Download miễn phí Luận văn Khảo sát độ phóng xạ trong xi măng dùng làm vật liệu xây dựng khu vực thành phố Hồ Chí Minh
Hệ phổ kế gamma phông thấp bao gồm detector Germanium siêu tinh khiết để thu nhận các
bức xạ photon, gamma phát ra từ mẫu vật cần đo rồi chuyển chúng thành các tín hiệu điện để có thể
xử lý được bằng các thiết bị điện tử. Tín hiệu điện từ detector được khuếch đại sơ bộ qua tiền
khuếch đại và được đưa vào bộ khuếch đại tuyến tính. Sau khi tín hiệu được khuyếch đại, chúng
được đưa qua bộ phận phân tích đa kênh rồi được đưa ra trên màn hình máy tính ở dạng phổ năng
lượng gamma. Toàn bộ quá trình từ thu nhận tín hiệu đến khi hiển thị trên màn hình được điều
khiển bằng chương trình Accuspect-A của hãng Canberra. Sau đây là một vài đặc trưng cơ bản của
hệ phổ kế: detector HP Ge Model GC-1518, Canberra USA có các thông số danh định là: hiệu suất
tương đối 15%; độ phân giải năng lượng 1,8 keV; tỉ số đỉnh/compton: 45/1 tại vạch năng lượng
1332 keV của đồng vị Co
60
. Detector có đường kính 5,34 cm; chiều cao 3,20 cm; thể tích 71,1 cm
3
.
Detector được nuôi bằng nitơ lỏng (-196
o
C) và được đặt trong buồng chì giảm phông.
http://s1.liketly.com/flash/edoc/-images-nopreview.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-41401/Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.Tóm tắt nội dung:
ột detector ghi bức xạ, các tương tác vật
lý xuất hiện. Do tia gamma là sóng điện từ nên nó tham gia tương tác yếu với những điện tử của
nguyên tử và trường Coulomb của hạt nhân. Do đó, tương tác của tia gamma với vật chất không gây
hiện tượng ion hóa trực tiếp như hạt tích điện mà nó làm bứt electron quỹ đạo ra khỏi nguyên tử hay
sinh ra các cặp electron – positron. Các electron này gây ion hóa và đó là cơ chế cơ bản mà hạt
gamma năng lượng cao có thể ghi đo và nhờ đó chúng có thể gây nên hiệu ứng sinh học phóng xạ.
Có 3 dạng tương tác của gamma với nguyên tử đó là hiệu ứng quang điện, tán xạ Compton và hiệu
ứng tạo cặp.
Khi bức xạ đi vào môi trường vật chất bên trong của một detector ghi bức xạ nó sinh ra một tín
hiệu điện. Đây là cơ sở vật lý của việc ghi nhận bức xạ. Tín hiệu ban đầu rất bé, sau một loạt các
quá trình biến đổi và khuyếch đại trong các thiết bị điện tử, tín hiệu thu được có thể hiện trên màn
hình dạng xung (số đếm). Các máy phân tích phóng xạ đều sử dụng nguyên lý này để ghi phóng xạ.
Hệ phổ kế gamma là thiết bị ghi nhận và phân tích phóng xạ hiện đại nhất.
2.2.2.2. Các đặc trưng của hệ phổ kế gamma
Độ phân giải năng lượng (energy resolution)
Độ phân giải năng lượng của detector là tỷ số của FWHM và vị trí đỉnh Ho. Trong đó: FWHM
(full width half maximum) là bề rộng ở một nửa giá trị cực đại được định nghĩa là bề rộng của phân
bố tại tọa độ bằng một nửa độ cao cực đại của đỉnh với điều kiện tất cả phông nền đã được loại bỏ.
Độ phân giải năng lượng là đại lượng không có thứ nguyên và được diễn tả theo %. (hình 2.1).
dH
dN
HH0
y/2
y
FWHM
Độ phân giải năng lượng
FWHM
H 0
R =
Hình 2.1. Định nghĩa của độ phân giải của detector.Đối với những đỉnh có dạng Gauss, độ
lệch tiêu chuẩn thì FWHM là 2,35 .
Detector có độ phân giải năng lượng càng nhỏ thì càng có khả năng phân biệt tốt giữa hai bức
xạ có năng lượng gần nhau. Trong sự phân bố chiều cao xung vi phân được tạo ra bởi detector,
detector có độ phân giải tốt sẽ cho ra phổ có bề rộng của đường cong phân bố nhỏ, đỉnh phổ nhô cao
lên, nhọn và sắc nét, (hình 2.2).
Hình 2.2. Hàm đáp ứng đối với những detector có độ phân giải tương đối tốt và độ phân
giải tương đối xấu.
Độ phân giải năng lượng của detector với bề rộng ở một nửa giá trị cực đại của đỉnh 1,33
MeV của 60Co có giá trị trong khoảng 18 keV–22 keV.
Hiệu suất ghi (detection efficiency)
Về nguyên tắc, tất cả detector sẽ cho xung ra khi có bức xạ tương tác với đầu dò. Đối với các
bức xạ không mang điện như gamma hay neutron thì khi đi vào detector chúng phải qua nhiều quá
trình tương tác thứ cấp trước khi có thể được ghi nhận vì những bức xạ này có thể truyền qua
khoảng cách lớn giữa hai lần tương tác và như thế chúng có thể thoát ra ngoài vùng làm việc của
detector. Vì vậy hiệu suất của detector là nhỏ hơn 100%. Lúc này, hiệu suất của detector rất cần
thiết để liên hệ số xung đếm được với số photon hay neutron tới detector. Hiệu suất đếm của
detector được chia làm hai loại: hiệu suất tuyệt đối (absolute effect) và hiệu suất nội (intrinsic
effect). Hiệu suất thường dùng cho detector bức xạ gamma là hiệu suất đỉnh nội (intrinsic peak
efficiency).
Trong đó, hiệu suất nội được định nghĩa:
Hiệu suất nội không phụ thuộc vào yếu tố hình học giữa detector với nguồn mà chỉ phụ thuộc
vào vật liệu detector, năng lượng bức xạ tới và bề dày vật lý của detector theo chiều bức xạ tới. Sự
phụ thuộc nhỏ vào khoảng cách giữa nguồn và detector vẫn còn vì quãng đường trung bình của bức
xạ xuyên qua detector sẽ thay đổi một ít theo khoảng cách này.
Hiệu suất đếm được phân loại theo bản chất của bức xạ được ghi nhận. Nếu chúng ta ghi nhận
tất cả xung từ detector, khi đó cần sử dụng hiệu suất tổng (total efficiency). Trong trường hợp này
tất cả các tương tác dù có năng lượng thấp cũng giả sử được ghi nhận, sự phân bố chiều cao xung vi
phân được giả thiết trình bày trong hình 2.3, trong đó diện tích toàn phần dưới đỉnh phổ là tổng tất
cả các xung không để ý đến biên độ được ghi nhận. Trong thực tế, bất kỳ hệ đo nào cũng đòi hỏi các
xung được ghi nhận phải lớn hơn một mức ngưỡng xác định nào đó được đặt ra nhằm loại các nhiễu
do thiết bị tạo ra. Như thế, chúng ta chỉ có thể tiến tới thu được hiệu suất toàn phần lý tưởng bởi
việc đặt mức ngưỡng này càng thấp càng tốt. Hiệu suất đỉnh (peak efficiency) được giả sử chỉ có
những tương tác mà làm mất hết toàn bộ năng lượng của bức xạ tới được ghi. Trong phân bố độ cao
xung vi phân, những bức xạ mang năng lượng toàn phần này được thể hiện bởi đỉnh mà xuất hiện ở
phần cao nhất của phổ. Những bức xạ chỉ mang một phần năng lượng của bức xạ tới khi đó sẽ xuất
hiện ở phía xa bên trái trong phổ. Số bức xạ có năng lượng tổng có thể thu được bằng tích phân diện
tích dưới đỉnh (phần gạch chéo trong hình). Hiệu suất toàn phần và hiệu suất đỉnh được liên hệ bởi tỉ
số “đỉnh-tổng” (peak to total), (hình 2.3). Hiệu suất detector Gemanium là tỷ số diện tích đỉnh 1332
keV (60Co) của detector Gemanium với diện tích đỉnh đó khi đo bằng detector nhấp nháy NaI (Tl)
hình trụ, kích thước 7.62 cm x 7.62 cm, cả hai detector đặt cách nguồn 25 cm. Detector Gemanium
có hiệu suất trong khoảng 10% đến 100%.
Tỷ số đỉnh/compton
Theo tài liệu của IAEA Tech doc 564 [30], việc tính tỷ số đỉnh/compton thực hiện đối với
đỉnh 1332 keV (60Co), phần compton lấy trong miền năng lượng từ 1040 keV đến 1096 keV.và như
công thức (*).
peak
total
r
(*)
dH
dN
H
Đỉnh năng lượng
đầy đủ
Hình 2.3. Đỉnh năng lượng toàn phần trong phổ độ cao xung vi phân được ghi bằng phổ kế
nhấp nháy NaI(Tl).
Thực nghiệm: Phổ gamma của 60Co được đo trong 5 phút, thời gian chết 1% cho tỷ số
đỉnh/Compton =2527/53,7 = 47/1.
Giới hạn phát hiện dưới LD và giới hạn dò AD
Giới hạn phát hiện dưới LD : 2,71 4,65LD B
Giới hạn phát hiện * / * * ( )DAD L C p T Bq
Trong đó:
B
là sai số tại phông của đỉnh quan tâm.
T là thời gian đo.
là hiệu suất ghi của phổ kế tại đỉnh quan tâm.
p là cường độ chùm tia gamma quan tâm.
** / (1 )TC T e là diện tích đỉnh.
Đối với phổ kế gamma của Trung tâm hạt nhân TP HCM, các giá trị giới hạn phát hiện đối với
một số đồng vị phóng xạ được cho trong bảng 2.1. Như vậy, sau khi lót thêm thiếc và farafin vào
bên trong, chất lượng buồng chì đã được cải thiện đáng kể. Điều này sẽ làm cho buồng chì có khả
năng đo được các tia gamma mềm như 46.6 keV của 210Pb và 63.3 keV của 234Th
Bảng 2.1. Giới hạn phát hiện của phổ kế gamma.
Đồng vị E (KeV) Giới hạn phát hiện(Bq)
210Pb 46,6 0,01305
238U 63,3 0,03485
238U 1001 0,16217
232Th 238 0,00155
232Th 583 0,00054
226Ra 186 0,04222
226Ra 295 0,00065
226Ra 352 0,00265
226Ra 609 0,00091
134Cs 795 0,00512
137Cs 661 0,03512
226Ra 1461 0,02874
2.2.3. Hệ phổ kế gamma
2.2.3.1. Cấ...
