NỀN PHỔ KẾ GAMMA
Do các hạt nhân phóng xạ tồn tại khắp mọi nơi, ở xung quanh detector, trong vật liệu tạo detector và cả trong chất nền của mẫu đo nên chúng cũng được ghi nhận bởi detector, từ đó tạo nên phông nền phóng xạ trong phổ gamma đo được. Điều này có thểảnh hưởng đáng kể đến việc tính toán hoạt độ của các mẫu môi trường,
đặc biệt là các mẫu có hoạt độ thấp. Do đó, việc khảo sát chi tiết phông nền sẽ giúp chúng ta đáng kể trong việc hiệu chỉnh các đóng góp của chúng lên việc tính toán các hoạt độ phóng xạ của các mẫu đo.
Ở nước ta, về sự ảnh hưởng các đồng vị phóng xạ nhân tạo lên phông nền phóng xạ, trong các nghiên cứu [20][31], các tác giả cũng đã nhận thấy dấu hiệu tồn tại của 239+240Pu, 90Sr và 137Cs trong đất ở Việt Nam, đặc biệt giá trị của 137Cs khá cao so với giá trị trung bình trên toàn cầu được đưa ra bởi UNSCEAR (1969) [37]. Nhìn chung, những đóng góp chủ yếu vào phông nền là do các đồng vị phóng xạ
nguyên thủy. Cả bốn đồng vị phóng xạ phổ biến là 238U, 235U, 232Th và 40K đều có tồn tại trong phông nền. Trong công trình [21], các tác giảđã chỉ ra rằng hàm lượng các đồng vị phóng xạ tự nhiên có trong đất bề mặt ở miền nam Việt Nam là nằm trong khoảng giá trị trung bình của thế giới. Trong các chuỗi phóng xạ tự nhiên, hầu hết các đỉnh năng lượng gamma có xác suất phát cao, thường được sử dụng trong đo
đạc đều có mặt trong phông nền.
Bên cạnh các nhân phóng xạ nguyên thủy và nhân tạo, các đồng vị phóng xạ
có nguồn gốc từ vũ trụ cũng góp phần ảnh hưởng vào phông nền đo gamma. Những
ảnh hưởng có thể kểđến chẳng hạn như:
Do các neutron có nguồn gốc từ bức xạ vũ trụ hoặc phân hạch hạt nhân tự
nhiên có thể xuyên qua lớp chì che chắn của detector một cách dễ dàng, gây ra phản
ứng với chì. Tuy nhiên các phản ứng tạo tia gamma như : 207Pb(n,n’γ)207Pb cho bức xạ gamma năng lượng 569,2 keV; 1063,6 keV; 206Pb(n,n’γ)206Pb cho bức xạ gamma năng lượng 803,3 keV; 208Pb(n,n’γ)208Pb cho bức xạ gamma năng lượng 2614,0 keV có tiết diện phản ứng nhỏ nên không tạo phông phóng xạ cho detector [3].
Các nghiên cứu về ảnh hưởng của neutron trong môi trường lên detector germanium cũng đã được nghiên cứu trong [19][38]. Các đo đạc thực nghiệm và mô phỏng Monte Carlo cho thấy rằng tương tác của neutron với tinh thể germanium có thể tạo nên các đỉnh gamma nằm trong dải năng lượng từ 50 đến khoảng 800 keV.
Đặc biệt là các chùm neutron năng lượng cao có nguồn gốc từ vũ trụ có thể tán xạ
không đàn hồi với các nhân 72Ge và 74Ge, gây ra các đỉnh 691 keV và 596 keV tương ứng.
Ngoài ra, trong chì che chắn còn có chứa một hàm lượng 210Pb nhất định [3].
210
Pb là hạt nhân không bền, phân rã thành nhân con 210Bi với chu kì bán rã 22,3 năm. Phóng xạ β–
từ210
Bi có năng lượng cực đại 1160 keV, có thể tạo ra các bức xạ
hãm (bremsstrahlung) và các bức xạ đặc trưng tia X của chì (PbKα1 = 75 keV; PbKα2
= 72,8 keV; PbKβ1 = 85 keV; PbKβ2 = 87 keV). Trong thực tế, để giảm thiểu ảnh hưởng của tia X của chì lên phổđo, người ta thường lót bên trong buồng chì các lớp thiếc, đồng hoặc cadmium nhằm hấp thụ bớt các tia X đặc trưng này.