báo cáo thực hành vật lý hạt nhân phần 4 pot

Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 15

IV.NHẬN XÉT:
Sự gây ô nhiễm các nguyên tố phóng xạ vào phổ đối với hệ phố kế
hoặc vào việc đếm của các máy đến khi khảo sát các đối tượng đo trên các
thiết bò đếm gây khó hhăn khi khảo sát các đối tượng đo do các nguồn bức xạ
tự nhiên gây ra, gọi là phông.
Ta dùng phổ vi phân để khảo sát phổ phông của môi trường.Khi hệ đo
không đặt nguồn để đo ,vì vậy ta thu được bảng số liệu và dạng phổ như trên.
Đối với số đếm N ta thấy số đếm biến thiên không ổn đònh. Đối với số đếm N
ta thấy số đếm biến thiên không ổn đònh. Đối với phổ thì ta thấy phổ rất phức
tạp và giảm dần. Vì như ta đã biết trong tự nhiên tồn tại rất nhiều nguyên tố
phóng xạ với chu kỳ bán rã là khác nhau. Ngoài nguồn phóng xạ do các
nguyên tố ở mặt đất gây ra, còn có sự đóng góp của các tia bức xạ vũ trụ.Vì
khi đặt hệ đo của ta để đo ta không che chắn cho nên các bức xạ của môi
trường xung quanh sẽ đến Detector với một xác suất nào đó. Như đã nói trong
tự nhiên tồn tại nhiều nguyên tố với chu kỳ bán rã khác nhau, vì vậy lúc thì
bức xạ đến Detector nhiều, lúc thì ít.


ĐỒ THỊ PHỔ TINH
0
10
20
30
40
50
60
70
0 2 4 6 8 10 12
N

CH
Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 16

BÀI 5: ĐƯỜNG CHUẨN NĂNG LƯNG
I. MỤC ĐÍCH:
-Xây dựng mối quan hệ giữa kênh và năng lượng bức xạ vì các bức
xạ đi vào Detector có các số đếm và các mức điện tử (kênh) .
-Nguyên tắc dựa vào các nguồn chuẩn đã biết trước các mức năng
lượng
II. THIẾT BỊ:
 Phổ kế 1 kênh RFT 20026.
 Nguồn Co
60
, mức năng lượng cho trước E
1
= 1173(Kev)
và E
2
= 1332(Kev)


 Nguồn Cs
137
có E

= 661(Kev).


III. THỰC HÀNH:
1. Bài này chỉ đo phổ vi phân tinh.

Ngưỡng trên bò chặn, cữa sổ = 0.2, hệ số khuyếch đại K = 22,
cao thế 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

Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 17

Đồ thò: Hình 5.1

N
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 2 4 6 8 10 12
CH

Hình 5.1

2.Xác đònh đường chuẩn năng lượng với năng lượng chuẩn đã biết trước.
Dựa vào phổ thu được của nguồn Co
60
và nguồn Cs
137
ta có:
Ứng với kênh K = 4 là năng lượng đỉnh nguồn Cs
137
E

= 661 Kev.

Ứng với kênh K = 7.2 là năng lượng đỉnh nguồn Co
60
E

= 1202 Kev.
(Lấy trung bình của E
1
và

E
2

).
Dựa vào Phương pháp bình phương tối thiểu ta xác đònh được phương trình
đường chuẩn năng lượng:



E = 184.84K – 78.735








Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 18

Đồ thò : Hình 5.2

E
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 2 4 6 8
CH

Hình 5.2

IV. PHÂN TÍCH SỐ LIỆU VÀ NHẬN XÉT KẾT QUẢ:
- Dựa vào đường chuẩn năng lượng chúng ta có thể biết được trong mẫu khảo
sát có những chất gì . Các chất đó có hàm lượng bao nhiêu .
-Do thao tác thực hành và thiết bò thí nghiệm nên hai đỉnh phổ của nguồn
Co
60
bò chập thành một .Vì vậy trong tính toán ta lấy trung bình hai mức năng
lượng.
Đường chuẩn năng lượng xác đònh được chỉ dựa vào hai điểm nên kết quả
không được chính xác .

Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 19

BÀI 6: ĐO PHỔ HẤP THỤ GANMA CỦA VẬT CHẤT.
I.MỤC ĐÍCH
-Dùng phổ kế hạt nhân để đo hấp thụ bức xạ Ganma của vật chất.
II.THIẾT BỊ
-Phổ kế một kênh
-Phổ nguồn
60
Co
.
- Các mẩu kim loại Nhôm, Nhựa, Chì.
III.THỰC HÀNH.
-Cao thế 750V
-K = 22dp
-T = 120s thời gian phân huỹ 1/1/2000
-Cường độ ban đầu 1Bp, thuộc máy phân tích biên độ một kênh RFT
20026.
 Nhôm
- P = 18358
- N
0

= 49525
- Nc = 48293
- d = 6 mm
-  = 0.0067 mm
- 1


 Chì






* Nhựa






- d = 1.68 mm
- N
p
= 18358
- N
o
= 49510
- N
c

= 49468
-  = 0.0012mm
-1

- d = 3.36 mm
- N
p
= 18358
- N
o
= 49510
- N
c
= 48868
-  = 0.0062 mm
-1


- Np = 18358
- N
0
= 49376
- Nc = 39631
- d = 1.75mm
-  = 0.216mm
-1


- Np = 18358
- N

0
= 49376
- Nc = 37978
- d = 3.5mm
-  = 0.0.13mm
-1


- d = 3 mm
- N
p
= 1835
- N
o
= 4952
- N
c
= 49135
-  = 0.0042mm
-1


Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 20

IV.NHẬN XÉT KẾT QUẢ :
- Độ hấp thu ïGamma của các vật chất khác nhau là khác nhau .
- Từ số liệu đo được ta thấy các chất như Nhôm , Nhựa có  rất nhỏ .Điều đó
chứng tỏ Nhôm và Nhựa có độ hấp thụ bức xạ Gamma thấp. Chúng ta không
thể dùng Nhôm và Nhựa để chắn tia Gamma.
- Còn Chì thì cóù  lớn hơn rất nhiều lần so với Nhôm và Nhựa . Điều đó chứng

tỏ Chì là một chất hấp thu ïtia Gamma rất tốt . Chúng ta có thể dùng Chì để
chắn tia Gamma trong bức xạ hạt nhân.
- Trong số liệu đo được từ Chì , do 2 lá Chì chắn trong quá trình tiến hành khảo
sát không tương đồng với nhau nhưng trong tính toán lại lấy bề dày d như
nhau Do đó kết quả không được chính xác, có sự sai lệch rất rõ nét.
- Ngoài ra, còn do trong quá trình tiến hành khảo sát Detector và các vật chắn
không có sự cố đònh tuyệt đối trong sơ đồ thí nghiệm.












Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 21

BÀI 7 : LÀM TRƠN PHỔ
I.MỤC ĐÍCH :
-Dùng các phương pháp toán học để xử lí làm trơn phổ hạt nhân
làm cho phổ mới trơn, liên tục và hợp lí hơn .

II. THIẾT BỊ :
-Phổ kế 1 kênh RFT 20026.
-Sử dụng số liệu trong bài 3.
III. THỰC HÀNH :

1.Làm trơn 3 phổ : thô , trung bình , tinh .
Áp dụng công thức :
+ Làm trơn 5 điểm :
D
i
= (-3C
i-2
+12C
i-1
+ 17C
i
+ 12C
i+1
– 3C
i+2
) /35
+Làm trơn 7 điểm :
D
i
= ( -2C
i-3
+ 3C
i-2
+ 6C
i-1
+ 7C
i
+ 6C
i+1
+ 3C

i+2
–2C
i+3
)/21
+Làm trơn 9 điểm :
D
i
= (-21C
i-4
+14C
i-3
+ 39C
i-2
+ 54C
i-1
+59C
i
+54C
i+1
+ 39C
i+2
14C
i+3
–
21C
i+4
) /231
2.Bảng số liệu sau khi đã làm trơn :
a. Làm trơn phổ thô :
+ Làm trơn 5 điểm :

U(v)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
N
6304
3040
1705
1499
1729
1782
1206
284
3
1
 Đồ thò : Hình 7.1
0
2000
4000
6000
8000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
CH

N
Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 22

+Làm trơn 7 điểm:

U(v)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
N
3075
3040
1731
1463
2228
1240
727
284
3
1

 Đồ thò : Hình 7.2

N
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0 2 4 6 8 10 12
CH

Hình 7.2

+Làm trơn 9 điểm :

U(v)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

2544
2846

2420
2452
1363
1308
1055
685
239
0




Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 23

Đồ thò : Hình 7.3

N
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0 2 4 6 8 10 12
CH

Hình 7.3

b. Làm trơn phổ trung bình :
+ Làm trơn 5 điểm :

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










Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 24

Đồ thò:













+Làm trơn 7 điểm:
HÌNH 7.4
0
1000
2000
3000
4000
0 2 4 6 8 10 12
CH
N
Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 25

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
Đồ thò:

HÌNH 7.5
0
1000
2000
3000
4000
0 2 4 6 8 10 12
CH
N
Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 26

+Làm trơn 9 điểm :
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














HÌNH 7.6
0
1000
2000
3000
4000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
CH
N
Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 27

c. Làm trơn phổ tinh:
+ Làm trơn 5 điểm :

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









Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 28

Đồ thò :

+Làm trơn 7 điểm:
Đồ thò :





HÌNH 7.7
0

50
100
150
200
250
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
U(v)
N
HÌNH 7.8
0
50
100
150
200
250
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
U(v)
N
Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 29

+Làm trơn 9 điểm :
Đồ thò :
IV.NHẬN XÉT KẾT QUẢ :

Khi làm trơn theo phương pháp trung bình, phổ vi phân có dạng giống với
hàm chuẩn. Các điểm thực nghiệm không đủ thống kê được làm khớp
thành các giá trò đúng, trên phổ không xuất hiện các đỉnh giả. Tuy nhiên,
khi dùng phương pháp này sẽ làm giảm diện tích đỉnh tại các đỉnh và dẫn.
Cho nên kết quả không chính xác, tại vùng này ta phải dùng phương pháp
trung bình có trọng số. Nhưng phương pháp này sẽ làm tăng đỉnh giả lên

làm ta nhầm xem nó là các đỉnh phổ và dẫn. Dẫn đến nhầm trong viện
nhận dạng đỉnh phổ, dễ gây ra sai lệch trong việc khảo sát các đối tượng
đo.
Tóm lại, việc làm trơn phổ hạt nhân sẽ làm tăng độ nhạy của phương pháp
và giảm đi các sai số thống kê. Tuy nhiên, tuỳ thuộc vào các trường hợp cụ
thể mà ta phải áp dụng các phương pháp làm trơn một cách linh động. Tại
những chỉ có phông phương pháp lấy trung bình được áp dụng là chấp nhận,
ngược lại tại những vùng thật sự chứa đỉnh thì phương pháp trung bình có
trọng số là thích hợp nhất.
HÌNH 7.9
0
50
100
150
200
250
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
CH
N
Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 30

BÀI 8: KHẢO SÁT PHỔ KẾ ĐA KÊNH
I.MỤC ĐÍCH :
Khảo sát hoạt động của phổ kế đa kênh , qua đó tìm hiểu một số
chức năng
và ứng dụng của phổ kế .
II. THIẾT BỊ :
-Phổ kế đa kênh
-Nguồn Co
60

, Cs
137
.
III/ THỰC HÀNH:
-Nguồn cao the á= 840v:
-Coarse gain = 30
-Fine –Gain = 4
-Nguồn phóng xạ:Co –60 ,Cs –137 ,mức độ phóng xạ :370Bq
1/ Ta có phổ phông của phổ kế đa kênh như sau: present = 1000s
read(s) = 100293
live(s) =1000.00
dead(s) =0.29

KÊNH
448
341
256
59
64
32
13
10
3
SỐ ĐẾM
331
391
490
714
1142
1291

1947
2335
3609



0
100
200
300
400
500
600
700
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
CH
N


Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 31

2/ Khi có nguồn là Cs-137 và Co-60, ta có phổ như sau:
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000

0 20 40 60 80 100 120
CH
N


Sau khi chuẩn năng lượng ta có:
Đỉnh Cs-137 (Đỉnh cao nhất trên đồ thò): E= 661(Kev), kênh K=1034
Đỉnh Co-60 (Đỉnh cao thứ hai trên đồ thò): E= 1167,63(Kev), kênh
K=2166
Đỉnh Co-60 (Đỉnh cao thứ 3 trên đồ thò): E= 1332(Kev), Kênh K= 2470
Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 32

Khi có ba nguồn là: Cs-137, Co-60, Mn-54, Ta có phổ như sau:

Sau khi chuẩn năng lượng ta có năng lượng ứng với một kênh là: 0.8659(KeV).
Nguồn cần xác đònh có phổ như sau:
Năng lượng của đỉnh xấp xỉ là: E= 315(KeV), nguồn bỏ vào để xác đònh là
nguồn Ba- 133

0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
20000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
C
Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 33


IV. NHẬN XÉT VÀ PHÂN TÍCH KẾT QỦA:
Hạn chế của phổ kế một kênh là không thể ghi hết tất cả bứa xạ mà nguồn phát
ra do chỉ có một kênh. Nhưng với phổ kế đa kênh thì đã hạn chế được điều này.
Cũng giống như phổ kế một kênh, phổ kế đa kênh cũng cho ta phổ của một nguồn,
chuẩn năng lượng…, phổ phông của môi trường.

V. PHÂN TÍCH SỐ LIỆU VÀ NHẬN XÉT KẾT QUẢ :
-Qua việc xác đònh diện tích đỉnh của phổ cho ta biết được cường độ phóng xạ của
mẫu phụ thuộc vào diện tích của đỉnh phổ.
-Việc xác đònh diện tích đỉnh của phổ, cho ta biết được độ phóng xạ của mẫu.Từ đó
ta tính được số hạt nhân phóng xạ trong chất. Nghóa là tính được số nguyên tố, hàm
lượng % chất phóng xạ trong mẫu. Điều này rất có ý nghóa trong thực tiễn.
-Việc sử dụng máy phân tích đa kênh làm cho quá trình tiến hành thí nghiệm thuận
lợi, thu được nhiều kết quả chính xác .


0
5000
10000
15000
20000
25000
1 451 901 1351 1801 2251 2701 3151 3601 4051