Luận văn tốt nghiệp Vật lý: Xác định tọa độ của một số nguyên tố bằng phương pháp xây dựng đường cong hiệu suất

Luận văn tốt nghiệp Vật lý: Xác định tọa độ của một số nguyên tố bằng phương pháp xây dựng đường cong hiệu suất tóm tắt về cơ sở lý thuyết và tổng quan về ghi đo bức xạ và trình bày các bước xây dựng đường cong hiệu suất, tính toán hiệu suất detector cho mẫu khối hình trụ, các thao tác chuẩn bị mẫu, đo mẫu, và cách tính hoạt độ 40k bằng đường cong hiệu suất.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn tốt nghiệp Vật lý: Xác định tọa độ của một số nguyên tố bằng phương pháp xây dựng đường cong hiệu suất BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ  LÊ THỊ MỘNG THUẦN Người hướng dẫn: Thầy HOÀNG ĐỨC TÂM LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành vật lý hạt nhân Thành phố Hồ Chí Minh-tháng 5 năm 2009 LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện luận văn, ngoài sự cố gắng và nỗ lực của bản thân, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, hướng dẫn và động viên của quý thầy cô, gia đình và bạn bè. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Thầy Hoàng Đức Tâm đã tận tình hướng dẫn những kiến thức chuyên môn và những kinh nghiệm quý báu giúp em hoàn thành luận văn. Các thầy phụ trách phòng thí nghiệm đã tạo điều kiện tốt nhất để em hoàn thành việc đo đạc thực nghiệm. Gia đình và tập thể lớp lý Cử Nhân K-31 đã động viên em trong suốt thời gian học đại học cũng như thời gian thực hiện luận văn này. MỞ ĐẦU Các nhân phóng xạ có ở khắp nơi trong môi trường sống của chúng ta. Môi trường đang chịu tác động ngày càng lớn từ những hoạt động của con người như: quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa, thăm dò, khai thác tài nguyên…Song song đó khoa học công nghệ đặc biệt là kỹ thuật hạt nhân ngày càng phát triển và hiện đại. Và vấn đề về phóng xạ môi trường cũng là mối quan tâm hàng đầu. Nghiên cứu phóng xạ môi trường bắt đầu bằng việc đo hoạt độ của các mẫu môi trường: đất, nước, bụi khí… Có hai phương pháp xác định hoạt độ mẫu môi trường  Phương pháp tương đối: mẫu cần đo được đo cùng dạng hình học với mẫu chuẩn. Tỉ số của diện tích đỉnh tương ứng với nguyên tố quan tâm trong hai phổ dùng để tính hoạt độ.  Phương pháp tuyệt đối: dùng đường cong hiệu suất để xác định trực tiếp hoạt độ. Phương pháp tương đối cho kết quả chính xác cao nhưng việc làm mẫu chuẩn đòi hỏi mất nhiều thời gian và công sức. Và càng khó khăn, tốn kém hơn khi phải chuẩn bị một loạt những mẫu chuẩn với những hoạt độ xác định để đo kèm với mẫu. Do đó, nếu trong một phạm vi sai số cho phép thì phương pháp tuyệt đối - tính hoạt độ dựa vào đường cong hiệu suất - là một phương pháp tương đối hiệu quả, kinh tế và dễ thực hiện. Luận văn này sẽ trình bày chi tiết về “Xác định hoạt độ của một số nguyên tố bằng phương pháp xây dựng đường cong hiệu suất”. Luận văn được hình thành trên cơ sở: tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của hệ phổ kế gamma phông thấp - phòng thí nghiệm vật lý hạt nhân trường đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh, từ đó xây dựng đường cong hiệu suất ghi của detector đối với mẫu khối hình trụ, và áp dụng vào xác định hoạt độ của một nguyên tố điển hình là 40K trong mẫu chuẩn đơn IAEA-RGK-1; mẫu chuẩn đa nguyên IAEA-375 (vì hai mẫu này đã biết hoạt độ 40K do IAEA cung cấp), và một số mẫu đất. Sau đó đem so sánh với kết quả có sẵn để kiểm tra tính đúng đắn của đường cong hiệu suất cũng như phương pháp tính hoạt độ trực tiếp này. Bố cục luận văn gồm:  Mở đầu : giới thiệu nội dung và mục đích đề tài.  Chương I: Tóm tắt về cơ sở lý thuyết và tổng quan về ghi đo bức xạ.  Chương II: Thực nghiệm: trình bày các bước xây dựng đường cong hiệu suất, tính toán hiệu suất detector cho mẫu khối hình trụ, các thao tác chuẩn bị mẫu, đo mẫu, và cách tính hoạt độ 40 K bằng đường cong hiệu suất.  Kết luận: tổng kết đề tài và một số nhận xét. CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TỔNG QUAN VỀ GHI ĐO BỨC XẠ 1.1. Các nguồn phóng xạ Các nguồn phóng xạ được chia làm hai loại: nguồn phóng xạ tự nhiên và nguồn phóng xạ nhân tạo. Các nguồn phóng xạ tự nhiên có nguồn gốc từ Trái Đất và các tia vũ trụ. Các nguồn phóng xạ nhân tạo do con người tạo ra bằng cách kích hoạt các hạt nhân trong lò phản ứng, sản phẩm của các phản ứng hạt nhân…Sau đây ta sẽ tìm hiểu chi tiết về các nguồn phóng xạ này. 1.1.1. Các nguồn phóng xạ trong tự nhiên: 1.1.1.1. Bức xạ vũ trụ Các bức xạ proton, alpha,…năng lượng cao từ không gian rơi vào khí quyển Trái Đất gọi là các tia vũ trụ sơ cấp. Trên đường đi đến Trái Đất, chúng tương tác với bầu khí quyển và sinh ra các tia vũ trụ sơ cấp. Các tia vũ trụ sơ cấp - Các tia vũ trụ sơ cấp được chia thành những nhóm sau:  Nhóm p gồm proton, deutron và trion  Nhóm  gồm  và 23 He  Nhóm các hạt nhân nhẹ (Z= 3 5) gồm Lithium, Beryllium và Boron.  Nhóm các hạt nhân trung bình (Z= 69) gồm Cacbon, Oxygen, Nitrogen và Flourine.  Nhóm các hạt nhân nặng gồm các hạt nhân với Z 10.  Nhóm các hạt nhân rất nặng gồm các hạt nhân với Z 20.  Nhóm các hạt nhân siêu nặng gồm các hạt nhân với Z 30. Bảng 1-1Thành phần hóa học của các tia vũ trụ sơ cấp. Giá trị trung bình Nhóm hạt N/Nnặng trong tia Z của N/Nnặng trong vũ nhân vũ trụ sơ cấp trụ p 1 650 3360 6830  2 47 258 1040 Hạt nhẹ 3-5 1 10-5 10-5 Trung bình 6-9 3.3 2.64 10.1 Nặng  10 1 1 1 Rất nặng  20 0.26 0.06 0.05 Siêu nặng  30  0.3*10-4 0.6*10-5 Với N/Nnặng là tỉ số giữa số ...