DAI HOC
QUOC GIA
HA
NOI
TRLTCJNG
DAI HOC
KHOA
HOC
TI/
NHIEN
TEN DE
TAI
NGHIEN
ClTU
MOT SO DAC
TRlTNG CUA
CO CHE
SINHBlTC
XA HAM VA NOTRON TREN MAY GIA TOG
ELECTRON VA MOT SO
ITNG
DUNG
MA SO: QG-07-06
Chu
nhiem de
tai:
TS. Bui Van Loat
Cac can bo
tham
gia:
CN. Vu Thanh Mai -Truang Dai hoc Khoa hoc Tu nhien, DHQGHN

KOr-
Benh vien K
CN. Nguyen Thi Thanh Tarn- Truang THPT Tran Hung Dao Ha Noi
HaNoi,
2008
BAO CAO TOM TAT
a. Ten de tai
Tilng
Viet: Nghien cuu mot so dac
trimg ciia
ca che sinh
biic
xa ham
va natron tren may gia
toe
electron va mot so ung dung.
Tilng
Anh: Study of the characteristics of bremsstrahlung photons and
neutrons on the electron accelerator and applications.
Ma
s6:
QG-07-06.
b.
Chu tri
dk
tai: TS. Bui Van Loat
c. Can bg tham gia:
CN. Vu Thanh Mai
CN.
Tr4n Thi

-Ket hgp giua tinh toan ly thuyet theo phuang phap mo phong Monte- Carlo
va phuang phap thuc nghiem xac dinh mot so dac trung
ciia
buc xa ham:
+
Phan bo theo goc
ciia
thong lugng chum buc xa ham nang lugng
cue
dai
15MeVva65MeV.
+ Phan
b6
cua buc xa ham theo khoang
each
tinh tu bia.
+ Ph6
nang lugng cua buc xa ham.
+
Phan bo
ciia
natron theo be day bia Ta,W.
- Mot
s6
ung dung trong nghien cuu so lieu hat nhan va phan tich kich
boat,
e. Ket qua chinh cua de tai
1.
V€
mat ly thuyet:

tuang tac vai bia W. Pho buc xa ham thu dugc bang each
lam
khop
pho tinh toan tu ly thuyet vai pho vi phan thu dugc tu thuc nghiem.
- Thong qua viec xac
djnh
suat lugng phan ung quang hat nhan
^^''Auiy.n)^'^^An
da khao sat phan bo theo goc
ciia
chum buc xa ham nang
lugng
cue
dai
15MeV,
65 MeV phat ra
tir
bia W dang la mong. Ket qua thuc
nghiem chi ra rang cac buc xa ham bay theo huang
iru
tien ve phia truac.
- Bang thiet
bj
do lieu
true
tiep va gian tiep da xac dinh
su
suy giam cua
thong lugng chum buc xa ham nang lugng 15 MeV tu may gia toe electron
diing

tot nghiep:
1.
Nguyen Tien Quan, K49 nganh Cong nghe Hat nhan: Xac dinh bang thuc
nghiem dac trung phan bo goc
ciia
buc xa ham nang lugng cue dai
15
MeV
va 65MeV.
2.
Tran The Anh, K49 chuyen nganh Vat ly hat nhan: Xac djnh bang thuc
nghiem phan bo thong lugng
ciia
natron theo be day bia Pb khi ban pha chum
electron 65 MeV.
3.
Phung Thj Nguyet, K49 chuyen nganh Vat ly hat nhan: Xac dinh ty so
Isomer cua phan
img ""' Pe (/,jc;?i/?)"""•' Mn
vai chum buc xa ham nang lugng
cue dai 70MeV.
+
Ten cao hoc va de tai luan van thac
sT
da bao ve thanh cone:
• • • •
o
1.
Nguyen
Hun

No 1, (2008)pp.
36-4L
2.
Determination of the
15
MeV bremsstrahlung spectrum from thin W targit
on the microtron
MT-17
accelerator. VNU Journal of
Science,
Mathematics -
Physics
24,No
2, (2008) pp. 81- 87.
3.
Isomeric yield ratios for
"^^Fe(Y,xnp)^^"''^Mn
reaction induced 50,60 and 70
MeV bremsstrahlung photons. VNU Journal of Science, Mathematics -
Physic 24,
No
18
(2008)218-223
^
f. Tinh
hinh
kinh phf cua de tai:
T6ng
kinh phi cua
da

Branch: Physics Project category: National Level
1.
Title:
2.
Code: QG 07-06
3.
Managing Institution: Vietnam National University, Hanoi
4.
Implementing Institution: Hanoi univercity of Science, Faculty of
Physics.
5.
Collaborating Institution
6. Coordinator
7.
Key Implementers
Via Thanh Mai
Tran The Anh
Nguyen Thi Thanh Tam
Nguyen Tien Quan
Phiing
Thi Nguyet
TS.
Pham Due Khue
ThS.
Kim Tien Thanh
TS.
Nguyen Quang Mien
ThS.
Nguyen Xuan Ku
ThS.

linac.
The isomeric yield ratios were
determined from the measured activities of the produced nuclei in irradiated
foil samples. The y-ray activities were measured by with a calibrated high-
purity germanium detector, HPGe. The present results for the reaction
"''^Fe(y,xnp)^^"''^Mn
measured at 50,60and 70 MeV bremsstrahlung photons
are 0.27+0.03, 0.33±0.04 and 0.34±0.04. The present results measured at 50
and 60 MeV bremsstrahlung are the first time reported. So, our data contribute
to fill in the energy between 30 and 100 MeV.
MUC LUC
• •
M6DAU
11
CHUONG
1.
CO CHE SINH
BLTC
XA HAM VA NOTRON TREN MAY
GIA TOC ELECTRON 12
1.1.
Ca che sinh buc xa ham tren may gia
toe
electron
12
1.1.1. Do mat nang lugng
ciia
electron trong moi truang vat chat 12
1.1.2.
Cac dac trung

Mad^u
35
2.1.
2. Phuang phap kich boat phong xa 36
2.1.3.
Xac dinh thong lugng
ciia biic
xa ham 42
2.1.4
Xac dinh thong lugng
ciia
natron 42
2.2.
Ky thuat ghi nhan va phan tich pho gamma 43
2.2.1.
Ph6k8
gamma 43
2.2.2. Xac dinh hieu suat ghi
ciia
detector 44
2.2.3.
Phan tich
ph6
gamma 46
2.3.
Mot
s5
hieu chinh trong xac dinh cac dac trung
birc
xa ham va natron

53
•J
3.2. Xac dinh pho nang lugng
ciia
hue
xaham
57
3.3.
Suphu
thugc
ciia
buc
xaham
vao khoang
each
62
3.4. Phan bo thong lugng
ciia
natron 64
3.4.1.
Phuang phap xac dinh phan bo natron theo be day bia 65
3.4.2. Phan bo thong lugng
ciia
natron nhiet trong bia Pb,Ta 66
3.4.3.Phan
bo thong lugng
ciia
natron nhanh trong bia Pb 71
3.4.4. Phan bo theo goc natron phat ra tu bia W mong 74
KET

Ian
cho phep tao ra chum buc xa gamma va natron c6 nang lugng cao va thong
lugng
Ian.
Chum buc xa ham va notron sinh ra tu may gia toe nang lugng cao
dugc ung dung trong nhieu
ITnh virc
khoa hoc cong nghe va cac
linh virc
khac
nhau.
t
r
Buc xa ham dugc phat ra tu may gia
toe
electron la ket qua tuang tac
ciia
chum electron dugc gia
toe
vai bia
thuong
lam bang nhung kim loai
nang. Trong may gia toe electron, ncrtron dugc phat ra thuc chat la buc xa thu
cSp
dugc sinh ra chu yeu tu cac phan ung quang hat
nhan(7',xn)va
qua trinh
phan bach dugc gay bai hue xa gamma nang lugng cao. Cac dac trung pho
nang lugng va phan bo theo g6c
ciia biic

t
r
tuang tac
ciia
no vai vat chat. Doi vai co sa dao tao nhu Bg mon Vat ly hat
nhan, khoa Vat ly truang Dai hoc Khoa hgc Tu nhien c6 mot y
nghla
khong
kem phan quan trgng trong cong tac dao tao cu nhan nganh Cong nghe hat
nhan cung nhu trong dao tao cao hgc chuyen nganh Hat nhan & Nang lugng
•> \ #
cao.
Viec
trien khai va thuc hien De tai" Nghien cuu mpt so dac trung cua ca
che sinh hue xa ham va natron tren may gia
toe
electron va mot so ung
dung"
con
CO
y
nghia
quan trgng trong viec dao tao can bg noi chung va can bo tre
noi rieng cua Bg mon vat ly hat nhan.
De tai dugc thuc hien duai
sir
co van cua GS.TS Nguyen Van Do va
sir
tham gia cua cac can bg tai cac Vien Vat ly, Vien Khao co hgc va Benh vien
K, Vien Hoa hgc Quan su. Phan thuc nghiem dugc thuc hien tren may gia

thanh cam an Ban Khoa hgc va Cong nghe. DHQGHN. Phong Khoa hoc va
Cong nghe va Ban
chii
nhiem Khoa Vat
ly
Truang Dai hoc Khoa hoc Tu
nhien da tao mgi dieu kien de De tai thuc hien tot nhiem vu cua minh
Chiro-ng
1: CO CHE SINH BLTC XA
HAM
VA NOTRON TREN MAY
GIA TOC ELECTRON
1.1.
Co*
che phat
birc
xa ham
lAA.
Bo mat mat nang luang cua electron trong moi truang vat chat
Khi
chiim
electron nang lugng cao tuang tac vai moi truang vat chat se
bi
ma't
nang lugng cua minh do hai qua
trinh
chu yeu la ion hoa do va cham
va phat
bure
xa ham. Su mat nang lugng do va cham la ket qua

sir
mat nang lugng do phat buc xa tuang
duang vol
sir
mat mat nang lugng ion hoa do va cham. Ngoai hai ca che tren
con
CO
su tan xa Coulomb nhieu
Ian,
do la tan xa dan hoi
ciia
cac electron vai
cac hat nhan nguyen
tir,
nhung xac suat cua qua
irinh
nay tuang doi nho va
sir
mat mat nang lugng la khong dang ke[12]. Toe do mat nang lugng toan phan
cua electron va positron trong vat chat dugc xac dinh theo cong thuc sau:
(
dE_
clX
+
JraJ
V^^^
A.
ciE^\
cix
(1.17)

birc
xa ham
7.7.7. Bo mat mat nang
lirang ciia
electron trong moi
trirang
vat chat
Khi chum electron di trong moi truang chiing tuang tac vai cac nguyen
tir ciia
moi
trucmg
va mat dan nang lugng
ciia
minh chu yeu do hai qua trinh
la ion hoa do va cham va phat buc xa ham.
Sir
mat mat nang lugng do va cham
la ket qua tan xa khong dan hoi cua electron vai electron nguyen tu
ciia
moi
trudng.
Khac vai hat nang
tich
dien, buc xa beta co khoi lugng
bang
khoi
lugng
CLia
electron, do do sau m6i
Ian

hgc co dien electron se phat hue xa ham. Xac suat phat buc xa ham
cang
Ion
khi khoi lugng
ciia
hat cang nho, nang lugng cang Ian va nguyen
tir
so
ciia
moi trucmg cang tang. Do mat mat nang lugng rieng do phat buc xa
tren mot dan vi duang di
eiia
electron dugc xac dinh theo cong thuc sau:
^dE^
\dx
J
'dE^
ydx ycoui
r
^i7\
-f-
dE_
dx
(1.1)
J raJ
trong do
'dE^
\dx
J
(dE}

mat nang lugng tren mot dan
vi
chieu
dai
vao nang lugng
ciia
electron
doi
v6i
volfram.
10^
u
^
10'
10'
10"
;
•
r
, 1 1
r-T-TTTTTT
I • 1
*
rTTTT
va
cham
phat
bCfc
xa
toan ph^n

tu
moi
tru5ng,
hat
beta truyen nang lugng
ciia minh
cho cac
electron.
Neu electron nhan dugc nang lugng
Ian
han the
nang
ion hoa, no se bay ra
khoi nguyen
tir,
ket qua mot cap ion-
electron dugc
tao
thanh. Nguyen
tir
bi
ion hoa. Ngugc
lai
neu
nang lugng
ma
electron nhan dugc
nho han the
nang
ion

va
cham,
xac
suat
de
electron
mat mot
nira
nang lugng
ciia
minh
la Ian
nhat.
Do mat mat
nang
lugng
cua
electron tren
mot dan vi
duang
di
dugc
[12] xac
dinh theo cong
thuc
Bethe-Bloch:
14
2
.2
=

tru5ng;
/?=-
vdi
v la van toe ciia hat electron con c la van
toe
anh
c '
sang; k la dong nang
ciia
hat electron
tinh
trong dan vi
m^c^
S,C^
la he so
hieu chinh hieu umg mat do va hieu ung v6; F(k) la ham
ciia
dong nang.
(2^
+ 1).In2
Ham F(k) co dang nhu sau:
F{k) -1
-
/?'
+ -^
(1.3).
Vai electron co nang lugng xac dinh, do mat mat nang lugng tren mot
dan vi duang di ty
le
thuan

hat tich dien thu dugc ty le vai dien
tich
ciia
hat nhan va ty le nghjch vai khoi lugng cua no. Theo dien dong
lire
co
dien, khi mot hat
tich
dien chuyen dong co gia
toe,
thi no se phat ra
biic
xa
dien
tir,
dugc ggi la
biic
xa ham. Pho
biic
ham la pho lien tuc, co nang lugng tii
15
0 den nang lugng cue dai bang nang lugng ciia hat
tich
dien. Do mat mat nang
lugng
trtn
mot don vi duomg di do electron phat
biic
xa ham dugc xac dinh
theo cong

Do mat mat nang lugng do phat
biic
xa ham tang theo ham logarit tu
nhien cua nang lugng. Khi nang lugng tang do mat mat nang lugng do phat
biic
xa ham tang theo, trong khi do do mat mat nang lugng do ion hoa hau
nhir
khong doi. Khi nang lugng cua electron ca vai MeV
tro
len, moi lien he giiia
do mat mat nang lugng do phat
biic
xa ham va do ion hoa dugc xac dinh theo
cong
thiic
sau:
(dE/dx)^^,^
EZ
(dE/dx)^^,
800
(1.5)
Tii cac 66 thj tren
Hinh
1.1 va cac cong
thiic
(2.7), cong
thiic
(2.8) nhan
thay rang: Do mat mat nang
lugngeua

la nguyen
tir
so va so khoi
ciia
moi
truo^ng.
Doi v6i moi truang
phiic
tap
nhi6u
thanh phan, chieu dai
biic
xa
ciia
moi trucmg dugc xac djnh theo chieu dai
biic
xa
ciia
cac nguyen to thanh phan
theo cong thiic sau:
Xo tl ''
A^
X,
trong do
X„
la chieu dai
biic
xa cua moi trucmg
phiie
tap,

truang
Chieu dai
biic
xa cua mot so nguyen to thuong gap ®-ie ®-a ra trong
B^ng
1.2. Trong Bang 1.2 chieu dai lam
biic
xa dugc tinh theo chieu dai khoi
(g/em^).
0I/J5J-
18
Bang 1.2. Chieu dai
birc
xa cua mot so nguyen
to
Nguyen to
H
Al
Ta
W
Pb
Z
1
13
73
74
82
A
1,008
26,98

duang di x electron trong
moi trucmg, dugc xac dinh theo cong thiic sau:
E
=£',exp(
X
)
(1.11)
trong do
Eo,
X(,
Ian
lugt la nang lugng ban dau
ciia
electron va chieu dai
biic
xa
CLia
moi trucmg , E la nang lugng trung binh
ciia
electron sau khi di dugc
doan duang x.
Quang chay
ciia
electron trong vat chat
Tren duang di
ciia
minh trong vat chat, electron chiu nhieu
Ian
tan xa
tren hat nhan va tren electron nguyen tu. Quang chay

moi trucmg. Thuong quang chay dugc xac
djnh theo cong thiic ban thuc nghiem. Vai nang lugng ban dau eiia electron
nho ban 3 MeV, trong [12] dua ra cong thiic xac djnh quang chay ciia electron
trong vat chat nhu sau:
^=^(A/I +
22,4£J
-1) (1.12)
P
trong do p la mat do khoi ciia moi truang
(g/cm^),
£,,
nang lugng ban dau
ciia
electron, R la quang chay cua electron
tinh
ra cm.
Gan
diing
bac 1, quang chay
ciia
electron ty le thuan vai nang lugng
ban dau
ciia
electron va ty le nghjch vai mat do khoi
ciia
moi truang. Khi
nang lugng eiia electron
lan
ban 1 MeV
(E,,

phu thugc vao nang lugng cua electron. R chinh la quang
chay ciia electron dugc tinh trong dan vi be day khoi, co
thii
nguyen
g/cml
7.7.2 Cac dac trung
ciia
birc xa ham Khi cac electron nang
lipgng
cao
tiFong
tac vai trang Coulomb cua cac hat nhan bia, quy dao cua chung bi thay doi do
luc
hut ciia hat nhan va bi ham
20
lai,
qua trinh nay kem theo su phat ra
biic
xa dien
tir
hay eon ggi la
biic
xa ham.
Su
ma't
nang lugng do phat
biic
xa ham ty le vai so hat nhan bia. Vi vay
nang
sua't

xa ham[9]. Mot bia ham toi uu la bia
cho sua't lugng
biic
xa ham
16n
nhat
a
mot nang lugng xac djnh ciia electron.
Vdi
electron nang lugng trong khoang
5^30
MeV cac bia nang co be day toi
uu bang ca 0,3 chieu dai
biic
xa. Vi du v6i W co chieu dai
biic
xa la 3,3 mm,
thi be day toi uu doi v6i bia W la I mm. Hinh 1.3 bieu
di6n sir
phu thuoc ciia
nang suat ham vao be day bia Au doi vai chum electron
17
MeV[20].
c
§
>
2-
E
'CD
03-

\^
\
\
\
\
• '
1 t
' • •' '
1—1—1
1 1
111
1
0.01 0.1 1 10
Be day bia,
t(chieu
dai
bifc
xa=0.332 cm)
Hinh
1.3:
Su phu
thugc
cua nang suat
helm
vao
bedaybiaAu(E^
= 17
MeV),
20
Nang sua't ham phu thugc manh vao nang lugng ciia electron. Doi vai

vdi
so nguyen
tir
trong bia day,
hieu suat nay co the dat
t6i
30% doi
v6i
cac nguyen to nang
a
nang lugng
electron 10 MeV.
Biic
xa ham co pho lien tuc va nang lugng dat gia trj cue
dai diing bang dong nang
ciia
chiim electron t6i. Hinh 1.2 bieu
di6n
mot so
pho
biic
xa ham phat ra tii cac bia Be, Al, Zr va W
v6i
nang lugng
ciia
electron la
15
MeV va 50 MeV[16].
4-ltf
10'

""-^
>
^i
,
10
2JO
30 40
50
eo
Hinh
1.4.
Pho
bi'rc .xg
ham phat ra
fu
cac bia khac nhau
vc'ri
nang
ha/ng electron 15
Me\'
va 50
MeW
21
Biic
xa ham co pho lien tuc va nang lugng dat gia trj cue dai diing bang dong
nang cua
chiim
electron
tdi.
Hinh

biic
xa ham co the
tinh
dugc bang phuang phap giai tich
hoac ky thuat mo phong
Monte-Carlo[
13,20].
Pho nang lugng ciia
biic
xa ham phu thugc manh vao goc phat xa, dac
biet la cac bia day. Phan bo goc
ciia biic
xa ham gan vai mot so qua trinh vat
ly
chii
yeu bao g6m; phan bo goc thuc ciia
biic
xa ham, phan bo goc
ciia
cac
electron tan xa dan hoi
v6i
hat nhan trong mot va cham, phan bo goc
ciia
cac
electron tan xa nhieu lan va phan bo goc
ciia
cac photon tan xa. Trong thuc te
khi tinh phan bo goc
ciia biic

mc'
=
0,511
MeV
S.P. Fomin dua ra cong
thirc tinh
gan diing phan bo goc cua buc xa ham
cho mot
16p
vat chat mong nhu sau:
22
m-'-^-^'iT^
trong do:
0
la goc phat xa cua photon; y =
EJmc^
goi la he so Lorentz; a =
yO;
P^
^
Y^O^;
9e
1^
goc tan xa cua electron.
Dai
lugng thirofng
dugc su dung de danh gia phan bo goc ciia cac photon
ham
la
goc r.m.s (root mean square - goc thuc):

Phan bo goc thuc
ciia biie
xa dat
cue
dai tai goc 9
^
y-1
^
mc'/E,.
theo
hudug
ciia
chiim
electron
t6i.
Pho nang lugng va phan bo goc cua
biic
xa ham thuang dugc xac dinh
bang phuang phap thuc nghiem vai cac ky thuat do khac nhau. Hinh 1.5 bieu
di6n
phan bo goc eiia
biic
xa ham phat ra
tir
bia Ta khi dugc ban bai
chiim
electron 25 MeV.
Pho nang lugng
ciia biic
xa ham phat ra tii bia W mong vai

U
10
8
fi
4
2
T
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
T
J
I
L J I I I I I I
L.
-8-6-4-2 0 2 4 6 8
Goc phat xa (dp)
Hinh
1.5.
Su phu
thugc
cua cudng do trung binh
ciia
buc xg ham tao
bdn
chum electron 25 MeV
ti(
bia Ta co be day 4mm vao goc phat xg.
Hinh 1.6 la pho
ciia biic
xa ham
tir

e-
^£.5
It
•
I
•
I
•
I
•
1
' •
I
•
I
•
I
•
I
0 5
10 15
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
NSng JL/dng
photon (MeV)
Hinh
1.6.
Pho
biic
xa ham phat ra tii bia W
ling

-'"
_
.\
i\
-
lilt
111
1
-
—
;
-
f
120"-
L
125'\
''
\
55'
•—
1—
-60'
_b> 1
•
T
V^25'
'
(b)
-30'
1 . ••

Pho buc xg ham a cac goc khac nhau vai chiim electron tai 60
MeV.
Tuy nhien tren thuc te, pho ham thuang co gia tri khac nhau, tuy thugc vao
dieu kien thi nghiem nhu vi tri chieu xa, hinh hgc bia, do on dinh va hoi tu
cua dong electrom. Vai nang lugng
cue
dai xac dinh, be day va nguyen tu so
ciia
bia xac dinh pho nang lugng
biic
xa ham a
nhiJng
goc phat xa khac nhau
CO
dang khac nhau. Tren Hinh 1.7 bieu dien pho
biic
xa ham a cac goc khac
nhau vai chiim electron tai nang lugng 60
MeV[15].
Tu cac do thi tren Hinh
1.7 nhan thay rang dang pho nang lugng
biic
xa ham phu thuoc rat manh vao
goc phat xa. Huong phat xa cua cac
biic
xa ham co nang lugng lan xu huang
uu tien ve phia truac.
f
r
1.2.