Báo cáo Thực tập vật lý hạt nhân

IV.NHAÄN XEÙT: Söï gaây oâ nhieãm caùc nguyeân toá phoùng xaï vaøo phoå ñoái vôùi heä phoá keá hoaëc vaøo vieäc ñeám cuûa caùc maùy ñeán khi khaûo saùt caùc ñoái töôïng ño treân caùc thieát bò ñeám gaây khoù hhaên khi khaûo saùt caùc ñoái töôïng ño do caùc nguoàn böùc xaï töï nhieân gaây ra, goïi laø phoâng. Ta duøng phoå vi phaân ñeå khaûo saùt phoå phoâng cuûa moâi tröôøng.Khi heä ño khoâng ñaët nguoàn ñeå ño ,vì vaäy ta thu ñöôïc baûng soá lieäu vaø daïng phoå nhö treân. Ñoái vôùi soá ñeám N ta thaáy soá ñeám bieán thieân khoâng oån ñònh. Ñoái vôùi soá ñeám N ta thaáy soá ñeám bieán thieân khoâng oån ñònh. Ñoái vôùi phoå thì ta thaáy phoå raát phöùc taïp vaø giaûm daàn. Vì nhö ta ñaõ bieát trong töï nhieân toàn taïi raát nhieàu nguyeân toá phoùng xaï vôùi chu kyø baùn raõ laø khaùc nhau. Ngoaøi nguoàn phoùng xaï do caùc nguyeân toá ôû maët ñaát gaây ra, coøn coù söï ñoùng goùp cuûa caùc tia böùc xaï vuõ truï.Vì khi ñaët heä ño cuûa ta ñeå ño ta khoâng che chaén cho neân caùc böùc xaï cuûa moâi tröôøng xung quanh seõ ñeán Detector vôùi moät xaùc suaát naøo ñoù. Nhö ñaõ noùi trong töï nhieân toàn taïi nhieàu nguyeân toá vôùi chu kyø baùn raõ khaùc nhau, vì vaäy luùc thì böùc xaï ñeán Detector nhieàu, luùc thì ít. BAØI 5: ÑÖÔØNG CHUAÅN NAÊNG LÖÔÏNG I. MUÏC ÑÍCH: -Xaây döïng moái quan heä giöõa keânh vaø naêng löôïng böùc xaï vì caùc böùc xaï ñi vaøo Detector coù caùc soá ñeám vaø caùc möùc ñieän töû (keânh) . -Nguyeân taéc döïa vaøo caùc nguoàn chuaån ñaõ bieát tröôùc caùc möùc naêng löôïng II. THIEÁT BÒ: Phoå keá 1 keânh RFT 20026. Nguoàn Co60 , möùc naêng löôïng cho tröôùc Eg1 = 1173(Kev) vaø Eg2 = 1332(Kev) Nguoàn Cs137 coù Eg = 661(Kev). III. THÖÏC HAØNH: 1. Baøi naøy chæ ño phoå vi phaân tinh. Ngöôõng treân bò chaën, cöõa soå = 0.2, heä soá khuyeách ñaïi K = 22, cao theá HV = 750v, t =12s. U(v) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 N 1325 1751 2820 2991 2969 3028 2960 2333 1816 1441 U(v) 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 N 1151 1081 1003 842 698 613 754 1041 1189 1304 U(v) 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 N 1137 824 538 501 602 499 569 509 445 432 U(v) 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 N 509 533 471 490 533 604 500 408 260 283 U(v) 8.2 8.4 8.6 8.8 9.0 9.2 9.4 9.6 9.8 10 N 269 221 105 44 15 7 6 6 5 6 Ñoà thò: Hình 5.1 Hình 5.1 2.Xaùc ñònh ñöôøng chuaån naêng löôïng vôùi naêng löôïng chuaån ñaõ bieát tröôùc. Döïa vaøo phoå thu ñöôïc cuûa nguoàn Co60 vaø nguoàn Cs137 ta coù: ÖÙng vôùi keânh K = 4 laø naêng löôïng ñænh nguoàn Cs137 Eg = 661 Kev. ÖÙng vôùi keânh K = 7.2 laø naêng löôïng ñænh nguoàn Co60 Eg = 1202 Kev. (Laáy trung bình cuûa Eg1 vaø Eg2 ). Döïa vaøo Phöông phaùp bình phöông toái thieåu ta xaùc ñònh ñöôïc phöông trình ñöôøng chuaån naêng löôïng: E = 184.84K – 78.735 Ñoà thò : Hình 5.2 Hình 5.2 IV. PHAÂN TÍCH SOÁ LIEÄU VAØ NHAÄN XEÙT KEÁT QUAÛ: Döïa vaøo ñöôøng chuaån naêng löôïng chuùng ta coù theå bieát ñöôïc trong maãu khaûo saùt coù nhöõng chaát gì . Caùc chaát ñoù coù haøm löôïng bao nhieâu . -Do thao taùc thöïc haønh vaø thieát bò thí nghieäm neân hai ñænh phoå cuûa nguoàn Co60 bò chaäp thaønh moät .Vì vaäy trong tính toaùn ta laáy trung bình hai möùc naêng löôïng. Ñöôøng chuaån naêng löôïng xaùc ñònh ñöôïc chæ döïa vaøo hai ñieåm neân keát quaû khoâng ñöôïc chính xaùc . BAØI 6: ÑO PHOÅ HAÁP THUÏ GANMA CUÛA VAÄT CHAÁT. I.MUÏC ÑÍCH -Duøng phoå keá haït nhaân ñeå ño haáp thuï böùc xaï Ganma cuûa vaät chaát. II.THIEÁT BÒ -Phoå keá moät keânh -Phoå nguoàn . - Caùc maåu kim loaïi Nhoâm, Nhöïa, Chì. III.THÖÏC HAØNH. -Cao theá 750V -K = 22dp -T = 120s thôøi gian phaân huyõ 1/1/2000 -Cöôøng ñoä ban ñaàu 1Bp, thuoäc maùy phaân tích bieân ñoä moät keânh RFT 20026. d = 1.68 mm Np = 18358 No = 49510 Nc = 49468 - m = 0.0012mm-1 d = 3.36 mm Np = 18358 No = 49510 Nc = 48868 m = 0.0062 mm-1 Np = 18358 N0 = 49376 Nc = 39631 d = 1.75mm m = 0.216mm-1 Np = 18358 N0 = 49376 Nc = 37978 d = 3.5mm m = 0.0.13mm-1 d = 3 mm Np = 1835 No = 4952 Nc = 49135 m = 0.0042mm-1 Nhoâm - P = 18358 N0 = 49525 Nc = 48293 d = 6 mm m = 0.0067 mm- 1 Chì * Nhöïa IV.NHAÄN XEÙT KEÁT QUAÛ : Ñoä haáp thu ïGamma cuûa caùc vaät chaát khaùc nhau laø khaùc nhau . Töø soá lieäu ño ñöôïc ta thaáy caùc chaát nhö Nhoâm , Nhöïa coù m raát nhoû .Ñieàu ñoù chöùng toû Nhoâm vaø Nhöïa coù ñoä haáp thuï böùc xaï Gamma thaáp. Chuùng ta khoâng theå duøng Nhoâm vaø Nhöïa ñeå chaén tia Gamma. Coøn Chì thì coùù m lôùn hôn raát nhieàu laàn so vôùi Nhoâm vaø Nhöïa . Ñieàu ñoù chöùng toû Chì laø moät chaát haáp thu ïtia Gamma raát toát . Chuùng ta coù theå duøng Chì ñeå chaén tia Gamma trong böùc xaï haït nhaân. Trong soá lieäu ño ñöôïc töø Chì , do 2 laù Chì chaén trong quaù trình tieán haønh khaûo saùt khoâng töông ñoàng vôùi nhau nhöng trong tính toaùn laïi laáy beà daøy d nhö nhau Do ñoù keát quaû khoâng ñöôïc chính xaùc, coù söï sai leäch raát roõ neùt. Ngoaøi ra, coøn do trong quaù trình tieán haønh khaûo saùt Detector vaø caùc vaät chaén khoâng coù söï coá ñònh tuyeät ñoái trong sô ñoà thí nghieäm. BAØI 7 : LAØM TRÔN PHOÅ I.MUÏC ÑÍCH : -Duøng caùc phöông phaùp toaùn hoïc ñeå xöû lí laøm trôn phoå haït nhaân laøm cho phoå môùi trôn, lieân tuïc vaø hôïp lí hôn . II. THIEÁT BÒ : -Phoå keá 1 keânh RFT 20026. -Söû duïng soá lieäu trong baøi 3. III. THÖÏC HAØNH : 1.Laøm trôn 3 phoå : thoâ , trung bình , tinh . AÙp duïng coâng thöùc : + Laøm trôn 5 ñieåm : Di = (-3Ci-2 +12Ci-1 + 17Ci + 12Ci+1 – 3Ci+2 ) /35 +Laøm trôn 7 ñieåm : Di = ( -2Ci-3 + 3Ci-2 + 6Ci-1 + 7Ci + 6Ci+1 + 3Ci+2 –2Ci+3 )/21 +Laøm trôn 9 ñieåm : Di = (-21Ci-4 +14Ci-3 + 39Ci-2 + 54Ci-1 +59Ci +54Ci+1 + 39Ci+2 14Ci+3 – 21Ci+4 ) /231 2.Baûng soá lieäu sau khi ñaõ laøm trôn : Laøm trôn phoå thoâ : + Laøm trôn 5 ñieåm : U(v) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 N 6304 3040 1705 1499 1729 1782 1206 284 3 1 Ñoà thò : Hình 7.1 +Laøm trôn 7 ñieåm: U(v) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 N 3075 3040 1731 1463 2228 1240 727 284 3 1 Ñoà thò : Hình 7.2 Hình 7.2 +Laøm trôn 9 ñieåm : U(v) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2544 2846 2420 2452 1363 1308 1055 685 239 0 Ñoà thò : Hình 7.3 Hình 7.3 b. Laøm trôn phoå trung bình : + Laøm trôn 5 ñieåm : U(v) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 N 1705 3317 3079 2458 1703 1117 848 737 686 687 U(v) 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10 N 751 849 880 821 720 409 227 12 4 1 Ñoà thò: +Laøm trôn 7 ñieåm: U(v) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 N 1705 3317 3079 2574 1756 1188 843 749 686 687 U(v) 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10 N 751 849 880 821 720 441 221 60 4 1 Ñoà thò: +Laøm trôn 9 ñieåm : U(v) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 N 1705 3317 3079 2579 1958 1281 851 770 669 711 U(v) 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10 N 768 832 847 821 720 409 227 12 4 1 c. Laøm trôn phoå tinh: + Laøm trôn 5 ñieåm : U(v) N U(v) N U(v) N U(v) N U(v) N 0.1 66 2.1 171 4.1 35 6.1 16 8.1 10 0.2 113 2.2 128 4.2 44 6.2 27 8.2 12 0.3 102 2.3 144 4.3 38 6.3 41 8.3 9 0.4 104 2.4 90 4.4 40 6.4 41 8.4 10 0.5 129 2. 108 4.5 28 6.5 42 8.5 5 0.6 143 52.6 85 4.6 31 6.6 21 8.6 2 0.7 167 2.7 91 4.7 35 6.7 28 8.7 0 0.8 187 2.8 64 4.8 37 6.8 38 8.8 0 0.9 179 2.9 71 4.9 34 6.9 41 8.9 0 1 194 3 55 5 44 7 38 9 0 1.1 192 3.1 56 5.1 41 7.1 41 9.1 0 1.2 217 3.2 43 5.2 42 7.2 27 9.2 0 1.3 215 3.3 44 5.3 29 7.3 40 9.3 0 1.4 207 3.4 55 5.4 27 7.4 28 9.4 0 1.5 200 3.5 40 5.5 42 7.5 22 9.5 0 1.6 220 3.6 44 5.6 39 7.6 30 9.6 0 1.7 191 3.7 50 5.7 45 7.7 25 9.7 0 1.8 191 3.8 35 5.8 32 7.8 19 9.8 0 1.9 164 3.9 45 5.9 44 7.9 19 9.9 0 2 177 4 37 6 35 8 16 10 0 Ñoà thò : +Laøm trôn 7 ñieåm: Ñoà thò : +Laøm trôn 9 ñieåm : Ñoà thò : IV.NHAÄN XEÙT KEÁT QUAÛ : Khi laøm trôn theo phöông phaùp trung bình, phoå vi phaân coù daïng gioáng vôùi haøm chuaån. Caùc ñieåm thöïc nghieäm khoâng ñuû thoáng keâ ñöôïc laøm khôùp thaønh caùc giaù trò ñuùng, treân phoå khoâng xuaát hieän caùc ñænh giaû. Tuy nhieân, khi duøng phöông phaùp naøy seõ laøm giaûm dieän tích ñænh taïi caùc ñænh vaø daãn. Cho neân keát quaû khoâng chính xaùc, taïi vuøng naøy ta phaûi duøng phöông phaùp trung bình coù troïng soá. Nhöng phöông phaùp naøy seõ laøm taêng ñænh giaû leân laøm ta nhaàm xem noù laø caùc ñænh phoå vaø daãn. Daãn ñeán nhaàm trong vieän nhaän daïng ñænh phoå, deã gaây ra sai leäch trong vieäc khaûo saùt caùc ñoái töôïng ño. Toùm laïi, vieäc laøm trôn phoå haït nhaân seõ laøm taêng ñoä nhaïy cuûa phöông phaùp vaø giaûm ñi caùc sai soá thoáng keâ. Tuy nhieân, tuyø thuoäc vaøo caùc tröôøng hôïp cuï theå maø ta phaûi aùp duïng caùc phöông phaùp laøm trôn moät caùch linh ñoäng. Taïi nhöõng chæ coù phoâng phöông phaùp laáy trung bình ñöôïc aùp duïng laø chaáp nhaän, ngöôïc laïi taïi nhöõng vuøng thaät söï chöùa ñænh thì phöông phaùp trung bình coù troïng soá laø thích hôïp nhaát. BAØI 8: KHAÛO SAÙT PHOÅ KEÁ ÑA KEÂNH I.MUÏC ÑÍCH : Khaûo saùt hoaït ñoäng cuûa phoå keá ña keânh , qua ñoù tìm hieåu moät soá chöùc naêng vaø öùng duïng cuûa phoå keá . II. THIEÁT BÒ : -Phoå keá ña keânh -Nguoàn Co60 , Cs137 . III/ THÖÏC HAØNH: -Nguoàn cao the á= 840v: -Coarse gain = 30 -Fine –Gain = 4 -Nguoàn phoùng xaï:Co –60 ,Cs –137 ,möùc ñoä phoùng xaï :370Bq 1/ Ta coù phoå phoâng cuûa phoå keá ña keânh nhö sau: present = 1000s read(s) = 100293 live(s) =1000.00 dead(s) =0.29 KEÂNH 448 341 256 59 64 32 13 10 3 SOÁ ÑEÁM 331 391 490 714 1142 1291 1947 2335 3609 2/ Khi coù nguoàn laø Cs-137 vaø Co-60, ta coù phoå nhö sau: Sau khi chuaån naêng löôïng ta coù: Ñænh Cs-137 (Ñænh cao nhaát treân ñoà thò): E= 661(Kev), keânh K=1034 Ñænh Co-60 (Ñænh cao thöù hai treân ñoà thò): E= 1167,63(Kev), keânh K=2166 Ñænh Co-60 (Ñænh cao thöù 3 treân ñoà thò): E= 1332(Kev), Keânh K= 2470 Khi coù ba nguoàn laø: Cs-137, Co-60, Mn-54, Ta coù phoå nhö sau: Sau khi chuaån naêng löôïng ta coù naêng löôïng öùng vôùi moät keânh laø: 0.8659(KeV). Nguoàn caàn xaùc ñònh coù phoå nhö sau: Naêng löôïng cuûa ñænh xaáp xæ laø: E= 315(KeV), nguoàn boû vaøo ñeå xaùc ñònh laø nguoàn Ba- 133 IV. NHAÄN XEÙT VAØ PHAÂN TÍCH KEÁT QUÛA: Haïn cheá cuûa phoå keá moät keânh laø khoâng theå ghi heát taát caû böùa xaï maø nguoàn phaùt ra do chæ coù moät keânh. Nhöng vôùi phoå keá ña keânh thì ñaõ haïn cheá ñöôïc ñieàu naøy. Cuõng gioáng nhö phoå keá moät keânh, phoå keá ña keânh cuõng cho ta phoå cuûa moät nguoàn, chuaån naêng löôïng…, phoå phoâng cuûa moâi tröôøng. V. PHAÂN TÍCH SOÁ LIEÄU VAØ NHAÄN XEÙT KEÁT QUAÛ : -Qua vieäc xaùc ñònh dieän tích ñænh cuûa phoå cho ta bieát ñöôïc cöôøng ñoä phoùng xaï cuûa maãu phuï thuoäc vaøo dieän tích cuûa ñænh phoå.-Vieäc xaùc ñònh dieän tích ñænh cuûa phoå, cho ta bieát ñöôïc ñoä phoùng xaï cuûa maãu.Töø ñoù ta tính ñöôïc soá haït nhaân phoùng xaï trong chaát. Nghóa laø tính ñöôïc soá nguyeân toá, haøm löôïng % chaát phoùng xaï trong maãu. Ñieàu naøy raát coù yù nghóa trong thöïc tieãn. -Vieäc söû duïng maùy phaân tích ña keânh laøm cho quaù trình tieán haønh thí nghieäm thuaän lôïi, thu ñöôïc nhieàu keát quaû chính xaùc .