CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.5 Hệ phổ kế gamma phịng thí nghiệm đầu dị GC3520
2.5.1 Giới thiệu hệ phổ kế gamma phịng thí nghiệm
Hệ phổ kế gamma phịng thí nghiệm được sử dụng trong luận văn dùng đo các mẫu đất lấy tại hiện trường nhằm đối chiếu với kết quả do hệ phân tích gamma thực địa ISOCS đo được. Hệ bao gồm các phần chính: đầu dị HPGe GC3520, nguồn ni cao thế cho đầu dò, tiền khuếch đại, khối Lynx là thành phần gộp chung của nhiều thiết bị: bộ khuếch đại, bộ biến đổi tương tự thành số và khối phân tích đa kênh. Hình 2.7 mơ tả hệ đo trong nghiên cứu này, buồng chì có thể đóng mở nắp, đầu đo được che chắn bởi buồng chì, bình deward đặt phía dưới chứa Nitơ lỏng làm lạnh cho đầu dò. Phổ ghi nhận được hiển thị trên màn hình máy tính.
Hình 2.7. Hệ phổ kế gamma phịng thí nghiệm GC3520.
Buồng chì bao gồm 4 lớp từ ngồi vào: Thép, chì, thiếc, đồng. Được dùng để giảm ảnh hưởng của phông nền từ môi trường xung quanh lên mẫu cần đo.
2.5.2 Phương pháp phân tích
Theo phương pháp tuyệt đối, hoạt độ riêng của đồng vị phóng xạ có thời gian sống dài được xác định dựa vào công thức sau [13]:
A = N(E)
ε(E).Iγ(E).t.M (2.1)
Trong đó A: hoạt độ phóng xạ tại thời điểm đo (Bq/kg); ε(E): hiệu suất đỉnh năng lượng tồn phần; N(E): diện tích đỉnh năng lượng toàn phần; Iγ(E): xác suất phát gamma; t: thời gian đo (s); M: khối lượng mẫu (kg).
Phương pháp tuyệt đối sử dụng các số liệu hạt nhân và các số liệu thực nghiệm nên kết quả phân tích sẽ bị ảnh hưởng bởi nhiều nguồn sai số. Tuy nhiên, phương pháp tuyệt đối có lợi thế trong những trường hợp khơng có mẫu chuẩn có chứa các đồng vị phóng xạ, thành phần hóa học và mật độ tương đồng với mẫu đo.
Cơng thức tính sai số tương đối của hoạt độ A được cho bởi [13]:
𝛿𝐴2 = (σA A)2=(σN N)2+(σε ε)2+(σI I)2+(σM M)2 (2.2)
Trong đó: δA là sai số tương đối của hoạt độ A; σA là sai số tuyệt đối của hoạt độ A; σN là sai số tuyệt đối của N(E); σε là sai số tuyệt đối ε(E); σI là sai số tuyệt đối Iγ(E); σM là sai số tuyệt đối của khối lượng mẫu M.
Phương pháp tính trung bình có trọng số:
Khi thực hiện 𝑁 phép đo độc lập trong cùng một điều kiện đo một đại lượng vật lý Ai với sai số khác nhau σi thì cơng thức tính trung bình có trọng số là [5]:
A̅ = ∑ Ai σi2 N i ∑ 1 σi2 N i (2.3)
Sai số của trị trung bình A có trọng số được tính theo cơng thức:
𝜎A̅ = √∑11 σi2 N i
2.5.3 Quy trình phân tích
Quy trình phân tích hoạt độ đồng vị phóng xạ mơi trường bằng hệ phổ kế gamma phịng thí nghiệm bao gồm:
Thu thập mẫu: Tại vị trí cạnh điểm đo hiện trường lấy 3 điểm theo hình tam giác cạnh 60cm. Dụng cụ lấy mẫu là mũi khoan có đường kính 6cm, lấy sâu vào lớp đất là 30cm.
Xử lý mẫu: Mẫu đất được sấy khô ở nhiệt độ 300 0C trong 2 giờ, nghiền mịn. Đóng vào hộp Marinelli có đường kính trong 78 mm, đường kính ngồi 119 mm và cao 123 mm. Khối lượng mẫu từng vị trí được cho trong bảng phụ lục 1.
Đo phóng xạ: Thực hiện trên hệ phổ kế gamma phịng thí nghiệm đầu dị GC3520 trong thời gian 24 giờ. Các mẫu được đo trong cùng điều kiện.