựa chọn là những đỉnh có số liệu thống kê tốt, không bị can nhiễu bởi các đỉnh gamma khác, hiệu chỉnh hiệu ứng cộng đỉnh, sử dụng các cơng cụ tốn học bổ trợ trong việc khớp đỉnh và tách đỉnh chập sẽ giúp giảm một phần đáng kể các sai số của số đếm diện tích đỉnh.
Việc xác định sai số của kết quả thực nghiệm sử dụng hàm truyền sai số:
n i i i a a F F 2 2
Các sai số chính được đánh giá bao gồm: Thống kê số đếm các đỉnh gamma , sai số do quá trình nội suy và ngoại suy qua hàm hiệu suất ghi f(E), sai số của số
liệu hạt nhân như chu kỳ bán rã, tỷ số rẽ nhánh bức xạ gamma, hiệu ứng cộng đỉnh, và các sai số khác,.. Sai số tồn phần được tính theo cơng thức truyền sai số và được xác định nằm trong phạm vi cho phép.
Việc áp dụng kỹ thuật chuẩn trong vào vùng năng lượng trung bình của phổ bức xạ gamma hồn tồn thích hợp trong việc phân tích được thành phần và hàm lượng các đồng vị có trong mẫu nhiên liệu, vật liệu hạt nhân. Kết quả so sánh với hàm lượng đã được xác định trước đây cho thấy độ chính xác của phương pháp này
hoàn toàn chấp nhận được. Cùng với việc có thể phân tích được thành phần và hàm lượng các đồng vị trong các mẫu urani có giả hàm lượng rộng, hình dạng bất kỳ đã cho thấy ưu thế nổi trội của phương pháp này khi áp dụng vào việc khảo sát đặc trưng thanh nhiên liệu hạt nhân trên thực tế.
KẾT LUẬN
Bản luận văn trình bày các kết quả nghiên cứu thực nghiệm xác định một số đặc trưng của các dãy phóng xạ trong tự nhiên bằng phương pháp phân tích sử dụng khối phổ kế gamma bán dẫn với ưu điểm không cần phá mẫu, quy trình thực nghiệm khơng quá phức tạp và cho độ chính xác cao kết hợp với các kỹ năng phân tích xử lý số liệu. Các kết quả chính của luận văn bao gồm
+ Nghiên cứu khái quát về phân rã phóng xạ, hiện tượng cân bằng phóng xạ, đặc điểm cơ bản của các dãy phóng xạ trong tự nhiên.
+ Tìm hiểu các phương pháp và kỹ thuật thực nghiệm đánh giá tính cân bằng phóng xạ trong các dãy phóng xạ tự nhiên. Tập trung vào phương pháp đo phổ gamma sử dụng phổ kế gamma bán dẫn kết hợp với kỹ thuật chuẩn trong.
+ Xây dựng cơng thức tính tốn tỷ số hoạt độ, xây dựng được đường cong hiệu suất ghi tương đối cho từng phép đo.
+ Xác định tỷ số hoạt độ 208Tl / 228Ac trong mẫu TS5 với hai cấu hình đo khác nhau
+ Đánh giá tính cân bằng phóng xạ trong dãy phân rã 238
U +So sánh tỷ số hoạt độ 235U / 238U bằng lý thuyết và thực nghiệm
Qua việc thực hiện luận văn học viên đã có thêm được những kiến thức cơ bản, các kỹ năng tính tốn phân tích số liệu cũng như kinh nghiệm thực nghiệm về vật lý hạt nhân.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt
[1]: Nguyễn Văn Đỗ, 2005 “Phương pháp phân tích hạt nhân”, Nhà xuất bản
ĐHQG Hà Nội
[2]: Ngô Quang Huy, 2006“Cở sở Vật lý hạt nhân”, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội.
[3]: Bùi Văn Loát, 2009“Địa vật lý hạt nhân”, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội
[4]: Đặng Huy Uyên, 2006 “Vật lý hạt nhân đại cương”, Nhà xuất bản Đại học
Quốc Gia Hà Nội.
Tài liệu tiếng Anh
[1]: Cong Tam Nguyen,(2005)103“Age-dating of highly enriched uranium by
gamma-spectrometry”, Nucl.Instr . And Meth. B229.
[2]: Huda Abduirahman Al-Sulaiti, 2011. Determination of Natural Radioactivity Levels in the State of Using High- Resolution Gamma- Ray Spectrometry. A thesis of Dortor of Phylosophy- University of Surey, UK.
[3]: K.N. Mukhin,1987 “Experimental Nuclear Physis”, Vol I. Mir Publisher