Phân tích hạt nhân
phóng xạ
clover
SVTH : Phùng Thị Vân
Nguyễn Thị Hà
Ninh Thị Hường
Nguyễn Thị Phương Nhung
1
Nội dung
Phân tích định tính
1
Hiệu chuẩn định lượng2
Sự nhấp nháy phổ tia gamma
3
Electron biến hoán nội và phổ tia
gamma trong chất bán dẫn
4
5 Đặc điểm phổ tia X
2
Phân tích hạt nhân phóng xạ
Mong muốn phân tích định tính các hạt nhân phóng xạ
1
Xác định phông và sự có mặt của các hạt nhân phóng xạ
2
Phân tích định lượng những bức xạ đó
3
Phần cuối cùng của một phân tích hóa học phóng xạ là xác định hoạt
độ phóng xạ của một hạt cô lập. Sự xác định này bao gồm 3 lý do:
3
1. Phân tích định tính
Xác định thành

Xác định xem
liệu các sản
phẩm hóa học
riêng biệt của
Asen có thuộc
tính nào của hai
sản phẩm dự
kiến là
74
As hay
76
As không?
1. Phân tích định tính
5
Việc lựa chọn một phản ứng hạt nhân có thể sinh ra một hạt
nhân phóng xạ dễ dàng hơn, hoặc làm giảm sự can thiệp của
các yếu tố khác.
•
Phản ứng (n,γ) cho sản phẩm tương ứng là
76
As chu kì bán rã
26.5 giờ (bị phân rã bởi sự phát xạ của các hạt β- và tia γ)
•
Phản ứng (γ,n) cho sản phẩm
74
As chu kì bán rã 18 ngày (bị
phân rã bởi sự phát xạ của các hạt β+ , β- và bức xạ γ)
1. Phân tích định tính
6
Các thuộc tính của hạt nhân phóng xạ xác định danh tính của nó trong phân

0,36
60
Co 5,27 năm 1,332
1,172
0,306
95
Nb 35 ngày 0,745 0,160
131
I 8,14ngày 0,364 0,815
198
Au 2.69ngày 0,412 0,963
203
Hg 47 ngày 0,279
0,208
208
Tl 3,1 phút 2,62 1,79
241
Am 500 năm 0,0596
α
So sánh chu kì
bán rã, loại và
năng lượng
của bức xạ với
các giá trị
trong bảng cho
sẵn
Đo phổ
đặc trưng
Đo năng lượng
tia gamma

Phương pháp
tương đối
2. Hiệu chuẩn định lượng
10
2.1. Phương pháp tương đối
+ Phương pháp tương đối đòi hỏi một nguồn phóng xạ chuẩn,
tức là ta đã biết chính xác tốc độ phân rã.
+ Nếu mẫu không rõ (u) được thực hiện với các điều kiện
giống hệt với nguồn chuẩn (s) thì tỷ số các tốc độ phân rã bằng
với tỷ số các tốc độ đếm vì hiệu suất cho hai nguồn giống
nhau.
( 48 )
Hoặc
( 49 )
u u u
s s s
u
u s
s
D D A
D D A
A
D D
A
ε
ε
= =
 
=
 ÷

Trùng phùng ngẫu nhiên
Trùng phùng ngẫu nhiên
Thời gian hao phí
Thời gian hao phí
Một số điều chỉnh là cần thiết :
2.1. Phương pháp tương đối
13
Hình 6.5: Biểu đồ sơ lược của hệ thống đếm hiện tượng trùng phùng
Bêta-Gamma
2.1. Phương pháp tương đối
14
2.1. Phương pháp tương đối
(Trùng phùng tia β và γ)

Tốc độ đếm của ống đếm tia β là : A
β
= є
β
. D ( 50 )

Tốc độ đếm của ống đếm tia γ là : A
γ
= є
γ
. D ( 51 )

Tốc độ đếm trùng phùng : Ac = є
β
. є
γ

(G) là mối quan hệ hình học giữa nguồn và độ nhạy về khối lượng của máy
đếm.
F
w
là yếu tố cho sự hấp thụ tia β trong cửa sổ của các máy đếm và trong
không khí giữa nguồn và cửa sổ.
F
a
là yếu tố cho các hiệu ứng tán xạ.
F
c
là yếu tố cho hiệu lực của bất kì tài liệu nào, gồm các mẫu với bộ phim
mỏng bảo vệ (ví dụ, giấy bóng kính…)
F
b
là các yếu tố hiệu dụng tán xạ ngược của electron di chuyển ra khỏi ống
đếm của các vật liệu hỗ trợ nguồn.
F
n
là yếu tố cho hiệu quả của các máy đếm hỗ trợ và lá chắn tán xạ electron
từ bên ngoài vào các góc hình học rắn trong máy đếm
F
s
là yếu tố cho sự tự hấp thụ hay tự tán xạ của nguồn
16
3. Sự nhấp nháy quang phổ tia gamma
Tổng số đếm
Tất cả các xung có
độ lớn trên một giá
trị ngưỡng nào đó

in
(a): Tổng số đếm với thiết lập cơ
sở ở 0,51 Mev.
(b): Việc đếm đỉnh phổ
19
Máy phân tích đơn kênh
Máy phân tích đơn kênhMáy phân tích đơn kênh là ống đếm tia gamma cho tách hóa học hoặc đánh
Máy phân tích đơn kênh là ống đếm tia gamma cho tách hóa học hoặc đánh
dấu nguồn phóng xạ. Đặc điểm của máy phân tích đơn kênh:
dấu nguồn phóng xạ. Đặc điểm của máy phân tích đơn kênh:

1. Đường cơ sở (baseline) : Điện áp tối thiểu đặt vào để detector đếm được.
1. Đường cơ sở (baseline) : Điện áp tối thiểu đặt vào để detector đếm được. 2. Cửa sổ
2. Cửa sổ( window )
( window )
:
:
tăng điện áp đường cơ sở ở đó thiết lập chiều cao tối

1,11
b
2,00
b
0,542
Đếm 4π
Trùng phùng β-γ
24
Na 15 giờ 1,38
2,76
1,00
1,00
1,39
Đếm 4π
Trùng phùng β- γ
46
Sc 85 ngày 0,89
1,12
0,995
1,00
0,36
Đếm 4π
Trùng phùng β- γ
60
Co 5,27 năm 1,332
1,172
1,00
1,00
0,306
Đếm 4π

Mỗi hạt nhân phóng xạ phát ra tia gamma tạo thành một phổ gamma đặc
trưng trong một hệ thống detector nhấp nháy.
•
Đo phóng xạ :
+ Xác định các phổ đặc trưng
+ Xác định định lượng cường độ phổ.
•
Tương tác của các tia gamma với vật liệu tổng hợp detector dẫn đến phổ
tia gamma phức tạp
22
Phổ đặc trưng
Bảng 6.8: Độ giảm photon và nguồn gốc của đỉnh trong phổ xung cao.
Độ giảm năng lượng
của photon
Nguồn gốc Năng lượng đỉnh Tên đỉnh
0
Hấp thụ toàn phần
E Đỉnh phổ
0,51MeV
Quá trình tạo cặp và giảm
một photon
E – 0,51
Đỉnh tạo cặp đầu
tiên
1.02 MeV
Quá trình tạo cặp và giảm
hai photon
E – 1,02
Đỉnh tạo cặp thứ
hai

)
E’ = E/(1+2α)
Đỉnh tán xạ
ngược
23
Phổ đặc trưng
Hình 6.9: Phổ Gamma của
24
Na thời gian bán rã 15 giờ
24
Phổ đặc trưng
•
Đỉnh phổ đại diện cho sự hấp thu năng lượng tia gamma toàn phần theo
các quy trình của hiệu ứng quang điện và tán xạ Compton.
•
Trọng lượng tương đối của các đỉnh đối với các quá trình khác phụ thuộc
vào:
+ Năng lượng tia gamma
+ Vật liệu nhấp nháy
+ Các đặc tính vật lý của môi trường hệ thống phát hiện (hình dạng và
kích thước của detector, hình dạng mẫu, mật độ và khoảng cách các tinh
thể ).
25