ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA VẬT LÝ – VẬT LÝ KỸ THUẬT
BỘ MÔN VẬT LÝ HẠT NHÂN
 

TP. HỒ CHÍ MINH - 2014
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU CÁC PHẢN ỨNG NHIỄU
TRONG PHÂN TÍCH KÍCH HOẠT NEUTRON
SVTH: TRỊNH MINH TÙNG
CBHD: TS. HUỲNH TRÚC PHƯƠNG
CBPB: TS. TRẦN DUY TẬP
1
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Khó khăn
Lĩnh vực
Ứng
dụng
Đặc
điểm
Địa chất
Phân tích hàm lượng
Khảo cổ
Y học
Sinh học
Vật liệu
Nông nghiệp
Công nghiệp
Môi trường

1.1. Phân tích kích hoạt neutron
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.2. Các phản ứng nhiễu
1.2.1. Các phản ứng nhiễu sơ cấp
 Phản ứng (n,p):
139
La bị gây nhiễu bởi
140
Ce.
 Phản ứng (n,f):
140
Ce bị gây nhiễu bởi
235
U.
139
La(n,γ)
140
La
140
Ce(n,p)
140
La
23
Na(n,γ)
24
Na
27
Al(n,α)
24

C → n +
13
N
4
Quan tâm
Gây nhiễu
1.2.3. Các phản ứng nhiễu bậc 2
Xảy ra khi thành phần chính của mẫu và matrix có số
nguyên tử gần nhau.
5
176
Lu bị gây nhiễu bởi
176
Yb.
1.2.4. Hai phản ứng (n,γ)
Phản ứng làm tăng hoặc giảm sản phẩm của sản phẩm kích
hoạt.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
2.1. Trường hợp nhiễu nghiên cứu
6
 Hỗn hợp chỉ có 2 đồng vị A và B đã biết trước cùng được
chiếu neutron trong cùng 1 điều kiện giống nhau.
 Đồng vị A (quan tâm) bắt neutron nhiệt và một phần neutron
trên nhiệt (gọi chung là neutron chậm trong khoảng từ 0 đến
0,5 MeV) tạo phản ứng A(n,γ)C.
 Đồng vị B (gây nhiễu) bắt neutron nhanh trong khoảng năng
lượng từ 4,3MeV đến 5,3MeV tạo phản ứng B(n,p)C.
 Sản phẩm tạo ra bởi 2 đồng vị A và B cùng là đồng vị C.
Đồng vị C phân rã phát gamma ghi nhận được trên phổ.
 Xác định phần trăm khối lượng của 2 đồng vị A, B trong hỗn

487,022
815,781
1596,203
20,8
46,1
23,72
95,40
1,6785
ngày
140
Ce(n,p)
140
La
Nhanh
Mn - Fe
55
Mn(n,γ)
56
Mn
Chậm
846,7638
1810,726
2113,092
98,85
26,9
14,2
2,57878
giờ
56
Fe(n,p)

Sau thời gian chiếu t
i
, rã t
d
, đo t
m
, số hạt nhân nguyên tố A, B
ban đầu sẽ phát gamma là:
Ta có:
(2.10)
9
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG CÔNG THỨC TÍNH TOÁN CHO PHẢN ỨNG NHIỄU
Áp dụng công thức (2.8) và (2.9), công thức (2.10) trở thành:
Thế N
0A
và N
0B
từ công thức (2.1), (2.2) vào (2.11),
(2.11)
(2.12)
2.2.2. Trường hợp 2: A, B ở dạng oxit A
a1
O
a2
, B
b1
O
b2
(2.13)
10

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG
CÁC CÔNG THỨC ĐÃ XÂY DỰNG
13
3.2. Xác định một số thông số liên quan đến thực nghiệm
3.2.1. Hiệu suất hệ đo tại bề mặt DET
Sử dụng nguồn chuẩn
154
Eu có hoạt độ ngày đo là 35108 Bq,
T1/2 = 3138,8 ngày
Ln(Ɛp) = - 0,061(Ln(E))
4
+ 1,5638(Ln(E))
3
- 14,931(Ln(E))
2
+ 61,689(Ln(E)) - 94,716
Hình 3.5. Đồ thị đường cong hiệu suất tại bề mặt DET
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG CÁC CÔNG THỨC ĐÃ XÂY DỰNG
14
3.2.2. Thông lượng neutron tại kênh nhanh
3.2.2.1. Thông lượng neutron chậm tại kênh nhanh
 Φ
e
= (1,14 ± 0,03).10
3
cm
-2
.s
-1
Hình 3.6. Mẫu vàng 99.99%

3
2
Trung bình: Φ
s
= (5,24 ± 0,13).10
3
cm
-2
.s
-1
Bảng 3.1. Thông lượng neutron nhanh tại kênh nhanh
(3.1)
(3.2)
(3.3)
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG CÁC CÔNG THỨC ĐÃ XÂY DỰNG
 Φ
th
= (4,10 ± 0,10).10
3
cm
-2
.s
-1
Hình 3.7. Mẫu nhôm tròn
3.2.2.2. Thông lượng neutron nhanh tại kênh nhanh
Lần
chiếu
Khối lượng
W (gam)
t

f
= (2,28 ± 0,09).10
6
cm
-2
.s
-1
Bảng 3.2. Thông lượng neutron nhanh tại kênh nhanh
15
(3.4)
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG CÁC CÔNG THỨC ĐÃ XÂY DỰNG
3.3.1. Các chất dùng làm thực nghiệm
Sử dụng 4 chất: Mn, Fe, MnO
2
, Fe
2
O
3
có độ tinh khiết như bảng 3.3.
16
Tên mẫu Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả Phương pháp
Mn Mn % 92,18 AAS
MnO
2
MnO
2
% 94,35 AAS
Fe
2
O

Khối lượng (g) x*
(g/g)
A B
1
A: Fe
B: Mn
1.1
0,1067 0,1932 0,3558
1.2
0,1045 0,2034 0,3395
1.3
0,1007 0,2038 0,3307
2
A: MnO
2
B: Fe
2
O
3
2.1
0,1355 0,2411 0,3597
2.2
0,1490 0,2434 0,3798
2.3
0,1477 0,2383 0,3827
3
A: Mn
B: Fe
2
O

Mẫu t
i
(giây)
t
d
(giây)
t
m
(giây)
N
p
(số đếm)
Sai số
(%)
1
1.1 11940 180 7200 5143 1,43
1.2 61200 240 7200 8103 1,63
1.3 76320 240 7200 8052 1,16
2
2.1 8580 150 7200 3575 1,77
2.2 9540 300 7200 4245 1,64
2.3 7200 720 7200 3268 1,68
3
3.1 8880 660 7200 4198 1,62
3.2 8580 300 7200 3849 1,68
3.3 7980 240 7200 3656 1,71
4
4.1 8100 600 7200 2600 2,03
4.2 8460 600 7200 2737 1,98
4.3 7680 240 7200 2681 1,98

3
(Đơn chất,
oxit)
3.1 0,2608 ± 0,0077 25,1375 ± 0,0221
26,3046 ± 0,0381
3.2 0,2451 ± 0,0073 28,6668 ± 0,0214
3.3 0,2463 ± 0,0074
25,1095 ± 0,0226
2.15
4
(Oxit, đơn
chất)
4.1 0,2383 ± 0,0084
23,8076 ± 0,0268
25,1852 ± 0,0450
4.2 0,2515 ± 0,0087
27,7555 ± 0,0249
4.3 0,2485 ± 0,0086
23,9926 ± 0,0263
Bảng 3.6. Kiểm chứng độ chính xác của các công thức trong từng trường hợp
20
Tên mẫu Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả Phương pháp
Mn Mn % 92,18 AAS
MnO
2
MnO
2
% 94,35 AAS
Fe
2

Trường hợp 1 2 3 4
Sai lệch cũ (%)
35,8463 28,4188 26,3046 25,1852
Sai lệch mới (%)
29,3459 24,0087 17,1279 21,7353
Độ giảm (%) 6,5004 4,4101 9,1767 3,4499
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG CÁC CÔNG THỨC ĐÃ XÂY DỰNG
22
3.2.5. Các nguyên nhân gây sai số
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG CÁC CÔNG THỨC ĐÃ XÂY DỰNG
1
• Độ chuẩn xác của khối lượng mẫu.
2
• Hiệu ứng tự hấp thụ.
3
• Thời gian đo đạc.
4
• Nhiễm tạp chất, oxi hóa, độ ẩm.
5
• Sự khác nhau của cấu hình mẫu thí nghiệm
và mẫu đo thông lượng.
6
• Hiệu suất hệ đo.
7
• Tiết diện bắt neutron, nguồn phát neutron.
23
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Xác định
thông lượng neutron
tại kênh nhanh

6
cm
-2
.s
-1
Xây dựng
4 công thức
tính toán
Thực nghiệm
kiểm chứng
Sai số khoảng
25% – 36%.
Kết luận
Kiến nghị
1
2
 Cần sự chuẩn xác cao hơn trong quá trình làm thực nghiệm.
 Lựa chọn các nguyên tố làm thực nghiệm phù hợp hơn.
1
2
24
TIẾNG VIỆT
[1] Nguyễn Thị Yến Duyên (2012), Nghiên cứu phép phân tích kích hoạt neutron với nguồn
Ra-Be, Luận văn Thạc sỹ, ĐHKHTN Tp.HCM.
[2] Trương Thị Hồng Loan (2013), Giáo trình Xử lý thống kê số liệu thực nghiệm hạt nhân,
ĐHKHTN Tp.HCM.
[3] Lê Thị Quỳnh Như (2006), Phân tích các nguyên tố vi lượng trong các vị thuốc chữa bệnh
thần kinh, mất ngủ bằng phương pháp phân tích kích hoạt neutron, Khóa luận tốt nghiệp,
ĐHKHTN Tp.HCM.
[4] Huỳnh Trúc Phương (2009), Nghiên cứu và phát triển phương pháp chuẩn hóa K