Dòng 11, 12, 13: Các hệ số chuân năng lượng (A, B. C). Với phương trình bậc hai:
E= Ach + B.ch+C (ch: số kênh, E: nang lượng ).
Dòng 14: File hiệu suất (*.EFD.
Dong 15: Số sigma đánh giá sai số.
Dòng 16: Cửa sé năng lượng dé nhận diện hạt nhân (keV).
Dòng 17: Hệ số nhạy cho tìm dinh(20..70).
25
Dòng 18: Số kênh của phô ( 4096, 8192, 16384).
Dòng 19: Tên Detector đo.
Dòng 20, 21: Các giá trị bắt đầu và kết thúc (keV) của vùng năng lượng quan tâm.
Từ dòng 22 trở đi đến cuối phỏ là số đêm của các kênh tương ứng trong dang
Sô nguyên.
CHUONG 3. THỰC NGHIEM
Tat cả các thí nghiệm này đều được thực nghiệm tại kênh chiếu 7-1 của lò phản
ứng và ghi đo tại phòng thí nghiệm INAA của Trung tâm hạt nhân Đà Lat. Cũng trong
phan này, các thực nghiệm được xử lý bằng phan mềm ka-Dalat, vì vậy phương pháp sử dụng và thực hiện phần mềm kạ-Dalat cũng sẽ được trình bày day đủ.
3.1. Hệ khí nén tự động
Hệ chuyên mẫu khí nén (PTS) của một lò phản ứng nghiên cứu là một thiết bị quan trọng, nó được đùng dé đưa mẫu vào vị trí chiếu xạ nhằm kích hoạt mẫu bang neutron trong lò phản ứng với khoảng thời gian chiếu đặt trước, sau đó đưa mẫu đến vị trí đo. Lò phản ứng đã được trang bị hệ chuyên mẫu khí nén dùng cho phân tích kích hoạt neutron dé xác định các nguyên tổ. Câu trúc của hệ PTS bao gôm 5 phần
chính như được trình bày trong hình. Tại vị trí chiều mẫu ở kênh 7-Icó thông lượng
neutron nhiệt khoảng 4,4 x 10! ncm”.s† .
Phan thứ hai là một hệ phô kế gamma với đầu dò HPGe với bộ tiền khuếch đại xóa bằng tranzitor phù hợp cho việc đo tốc độ đếm cao và biến đôi nhanh, và khối điện tử xử lý tín hiệu kỹ thuật số (DSPEC Pro) với nhiều chức năng tối ưu hóa tín
27
hiệu lôi ra từ dau đò. Vị trí đo mẫu được bao bọc bằng lớp chì day Sem. Khoảng cách từ mau tới đầu đò có thẻ thay đôi từ 3 em đến 20 cm.
Phan thứ 3 bao gồm các khối chuyên mẫu và các buồng lưu mẫu làm cho dé đàng thực hiện qui trình chiếu và đo tự động hoàn toàn. Buong nạp mau tự động (SE- 1) có thé nạp cùng lúc 25 mẫu: sau khi mẫu nảy đo xong, mẫu tiếp theo sẽ được đưa vào hệ thông và day tới vị trí chiếu. Thời gian chiều, rã và đo có thé đặt trong khoảng từ 1 s đến 9999 s.
Phần thứ 4 bao gồm các khối xử lý khí thải và buông cung cấp khí nén. Áp suất vận hành của hệ theo khuyến cáo của nhà sản xuất là 3,1 bar. Khí vận chuyên sử dụng dé đây mẫu vào vị trí chiếu và đưa mẫu ra khỏi vị trí chiếu sẽ được dẫn trực tiếp tới
bộ lọc khí.
Phan thứ 5 là gói phần mềm và khối điều khiên PLC dé vận hành hệ thông. Các khối chuyển mẫu và các bộ phận cung cấp khí nén đều được điều khiến bởi PLC thông qua phan mềm NASC (Neutron Activation Sample Changer).
Hệ thong có 4 bộ cảm biến quang học. Chúng được dùng dé đo chính xác thời gian chuyển mau trong hệ thống, đặc biệt là khoảng thời gian từ lúc kết thúc chiếu đến lúc bắt đầu đo mẫu (thời gian rã). Container mang mẫu và lọ đựng mẫu được sử
dụng trong hệ chuyên mẫu khí nén được trình bày như hình 3.2. Chúng được làm bằng vật liệu sạch nên hoạt độ phóng xạ tạo thành trong khi chiếu là không đáng kề và cũng không gây ảnh hưởng nhiều trong phép đo phố [3].
Hình 3.2. Ong đựng mẫu chiếu
28
3.2. Xác định các thông số phô neutron tại vị trí chiếu kênh 7-1
Các thông số phố neutron được xác định bing cách kích hoạt va ghi đo một bộ lá dò (Au, Zr, Ni va Lu). Mỗi bộ lá dò được kích hoạt tại vị trí chiếu mẫu trên kênh
7-1, kênh 13-2 và cột nhiệt.
Bảng 3.1. trình bày các thời gian chiều. thời gian rã và thời gian đo đối với các
lá đò. Thông thường các lá dò với khối lượng 4 mg đối với Al-0,1% Au và Al-0,1%
Lu, 10 mg đối với lá dd 99.8% Zr và 30 mg đối với lá đò 99,98 % Ni được kích hoạt trong thời gian 15 phút tại vị trí chiếu mẫu ở kênh 13-2 và kênh 7-1 và 2,5 giờ tại vị trí chiều mẫu trong cột nhiệt. Thời gian rã khoảng 4 - 6 giờ đối với SNi và !?#Luụ, | ngày đối với *”Zr, 3 ngày đối với '**Au, "Lu, Zr, Nb và “Co trước khi đo trên hệ phỏ kế gamma. Các lá đò đo tại các vị trí cách xa 50 mm đến 150 mm từ mặt đầu dd Ge siêu tinh khiết (GMX-30190) đã được chuân năng lượng và hiệu suất ghi tuyệt đối. Độ phân giải tại thời điểm đo khoảng 2,3 keV tại đỉnh 1332,5 keV và hiệu suất tương đối khoảng 20 + 30 %. Thời gian đo đối với mỗi lá dò năm trong khoảng 0,5 đến 3 giờ để đạt được tối thiêu là 10.000 số đếm tại đính năng lượng quan tâm. Bên cạnh đó, các lá dò được kết hợp với nhau và đo trong khoảng thời gian từ 2 đến 5 giờ.
Bảng 3.1. Thông số của các lá đò kích hoạt
Thời gian/ vị trí chiếu — Thời Thời gian đo Đồng vị được đo
(lá dò, khối lượng) gianrã . (phổ kết hợp) (Tin, y-rays, keV)
15 phút kênh 13-2 S5N¡ (2,5h 366.3:
3 giờ/ cột nhiệt 1115,5; 1481,8)
(Al-0,1% Au, ~4mg) 176m] w (3,6h; 88,4)
(Al-0,1% Lu, ~4mg) ~ Id I+2h(3h) 3 mNb (60s; 743.4)”
(99,8%Zr, ~10mg) Nb (16,7h; 657,9)
+ +
“Đồng vi.”"Nb được phan rã từ đồng vị “Zr với chu kỳ bán rã là 16,7h
Đỗi với khóa luận này, kênh quan tâm là kênh chiếu 7-1, nên ta chỉ quan tâm các số liệu phô neutron của kênh 7-1, được trình bày theo bảng 3.2:
Bang 3.2: Các thông số phô neutron tại vị trí chiếu 7-1
0.0730 2,810"
3.3. Xác định hiệu suất ghi tuyệt đối của đầu dò GMX
Dau do đi kèm với thiết bị phân tích kích hoạt các đồng vị sóng ngắn được ký hiệu là GMX-30190. Nó có hiệu suất danh định là 30% và độ phân giải năng lượng 1,9 keV tại đỉnh năng lượng 1332 keV của nguồn “Co. Ti số đỉnh trên Compton là 59:1. Đầu dò được đặt trong khung nhôm hình hộp với kích thước 74 x 62 x 58 cm.
Các viên gạch chì có bé day trung bình 5 em được lót vào các mặt trong khung nhôm nhằm giảm phông từ môi trường. Các mặt trong lớp chì được lót thêm các lớp Cu và Plastic với bề dày mỗi lớp 2 mm nhằm hạn chế các tia X phát ra từ chi do tương tác của tia gamma. Bên trong buồng chì có một buồng do dùng dé nhận container mang mau sau khi chiếu. Buông đo có thê dịch chuyên theo khoảng cách xa gần so với đầu đò. Khoảng cách từ mẫu tới đầu dò có thé thay đỗi từ 3 em đến 20 cm.
Tuy các giá trị này đã có thay đôi theo thời gian nhưng trong NAA chi str dụng
giá trị hiệu suất ghi tuyệt đối và nó đã được hiệu chuẩn thường xuyên (1 lần trong năm theo tiêu chuân ISO-17025). Vì vậy, các dữ liệu của đầu dò GMX-30190 được sử dụng trong tính toán các thông số phô neutron tại vị trí chiếu mẫu kênh 7-1 là đủ
độ tin cậy.
Nguồn chuẩn giả điểm sử dụng trong thí nghiệm này bao gồm: ?*'Am, !?!Ba,
!2Eu, 7Cs, Co xuất xứ từ phòng thí nghiệm Isotope Products của Mỹ. Các nguồn có dạng hình trụ nhỏ với đường kính 5 mm, chiều cao 3,18 mm được tráng trên dé Epoxy, bẻ mặt bao phủ bởi lớp Acrylic. Đường kính của lớp bao bọc bên ngoài là
30
25.4 mm, chiều cao 6,35 mm. Hình 3.3 mô tả hình học và kích thước của các nguồn
nay,
Active Element 9.197” (5 mm)
x9.125” (3.18 mm) Deep Hole with
Epoxy Plug
Deca!
swan rapa
Hình 3.3. Hình học và kích thước của nguồn chuân dang điềm
Nguồn chuẩn giả điểm được gắn trên buông đo khi ghi do phô. Khoảng cách từ nguôn đến đầu đò được định vị bằng thước đo có độ chính xác đến mm. Tâm của nguôn được định vị sao cho trùng với tâm đầu dò bang cách đưa buồng do lại gần và đánh dau vị trí đặt nguồn.
Lần lượt các nguồn chuẩn được đặt vào vị trí đo cách mặt đầu dò 50 mm, 100 mm và 150 mm. Thời gian đo được dat sao cho số đếm ghi được tại các đỉnh quan tâm chính khoảng 10.000 số đếm.
Bang 3.3: Dữ liệu hạt nhân của các nguồn chuân
nà ày Hoạt độ Saiso | Năng lượng | Xác suat
ông vị mae) (Bq) . (Bq) (keV)
1925.5 | 15/05/2002 367 on 1173,2 La]
tũ=~ ơ tn :
co oad
=~l œ `© 13,0
42
ae re Prana al all anal al i a a ee a
oe ad a
_ mm _ mm
Các giá trị hiệu suất ghi tuyệt đối của đầu dò ứng với nguôn điểm được tính theo công thức (1.34). Bảng 3.4 cho thấy các giá trị hiệu suất ghi của đầu dò GMX-30190
^~~! +
!Ba 3862 | 15/05/2002
do bằng thực nghiệm sử dụng bộ nguồn chuẩn dang điểm đặt tại các vị trí cách mặt đầu dd 53,7 mm và 140 mm.
Bang 3.4. Giá trị thực nghiệm của hiệu suất ghi đối với nguồn điểm đặt cách đầu dò
53,7 mm và 140 mm
ứ— l8m —— lạng — m——— lang — ng — pm lnm— lap
oo —— lang oo —_
120 0.0310 0.0058 0.0275 0.0053 0.0215 0.0043 0,0019 0,0049
0,0035 0,0008 0,0027 0,0006 0,0022 0,0005
0,0004
Các kết qua này sau đó được làm khớp thông qua phương trình đa thức bac 4
theo thang log(£) cho trục tung và thang log(E) cho trục hoành với các tham số được
trình bày trong bảng 3.5 và 3.6:
loge =a, +a, logE+a,đogE) +a,(logE)” +a, (log EY (3.1)
Bang 3.5. Các hệ số làm khớp đường cong hiệu suất tại 53,7 mm
33
53.7 mm -15,7316 21,0976 -11, L016 2.46027 -0,222073