2.1. Nguồn neutron kích hoạt 2.1.1. Cau trúc vùng hoạt
@ war
Hình 2.1. Cau trúc vùng hoạt lò phan ứng Da Lat
Lò phản ứng Đà Lạt có vùng hoạt dạng hình trụ, cao 60 cm va đường kính cực
đại 44,2 cm. Cau trúc vùng hoạt gồm các bó nhiên liệu, các khối beryllium, các ông
dẫn thanh điều khién và các kênh chiêu xa.
Các ô nạp nhiên liệu và thanh điều khiển được đánh số bởi 2 số nguyên (ví dụ 7-1, 8-4). Số thứ nhất chí thứ tự hàng, tăng từ Đông sang Tây, số thứ hai tăng theo chiều Bắc đến Nam. Trong đó bao gồm 114 6 dùng dé đặt các bó nhiên liệu, các khối beryllium hay các kênh chiều xạ và 7 ô còn lại để đặt các thanh điều khiến. Các khối beryllium có cùng kích thước và hình dạng như các bó nhiên liệu. Nhiều ô mạng ngoại ví của vùng hoạt khi không có các bó nhiên liệu sẽ được đặt các khối beryllium sẽ tạo thành vành phản xa neutron bồ sung. Thêm vào đó, 5 vành berillum ngoài cùng có dạng hình răng cưa và được đặt giữa vùng hoạt và vành phan xạ graphit dé tạo
thêm một vòng phản xạ.
Bay 6 mạng trong vùng hoạt dùng đề đặt các ống nhôm theo chiều thăng đứng với đường kính bên trong là 33 mm nhằm định vị các thanh điều khiển. Các ống dẫn
20
thanh nhiêu liệu đều có nước bền trong và có các lỗ khoan ở đáy dé nước thoát ra khi đưa thanh điều khién đi xuống. Hiện nay, vùng hoạt của lò phản ứng Da Lạt được tải với câu hình làm việc như sau: 92 bó nhiêu liệu LEU có bay neutron ở tam, 12 thanh beryllium xung quanh bay, kênh khô 7-1, 13-2 va kênh ướt 1-4 từ tháng 12/2011. Từ
tháng 8/2012, 6 13-2 đã được lắp đặt hệ chuyền mau khí nén mới [2].
2.1.2. Các vị trí chiếu mẫu trong lò phản ứng
Hiện tại, lò phản ứng có 9 kênh chiều mẫu: Bay neutron tại trung tâm vùng hoạt,
Mâm quay, Cột nhiệt, kênh 1-4, kênh 7-1, kênh 13-2, cột nhiệt được sử dụng cho mục đích kích hoạt netron:
Mâm quay: nằm ở vành phản xạ. có 40 hốc chiếu, là vị trí đành cho các phép chiếu đài ( >1 giờ ). Các vị trí này gọi là vị trí chiếu ướt, mẫu cần được bao bọc vào
các container chuyên dụng.
Kênh 7-1 và 13-2: là hai kênh khô, được nối với hệ chuyên mẫu tự động khí nén thích hợp cho việc chiếu mau trong thời gian từ vài giây tới vài chục phút.
Cột nhiệt: là vị trí có độ nhiệt hóa neutron tốt nhất, được kết nỗi với hệ chuyên mẫu khí nén ding cho các phép chiếu kích hoạt vòng lặp và nghiên cứu vật lý hat
nhân thực nghiệm.
Các thí nghiệm trong khuôn khô khóa luận này thực hiện chiếu mẫu tại vị trí 7-
12].
2.2. Dụng cụ phát hiện và ghi nhận gamma
2.2.1. Detector siêu tỉnh khiết HPGe
Sau khi kích hoạt mau, mẫu sẽ được dé nguội và mang đi đo phổ gamma, thiết bị đo là hệ đầu dò phông thấp HPGe ở Viện hạt nhân Da Lạt.
Tại PTN INAA Đà Lat sử dụng detector HPGe, model: GMX-30190, loại
đông trục có kích thước như trong bảng sau, số liệu này do nhà sản xuất cung cấp:
22
Bảng 2.1. Các số liệu kích thước của đầu đò HPGe
Hình học detector GMX-30190 Kích thước (mm)
A — Đường kính của tinh thé | 57
B — Độ đài của tinh thé 73,6
C — Bẻ day của lớp chet 0,05 D — Khoảng cách tir nap tới tinh thê 3
E — Đường kính nắp trên 67,1 F - Be dày nắp trên 0,5
G - Đường kính của lõi 11
H - Độ cao của lõi 66.9
Sau đó các tín hiệu sẽ được xử lý bởi các khôi điện từ chức năng như cao thê, khuyéch dai, ADC, may phân tích biên độ đa kênh (MCA) và máy tính (phân mêm genie 2000) đê thu được phô năng lượng gamma.
À a ` ‡
2.2.2. Phan mềm Genie 2000
Tín hiệu gamma sau khi được detector ghi nhận sẽ xử lý và chuyên hóa thành dang phô với phân mêm xử lý là Genie 2000, được xây dung và phát triên bởi công ty Canberra. Genie 2000 có dạng file (.CNE) tương thích với phan mém ka-Dalat nên có thê dùng dé phân tích hàm lượng nguyên tô.
TH SSSS=S= _—_—_——ỄẼỄẼỄẼễỄÝẼŠẴ ằ HH
pry tụ ^ ~ or"
Counts
rear mre
Aang Ghat ". te.ôe
Next } Do Tae Live [soos
1... Peet (eon t
Prev ]
Totad (esMs 3
. goons P Kuecntor “hehe me
Hình 2.4. Giao diện phan mềm Genie 2000
23
2.3. Phần mềm xử lý phố gamma (ks-dalat)
2.3.1. Giới thiệu
Chương trình kp-Dalat là phần mềm máy tính xử lý số liệu của phương pháp ko- NAA băng việc xử lý phổ gamma của mẫu kích hoạt trên Lò phan ứng Da Lạt được TS. Hỗ Mạnh Dũng nghiên cứu áp dụng riêng cho Lò phản ửng hạt nhân Đà Lat (mở
rộng cho Lò phản ứng HANARO — Hàn Quốc va MINT — Malaysia). Về cơ bản, chương trình ky-Dalat cho kết qua ham lượng, sai số và giới hạn phát hiện nguyên tô (LOD) của tat cả các nguyên tố có thé đo được trong mẫu sau khi nhập (input) số liệu của mẫu, các thông số chiều và điều kiện đo.
Chương trình kạ-Dalat chạy trong môi trường DOS, có thé xử lý các phô gamma
thu nhận bởi một số phan mềm thu nhận pho chăng hạn như: APTEC V5.3 (của hãng Aptec), Genie-2K (của hang Canberra) và GammaVision (của hãng Ortec) với số
kênh trong pho là 4K hoặc 8K.
2.3.2. Sơ lược cấu trúc và cách sử dụng ku-Dalat
Hệ chương trình kạ-Dalat bao gom các module thực hiện công việc như sau:
- Đôi dang phố sang dang ASCII chuẩn đã được định nghĩa trước dành riêng cho ka-Dalat. Các phan mềm tương thích cho việc chuyên đổi này là: Aptec V5.3
(.S0), Genie-2k (.CNF) và gammavision (.CHN).
- _ Thiết lập cơ sở dữ liệu bao gồm các hệ số ky và số liệu hạt nhân liên quan, kết nói cơ sở đữ liệu này với chương trình chính để nhận diện hạt nhân và tính toán.
- - Xử lý phô gamma tự động.
- Tinh toán các thông số phô neutron, hiệu suất ghi và các hiệu chỉnh liên quan.
- Tinh hàm lượng nguyên tổ, sai số và giới hạn phát hiện.
- Quan lý, xem va in kết quả dưới dạng file văn bản.
iow Rewwlits
Hình 2.5. Giao diện phần mềm kp-Dalat Cấu trúc phố ASCII chuẩn
Một file ASCII chuân định nghĩa trước bao gồm phan “header” có 21 dòng va phan “ số liệu” từ dong 22 trở di. Phan “header” với các thông số như sau:
Dòng |: Thời gian sống (Live time in seconds).
Dong 2: Thời gian thực (Real time in seconds).
Dong 3: Ngày kết thúc chiều (mm/dd/yyyy).
Dòng 4: Thời điểm kết thúc chiếu (hh:mm:ss) hoặc “hh:mm:xx XX” với
XX="AM*"PM”.
Dòng 5: Ngày bat đầu đo (mm/dd/yyyy).
Dong 6: Thời điểm bắt dau đo (hh/mm/ss).
Dòng 7,8: FWHM ở dau và cuối phô (keV).
Dòng 9: Khối lượng mẫu.