Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Khảo sát phổ kế năng lượng - Thời gian sử dụng đầu dò bán dẫn HPGe

Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Khảo sát phổ kế năng lượng - Thời gian sử dụng đầu dò bán dẫn HPGe tổng quan về các hệ phổ kế năng lượng, thời gian sử dụng đầu dò bán dẫn siêu tinh khiết HPGe, kỹ thuật trùng phùng và hệ thống xử lý xung thời gian.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Khảo sát phổ kế năng lượng - Thời gian sử dụng đầu dò bán dẫn HPGe Bé GI¸O DôC Vµ §µO T¹O TR¦êNG §¹I HäC S¦ PH¹M TP. Hå CHÝ MINH ------------------------- NguyÔn V¨n Kim TrêngKH¶O S¸T PHæ KÕ N¡NG L¦îNG - THêIGIAN Sö SôNG §ÇU Dß B¸N DÉN HPGe Chuyªn ngµnh: VËt lý nguyªn tö, h¹t nh©n vµ n¨ng lîng cao M· sè: 60 44 05 LUËN V¡N TH¹C SÜ vËt lý NG¦êI H¦íNG DÉN KHOA HäC PGS. TS : §INH Sü HIÒN Thµnh phè Hå ChÝ Minh - 2010 Më §ÇUPh¬ng ph¸p ghi phæ n¨ng lîng bøc x¹ gamma sö dông ®Çu dß b¸n dÉn siªu tinh khiÕt (High PurityGermanium - HPGe) lµ ph¬ng ph¸p phæ biÕn ®Ó x¸c ®Þnh ho¹t ®é nguån, cêng ®é c¸c bøc x¹ gammaph¸t ra còng nh nhËn diÖn c¸c nguyªn tè, v× kh¶ n¨ng ph©n gi¶i tèt cña ®Çu dß. Tuy nhiªn, phæ n¨nglîng bøc x¹ gamma cña c¸c nguån phãng x¹ hay c¸c ®ång vÞ phãng x¹ rÊt phøc t¹p nh ngoµi c¸c ®Ønhquang cßn cã nÒn Compton kÌm theo. §Æc biÖt lµ c¸c nguån phãng x¹ ho¹t ®é thÊp, ph¸t ra nhiÒu bøcx¹ gamma cã n¨ng lîng kh¸c nhau th× c¸c ®Ønh n¨ng lîng cã cêng ®é bÐ sÏ kh«ng hiÖn ra râ nÐt vµcã trêng hîp nã bÞ che khuÊt bëi nÒn Compton qu¸ cao khi ®îc ghi nhËn b»ng hÖ phæ kÕ sö dông c¸clo¹i ®Çu dß chøa khÝ, ®Çu dß nhÊp nh¸y,.... §iÒu ®ã dÉn ®Õn sai sè ®¸ng kÓ trong phÐp ®o.VÊn ®Ò ®Æt ra lµ ph¶i x©y dùng hÖ phæ kÕ sao cho phæ n¨ng lîng ghi nhËn ®îc cã c¸c ®Ønh n¨ng lînghiÖn ra râ nÐt, nÒn Compton cµng thÊp cµng tèt vµ ®é ph©n gi¶i tèt. §Çu dß b¸n dÉn HPGe lµ lùa chäntèt nhÊt ®Ó cã ®îc kh¶ n¨ng ph©n gi¶i tèi u. Ph¬ng ph¸p trïng phïng lµ ph¬ng ph¸p sö dông sùt¬ng quan vÒ thêi gian gi÷a c¸c bøc x¹ gamma trïng phïng (c¸c bøc x¹ ph¸t ra gÇn nh ®ång thêi) ®Óghi phæ n¨ng lîng gamma cã tÝnh chän läc nghÜa lµ nã chØ ghi nhËn c¸c bøc x¹ gamma trïng phïng vµlo¹i bá c¸c bøc x¹ gamma do t¸n x¹ Compton. KÕt qu¶ lµ thu ®îc phæ n¨ng lîng víi c¸c ®Ønh n¨nglîng gamma ®Æc trng hiÖn ra râ nÐt trªn nÒn Compton ®îc h¹ thÊp. C¸c nhµ khoa häc ®· nghiªn cøux©y dùng hÖ phæ kÕ trïng phïng vµ thu phæ n¨ng lîng bøc x¹ gamma kh¸ tèt. Tuy nhiªn, viÖc hiÓubiÕt vµ vËn hµnh hÖ phæ kÕ trïng phïng ®Æc biÖt lµ hÖ phæ kÕ n¨ng lîng - thêi gian sö dông ®Çu dß b¸ndÉn HPGe ®Ó thu phæ n¨ng lîng bøc x¹ gamma cña c¸c nguån phãng x¹ vµ ®ång vÞ phãng x¹ cßn kh¸xa l¹ vµ cha ®îc phæ biÕn réng trong nghiªn cøu h¹t nh©n ë níc ta.§Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò trªn, t¸c gi¶ quyÕt ®Þnh nghiªn cøu ®Ò tµi: “kh¶o s¸t phæ kÕ n¨ng lîng - thêigian sö dông ®Çu dß b¸n dÉn HPGe” ®Ó phôc vô cho luËn v¨n tèt nghiÖp chuyªn ngµnh VËt lýnguyªn tö, h¹t nh©n vµ n¨ng lîng cao, Khãa 18 (2007 - 2010) Trêng §¹i Häc S Ph¹m T.P HåChÝ Minh.Môc tiªu chÝnh ®Æt ra cña luËn v¨n nµy lµ: - T×m hiÓu nh÷ng ®Æc trng chung vµ nguyªn t¾c ho¹t ®éng c¬ b¶n cña c¸c khèi ®iÖn tö trong hÖ phæ kÕ. - T×m hiÓu vµ thùc hiÖn kÕt nèi c¸c khèi ®iÖn tö cña hÖ phæ kÕ. - TiÕn hµnh nh÷ng thao t¸c trªn c¸c khèi ®iÖn tö nh lªn cao thÕ cho ®Çu dß, chän nh÷ng th«ng sè trªn c¸c khèi ®iÖn tö vµ lµm thÝ nghiÖm víi nguån chuÈn nh 60Co vµ 22Na. - Xö lý sè liÖu, ghi nhËn phæ n¨ng lîng vµ so s¸nh víi phæ n¨ng lîng ghi nhËn ®îc b»ng hÖ phæ kÕ th«ng thêng (hÖ phæ kÕ n¨ng lîng sö dông mét ®Çu dß b¸n dÉn HPGe). Tõ ®ã, chøng tá u ®iÓm cña hÖ phæ kÕ n¨ng lîng - thêi gian sö dông ®Çu dß b¸n dÉn HPGe lµ: c¸c ®Ønh quang ®îc hiÖn râ trªn nÒn Compton thÊp vµ tû sè ®Ønh trªn Compton t¨ng lªn.CÊu tróc luËn v¨n gåm c¸c phÇn chÝnh sau:Ch¬ng 1: Tæng quan vÒ c¸c hÖ thèng phæ kÕ n¨ng lîng, thêi gian sö dông ®Çu dß b¸n dÉn siªu tinhkhiÕt HPGe.Ch¬ng 2: Kü thuËt trïng phïng vµ hÖ thèng xö lý xung thêi gian.Ch¬ng 3: Thùc nghiÖm.Do thêi gian vµ kiÕn thøc cßn h¹n chÕ nªn luËn v¨n nµy kh«ng tr¸nh khái thiÕu sãt, kÝnh mong nhËn®îc sù gãp ý cña quý ThÇy, C« vµ c¸c b¹n ®ång nghiÖp ®Ó luËn v¨n ngµy cµng hoµn thiÖn h¬n.Ch¬ng 1: Tæng quan vÒ c¸c hÖ thèng phæ kÕ n¨ng lîng, thêi gian sö dông ®Çu dß b¸n dÉn siªu tinh khiÕt HPGe1.1. T×nh h×nh nghiªn cøu trong vµ ngoµi níc 1.1.1. T×nh h×nh nghiªn cøu ngoµi níc [8] N¨m 1958, Hooenboom A.M ®· ®a ra ph¸c th¶o ®Çu tiªn vÒ hÖ phæ kÕ trïng phïng céng biªn®é b»ng ®Çu dß nhÊp nh¸y. Tõ n¨m 1981, ViÖn Liªn Hîp Nghiªn Cøu H¹t Nh©n Dubna ®a ra vÊn ®Ò ghi nhËn vµ xö lý sèliÖu trªn m¸y tÝnh b»ng hÖ ®o céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng víi s¬ ®å hÖ ®o nh h×nh 1.1. E 4 8 ADC T 1. Detector 5 2. Fast Amplifier 1 I ...