BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

Nguyễn Quốc Minh

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MẶT PHÂN CÁCH
GIỮA HAI MÔI TRƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP
ĐO GAMMA TÁN XẠ VÀ TRUYỀN QUA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

Thành phố Hồ Chí Minh – 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

Nguyễn Quốc Minh

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MẶT PHÂN CÁCH
GIỮA HAI MÔI TRƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP
ĐO GAMMA TÁN XẠ VÀ TRUYỀN QUA
Chuyên ngành: Vật lí nguyên tử
Mã số: 60 44 01 06

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. TRẦN THIỆN THANH

Thành phố Hồ Chí Minh – 2016

gia đình đã động viên, an ủi và tiếp thêm sức mạnh để em hoàn thành luận văn. Đồng
thời, em cũng cảm ơn các bạn học viên trong lớp cao học khóa 25 chuyên ngành Vật lí
nguyên tử, Trường Đại học Sư phạm Tp.HCM đã sát cánh bên em trên con đường đi
tìm tri thức mới.


MỤC LỤC
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ và đồ thị
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................................1
Chương 1. TỔNG QUAN .....................................................................................................3
1.1. Sơ lược về tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước ..................................3
1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới .......................................................................3
1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước .........................................................................4
1.2. Tương tác của gamma với môi trường vật chất.........................................................5
1.2.1. Hiệu ứng quang điện ..............................................................................................5
1.2.2. Hiệu ứng Compton .................................................................................................7
1.2.3. Hiệu ứng tạo cặp.....................................................................................................9
1.2.4. Tán xạ của chùm gamma đi qua vật liệu .......................................................... 10
1.2.5. Sự suy giảm của chùm gamma khi đi qua môi trường vật chất ..................... 14
1.3. Công thức xác định mặt phân cách .......................................................................... 15
1.4. Nhận xét chương 1 ..................................................................................................... 17
Chương 2. HỆ ĐO G AMMA TÁN XẠ VÀ G AMMA TRUYỀN QUA .................. 18
2.1. Thiết bị đo thực nghiệm ............................................................................................ 18
2.1.1. Nguồn phóng xạ và hộp chứa nguồn ................................................................ 18
2.1.2. Khối đầu dò .......................................................................................................... 21


Tiếng Anh

Tiếng Việt

FWHM

Full Width at Half Maximum

Bề rộng ở một nửa giá trị cực đại

HPGe

High Purity Germanium

Germani siêu tinh khiết

HVPS

High-Voltage Power Supply

Nguồn cao áp

MCA

Multi Channel Analyzer

Hệ phân tích đa kênh

MCNP


3.2

3

3.3

4

3.4

Kết quả làm khớp diện tích đỉnh tán xạ một lần trong phép đo
tán xạ qua bình chứa nước – xăng
Kết quả làm khớp diện tích nền tán xạ nhiều lần trong phép đo
tán xạ qua bình chứa nước – xăng
Kết quả làm khớp diện tích tổng trong phép đo tán xạ qua
bình chứa nước – xăng

36

36

36

Vị trí mặt phân cách thu được trong phép đo tán xạ dựa trên
5

3.5

diện tích đỉnh tán xạ một lần, số đếm nền tán xạ nhiều lần và


chứa glycerin – xăng
9

3.9

10

3.10

11

3.11

Kết quả làm khớp diện tích đỉnh tán xạ một lần trong phép đo
tán xạ qua bình chứa glycerin – xăng
Kết quả làm khớp diện tích đỉnh tán xạ nhiều lần trong phép
đo tán xạ qua bình chứa glycerin – xăng
Kết quả làm khớp diện tích tổng trong phép đo tán xạ qua
bình chứa glycerin – xăng

43

43

43


Vị trí mặt phân cách thu được trong phép đo tán xạ dựa trên
12

17

3.17

18

3.18

Kết quả làm khớp trong phép đo truyền qua glycerin – xăng
Kết quả tính diện tích đỉnh tán xạ theo chiều cao bằng chương
trình Colegram trong phép đo nước – dầu hỏa – không khí
Kết quả làm khớp diện tích đỉnh tán xạ một lần trong phép đo
tán xạ nước – dầu hỏa – không khí
Kết quả làm khớp diện tích nền tán xạ nhiều lần trong phép đo
tán xạ nước – dầu hỏa – không khí
Kết quả làm khớp diện tích tổng trong phép đo tán xạ qua
bình chứa nước – dầu hỏa – không khí

45
48

51

51

51

Vị trí mặt phân cách thu được trong phép đo tán xạ dựa trên
19


Diễn giải

Trang

1

1.1

Hiệu ứng quang điện

6

2

1.2

Tán xạ Compton

8

3

1.3

Hiệu ứng tạo cặp

10

4


8

1.8

Sự thay đổi cường độ chùm tia gamma trong phép đo truyền qua

16

9

2.1

Mô hình nguồn

10

2.2

Cách lắp các chi tiết khối nguồn

11

2.3

12

2.4

Hộp chứa nguồn dùng trong thí nghiệm đo gamma truyền qua


Giao diện chương trình Colegram

24

17

2.9

Bình chứa dùng trong thực nghiệm

25

18

2.10

Mô hình hệ đo gamma tán xạ

27

19

2.11

20

2.12

21


27
28
28

29
30


24

3.2

Tách đỉnh tán xạ một lần

30

25

3.3

Phổ truyền qua sau khi trừ phông

31

26

3.4

27


35

3.13

36

3.14

37

3.15

Sự thay đổi diện tích đỉnh tán xạ một lần theo chiều cao trong
phép đo tán xạ qua bình chứa nước – xăng
Sự thay đổi diện tích đỉnh tán xạ nhiều lần theo chiều cao trong
phép đo tán xạ qua bình chứa nước – xăng
Sự thay đổi diện tích tổng theo chiều cao trong phép đo tán xạ
qua bình chứa nước – xăng
Đồ thị thể hiện sự thay đổi của số đếm tổng theo chiều cao trong
phép đo truyền qua bình chứa nước – xăng
Sự thay đổi diện tích đỉnh tán xạ một lần theo chiều cao trong
phép đo tán xạ qua bình chứa glycerin – xăng
Sự thay đổi diện tích đỉnh tán xạ nhiều lần theo chiều cao trong
phép đo tán xạ qua bình chứa glycerin – xăng
Sự thay đổi của diện tích tổng theo chiều cao trong phép đo tán
xạ qua bình chứa glycerin – xăng
Đồ thị thể hiện sự thay đổi số đếm tổng theo chiều cao trong
phép đo truyền qua bình chứa glycerin – xăng
Sự thay đổi diện tích đỉnh tán xạ một lần theo chiều cao trong
phép đo tán xạ qua bình chứa nước – dầu hỏa – không khí