Nghiên cứu áp dụng kỹ thuật PIXE trên máy gia tốc Pelletron 5SDH-2 phân tích hàm lượng các nguyên tố hóa học trong mẫu bụi khí PM1

Kỹ thuật PIXE (Proton Induced X-ray Emission - Phát xạ tia X tạo bởi chùm hạt proton) lần đầu tiên được đề xuất bởi Johansson vào năm 1970. Đây là một trong số các kỹ thuật phân tích hạt nhân rất hữu dụng và ngày càng được áp dụng rộng rãi trên thế giới, đặc biệt trong lĩnh vực nghiên cứu môi trường, địa chất, khảo cổ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu áp dụng kỹ thuật PIXE trên máy gia tốc Pelletron 5SDH-2 phân tích hàm lượng các nguyên tố hóa học trong mẫu bụi khí PM1THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG KỸ THUẬT PIXE TRÊN MÁY GIA TỐC PELLETRON 5SDH-2 PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC TRONG MẪU BỤI KHÍ PM1 Kỹ thuật PIXE (Proton Induced X-ray Emission - Phát xạ tia X tạo bởi chùm hạt proton) lần đầu tiên được đề xuất bởi Johansson vào năm 1970 [1]. Đây là một trong số các kỹ thuật phân tích hạt nhân rất hữu dụng và ngày càng được áp dụng rộng rãi trên thế giới, đặc biệt trong lĩnh vực nghiên cứu môi trường, địa chất, khảo cổ... Kỹ thuật này có nhiều ưu thế vượt trội về khả năng phân tích đồng thời đa nguyên tố, nhanh, độ nhạy và độ chính xác cao, khả năng phân tích các mẫu có khối lượng nhỏ với độ lặp lại tốt và không đòi hỏi áp dụng các qui trình xử lý mẫu quá phức tạp, hơn nữa mẫu không bị phá hủy nên có thể sử dụng cho các phép phân tích khác. Nhờ có các ưu thế này mà kỹ thuật PIXE có thể cung cấp được các số liệu về hàm lượng các nguyên tố hoá học rất phong phú và đảm bảo chất lượng cho các mô hình thống kê toán học, đặc biệt trong nghiên cứu xác định nguồn gây ô nhiễm bụi khí [2-6]. Kỹ thuật này rất phát triển ở các nước như Úc, Nhật, Mỹ, Newzealand... khi khai thác các máy gia tốc chùm hạt proton có năng lượng khoảng vài MeV. 1. MỞ ĐẦU khai các kỹ thuật phân tích như RBS (Rutherford Trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Backscattering Spectrometry), NRA (Nuclear Nội (HUS) được trang bị máy gia tốc 5SDH- Reaction Analysis), PIXE và PIGE (Particle 2 PELLETRON của Mỹ từ 2006 (Hình trên và Induced Gamma Emission). Một số nghiên cứu Hình 1). Buồng chiếu mẫu chân không đi kèm khai thác thiết bị đã và đang được triển khai tích máy gia tốc được thiết kế đa năng có thể triển cực nhưng chủ yếu tập trung vào các phương pháp14 Số 52 - Tháng 9/2017 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂNphân tích mẫu dày. Mẫu bụi khí PM1 có những mẫu PM1 là bài toán cực kỳ khó khăn và phứcđặc thù riêng biệt như lượng mẫu rất ít, mẫu rất tạp nhưng có ý nghĩa thực tiễn rất lớn. Vì vậy,mỏng, trung bình chỉ vài chục µg/cm2. Do đó tán một số nghiên bụi khí siêu mịn ở nước ta gầnxạ proton trên đế gắn mẫu sẽ ảnh hưởng rất lớn đây chỉ chủ yếu tập trung vào quan trắc PM1 màđến chất lượng phổ tia X đặc trưng và làm giảm chưa đi sâu vào phân tích thành phần hóa họcgiới hạn phát hiện của hệ phổ kế. cũng như thành phần ion của mẫu PM1. Do đó Trong thực tế, việc thu góp và phân tích không có đủ thông tin để nghiên cứu bản chấtmẫu PM1 là bài toán cực kỳ khó khăn và phức cũng như nguồn gốc của PM1. Báo cáo này tậptạp nhưng có ý nghĩa thực tiễn rất lớn. Vì vậy, trung vào trình bày kết quả nghiên cứu để thiếtmột số nghiên bụi khí siêu mịn ở nước ta gần lập kỹ thuật phân tích PIXE trên máy gia tốcđây chỉ chủ yếu tập trung vào quan trắc PM1 mà 5SDH-2 PELLETRON của HUS để phân tích xácchưa đi sâu vào phân tích thành phần hóa học định hàm lượng các nguyên tố hóa học chủ yếucũng như thành phần ion của mẫu PM1. Do đó trong mẫu bụi khí PM1 ở Hà Nội được thu gópkhông có đủ thông tin để nghiên cứu bản chất trên phin lọc Polycarbonate Nuclepore. Kết quảcũng như nguồn gốc của PM1. Báo cáo này tập nghiên cứu này sẽ tạo ra công cụ kỹ thuật thiếttrung vào trình bày kết quả nghiên cứu để thiết thực góp phần vào giải quyết bài toán nghiên cứulập kỹ thuật phân tích PIXE trên máy gia tốc ô nhiễm bụi khí ở Việt Nam - một bài toán luôn5SDH-2 PELLETRON của HUS để phân tích xác mang tính thời sự, khoa học và nan giải cho cácđịnh hàm lượng các nguyên tố hóa học chủ yếu thành phố lớn như Hà Nội, Tp. Hồ Chí Minh vàtrong mẫu bụi khí PM1 ở Hà Nội được thu góp các khu công nghiệp.trên phin lọc Polycarbonate Nuclepore. Kết quả 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾTnghiên cứu này sẽ tạo ra công cụ kỹ thuật thiết 2. 1. Kỹ thuật thu góp mẫu PM1thực góp phần vào giải quyết bài toán nghiên cứuô nhiễm bụi khí ở Việt Nam - một bài toán luôn Bụi khí PM1 là các hạt sol khí có đườngmang tính thời sự, khoa học và n ...