CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ PLUTONI
2.2. Các vùng năng lƣợng hữu ích sử dụng để xác định hàm lƣợng Pu
2.2.5. Vùng năng lượng 160 keV
Đối với các detector không ghi nhận tốt các tia gamma phát ra trong vùng 40 keV và 100 keV thì để xác định hàm lượng 240Pu ta phải dùng vùng năng lượng 160 keV. Bảng 2.6 liệt kê các đỉnh cũng như cường độ của các tia gamma chính trong vùng 160 keV. Các tia gamma phát ra từ 240
Pu tại đỉnh 160.28 keV bị ảnh hưởng bởi các tia gamma 159.59 keV của 241Pu và 160.19 keV của 239
Pu như trên hình 2.9, hình này cho thấy dạng phổ ứng với trường hợp hai trường hợp là tỷ lệ phần trăm khối lượng các đồng vị: 238Pu: 0.378%, 239Pu: 78.89%, 240Pu: 15.28%, 241Pu: 4.42%, 242Pu: 1.04%,
241Am: 14.30% (đường liền) và trường hợp tỷ lệ phần trăm khối lượng các đồng vị:
238Pu: 0.016%, 239Pu: 93.51%, 240Pu: 6.15%, 241Pu: 0.28%, 242Pu: 0.039%, 241Am: 0.76%, 241Am: 0.48% (đường nét đứt). Việc tách thành phần của 240Pu từ đỉnh tổng của ba tia gamma trên là rất phức tạp. Độ chính xác thống kê trong ghi nhận số đếm của đồng vị 240
Pu hiếm khi nhỏ hơn 2%.
Bảng 2.6. Các đỉnh năng lượng và cường độ của chúng trong vùng 160 keV [20]
Đồng vị Năng lƣợng (keV) Hệ số phân nhánh (số gamma/ phân rã) Sai số (%) Hoạt độ riêng (Bq/g) 239 Pu 158.100 1.000 x 10-8 10.00 2.2942 x 101 241 Am 159.955 6.740 x 10-8 2.5776 x 105
Xác định thành phần và khối l-ợng của Plutonium trong nguồn PuBe bằng ph-ơng pháp gamma
Luận văn cao học Nguyễn Văn Quân 20 239 Pu 160.190 6.200 x 10-8 20.00 1.4224 x 102 240 Pu 160.280 4.020 x 10-6 0.70 3.3756 x 104 239 Pu 161.450 1.200 x 10-6 0.40 2.7530 x 103 3 237 U 164.580 4.526 x 10-7 0.50 1.7311 x 106 241 Am 164.580 6.670 x 10-7 3.00 8.4410 x 104 241 Am 164.980 2.320 x 10-7 4.00 2.9360 x 104 Khi độ cháy của vật liệu tăng lên thì cường độ của cả vùng gồm 3 đỉnh trên đều tăng theo nhưng thành phần của 240Pu lại giảm đi. Bảng 2.7 giải thích sao thành phần tương đối của 240Pu trong đỉnh tổng 160 keV giảm từ 70% đối với vật liệu chứa 6%
240
Pu xuống 25% đối với vật liệu chứa 20% 240Pu. Sự suy giảm này là do khi dộ cháy tăng lên thì thành phần của 241Pu tăng nhanh hơn 240
Pu.
Hình 2.9. Phổ gamma vùng 160 keV của nguồn PuO2 đo bởi detector HPGe có độ phân giải 490 eV tại 122 keV.
X¸c định thành phần và khối l-ợng của Plutonium trong nguồn PuBe bằng ph-ơng pháp gamma
Luận văn cao học Nguyễn Văn Quân 21
Bảng 2.7. Thành phần của các đồng vị trong đỉnh tổng 160 keV
Đồng vị Phần trăm khối lƣợng (%)
Tỷ phần của các đồng vị tại đỉnh 160 keV (%) 239Pu 93.5 93.5 4.5 240Pu 6.0 69.1 241Pu 0.3 26.4 239Pu 86.0 1.5 240 Pu 12.0 50.4 241Pu 1.5 48.1 239Pu 67.0 0.3 240 Pu 20.0 24.6 8 241Pu 8.0 75.1
Bởi đỉnh 164.58 keV phát ra bởi hạt nhân 237U là hạt nhân con của 241Pu, nó chỉ được sử dụng để tính tốn cho 241
Pu sau khi cần bằng phóng xạ. Sự chồng chập của các tia X và tia gamma ở vùng 100 keV có chứa đỉnh gamma 59.5 keV của 241Pu có thể gây nhiễu lên đỉnh tổng 160 keV. Các đỉnh chồng chập này có thể loại bỏ bằng cách sử dụng các tấm lọc để hấp thụ các tia gamma và tia X trong vùng 60 và 100 keV trước khi chúng tương tác với detector [9]. Trong các mẫu MOX, các tia gamma 163.35 keV của 235U có thể gây nhiễu lên đỉnh 164.58 keV nếu tỷ số của 235
U/241Pu lớn hơn 1.5.