Nghiên cứu đo liều bức xạ Anpha trong mẫu gốm cổ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
______________________________






ĐẶNG THỊ KIẾN TRÚC




NGHIÊN CỨU ĐO LIỀU BỨC XẠ ANPHA TRONG MẪU
GỐM CỔ BẰNG ĐỀTECTƠ NHIỆT HUỲNH QUANG
LiF (Mg, Cu, P)





Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử, hạt nhân và năng lượng cao
Mã số: 60 44 05





LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGUYỄN QUANG MIÊN





THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – NĂM 2010

THƯ
VIỆN
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin được bày tỏ lòng kính ơn đến bậc sinh thành, những người đã có công
nuôi dưỡng và tạo mọi điều kiện để tôi ăn học thành người. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn:

 TS Nguyễn Quang Miên người thầy đã giảng dạy tôi những năm cao học và đã tận tình
hướng dẫn cho tôi hoàn thành luận văn này.
 Ban Lãnh đạo và các Anh Chị Viện khảo cổ học Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi cho
tôi trong suốt quá trình nghiên cứu hoàn thành luận văn.
 Th.S Hoàng Đức Tâm người đã giúp đỡ và cho tôi những góp ý quý báu.
 Thầy phản biện đã dành hiều thời gian quý báu để đọc và đóng góp nhiều ý kiến để luận
văn được hoàn thiện.
 Tập thể các thầy, cô trong Khoa vật lý dạy dỗ và động viên tôi trong suốt quá trình học
tập và hoàn thành luận văn này.

Cuối cùng xin được cám ơn tất cả các bạn thuộc Khoa Vật Lý, các bạn cao học khóa 18
và các đồng nghiệp đã đóng gớp ý kiến cho tôi hoàn thành luận văn này.

MỞ ĐẦU
Nhiệt huỳnh quang là hiện tượng vật liệu sau khi bị chiếu xạ có khả năng phát ra các
lượng tử ánh sáng trong miền khả kiến khi được kích thích nhiệt. Hiệu ứng này đã được nghiên
cứu ứng dụng trong đo liều bức xạ hạt nhân và kiểm soát an toàn bức xạ. Đặc biệt nó cũng được
sử dụng nhiều trong đo liều bức xạ môi trường và tính tuổi cổ vật.
Trên thế giới, ở các nước có trình độ khoa học công nghệ cao (Mỹ, Pháp, Anh, Trung
Quốc, Thái Lan…) phương pháp này rất được quan tâm nghiên cứu phát triển và được coi như
là một trong những phương pháp có khả năng chỉ thị niên đại cổ vật hữu hiệu với độ tin tưởng
cao.
Trong đo tuổi nhiệt nhuỳnh quang, mỗi bức xạ hạt nhân ở môi trường khác nhau có khả
năng gây ra các tác dụng liều chiếu xạ khác nhau và cần phải được ghi nhận cụ thể.
Dựa trên nhu cầu thực tế và trang thiết bị hiện có, chúng tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu
xác định liều bức xạ anpha hàng năm trong mẫu gốm bằng vật liệu LiF: Mg,Cu,P” làm đề
tài luận văn thạc sỹ của mình. Luận văn ngoài phần mở đầu và kết luận được kết cấu như sau:
Chương 1: Tổng quan về phương pháp.
Chương 2:Thực nghiệm xác định liều bức xạ anpha trong mẫu gốm.
Chương 3: Kết quả và thảo luận.
Đề tài luận văn được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 10/2009 đến tháng 6/1010
tại Phòng thí nghiệm và xác định niên đại – Viện khảo cổ học Việt Nam.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP
1.1. Cơ sở khoa học của phương pháp
1.1.1. Hình thành các nguyên tố phóng xạ trong môi trường tự nhiên
Như đã biết, từ các sao bụi của các vụ nổ của các ngôi sao, khoảng 4,5 tỉ năm trước đây
đã hình thành mặt trời và hệ thống hành tinh của chúng ta. Trong đám tro bụi đó, có một lượng
rất lớn các nguyên tố phóng xạ. Theo thời gian, đa số các nguyên tố phóng xạ này phân rã và trở
thành những nguyên tố bền vững. Chúng là thành phần vật liệu chính của hệ thống hành tinh
chúng ta hiện nay. Tuy nhiên trong vỏ trái đất vẫn còn những nguyên tố phóng xạ là uranium,
thorium, con cháu của chúng và một số nguyên tố khác. Các nguyên tố phóng xạ này cùng với
sản phẩm phân rã của chúng là nguồn bức xạ ion hóa tự nhiên chủ yếu tác dụng lên mọi sinh vật

trên trái đất.
Trong tự nhiên tồn tại rất nhiều nguyên tố phóng xạ nhưng phổ biến nhất là uran, thori,
kali, radi, radon… Đối với các mẫu vật dùng đo tuổi nhiệt phát quang, liều ion hóa hằng năm
trong chúng gần như đều được gây bởi từ những nguyên tố này, chỉ có khoảng một vài phần
trăm còn lại được sinh ra từ nguyên tố rubidi và tia vũ trụ…
Uranium gồm các đồng vị: U
238
chiếm 93% uranium thiên nhiên, U
235
chiếm 0,7%, và
U
234
chiếm khoảng 0,005%, U
238
và U
234
là các đồng vị phóng xạ thuộc họ uranium, còn U
235
là
đồng vị phóng xạ thuộc họ Actinium.
Các nguyên tố phóng xạ trong đất đá chủ yếu được tạo thành từ ba dãy phóng xạ U
238
,
U
235
, và Th
232
có thể tóm lược như trong bảng 1.1 sau:
Bảng 1.1: Sơ đồ chuỗi phóng xạ tự nhiên thorium và uranium
Chuỗi Th-232 Chuỗi U-238 Chuỗi U-235

Hạt nhân Thời gian bán rã Hạt nhân Thời gian bán rã Hạt nhân thời gian bán rã
Th -232 14x10
9
năm U-238 4,47x10
9
năm U-235 0,704x10
9
năm
1α


1α, 2β


1α,1β


Ra -228 6,7 năm U-234 245x10
3
năm Pa-231 32,8x10
3
năm

1α


Th-230 75x10
3
năm
1α, 2β

1α


2α,1β


Ra -224 3,6 ngày Ra-226 1600 năm Ra-223 11,4 ngày
1α


1α


1α


Rn -220 55 giây Rn-222 3,82 ngày Rn-219 4 giây
2α, 2β


3α, 2β


1α


1α

Pb-210 22 năm Po-215 1,8x10
-3
giây
Po-216 0,16 giây
2β


Po-210 138 ngày

1α


2α, 2β


Pb-208 Bền Pb-206 Bền Pb-207 Bền
Trong tự nhiên, ngoài ba dãy phóng xạ trên còn một số các nguyên tố phóng xạ tự nhiên
khác không tạo thành dãy phóng xạ như K
40
. Ngoài ra, còn có các đồng vị C
14
, H
3
, Cs
137
… Đây
là loại đồng vị được hình thành do sự tương tác giữa tia vũ trụ với những nguyên tố trong khí
quyển.
Như vậy, các nguyên tố phóng xạ có khắp nơi trên trái đất, trong đất đá, nước và trong
không khí. Các đồng vị phóng xạ này cùng với các con cháu của chúng là nguồn gốc chính của

sự bức xạ tự nhiên tác dụng lên các sinh vật trên trái đất. Theo nguồn gốc, chúng có thể phân
chia thành 3 loại:
- Loại nguyên tố phóng xạ có trong đất đá.
- Loại nguyên tố phóng xạ có nguồn gốc từ vũ trụ.
- Loại nguyên tố phóng xạ do hoạt động của con người tạo ra.
Các hạt nhân phóng xạ được tạo thành và tồn tại trong đất đá, nước và trong không khí
thậm chí trong cơ thể chúng ta. Theo cơ quan năng lượng nguyên tử Quốc tế (IAEA), trong 1kg
đất có thể chứa 3 đồng vị phóng xạ tự nhiên với hàm lượng trung bình như sau:
370Bq K
40
(100-700Bq)
25Bq Ra
226
( 10- 50 Bq)
25 Bq U
238
( 10 – 50 Bq)
25 Bq Th
232
(7 – 50 Bq)
1.1.2. Phân bố các nguyên tố phóng xạ trong đất đá
Hoạt độ phóng xạ trong đất đá được hình thành từ những nguồn phóng xạ có sẵn trong tự
nhiên và các nguồn phóng xạ do hoạt động của con người tạo ra. Các nguyên tố phóng xạ tích
tụ trong đất đá và thường không đồng đều giữa các vùng trên trái đất. Chẳng hạn, ở nước ta,
một số nơi như Quảng Nam, Cao Bằng, Lai Châu.... có lượng quặng phóng xạ khá lớn nên
cường độ phóng xạ trung bình tại những nơi đó cao hơn nhiều lần so với hoạt độ trung bình của
môi trường toàn quốc. Lượng hoạt độ phóng xạ của một số nguyên tố trong đất được chỉ trong
Bảng 1.2.
Bảng 1.2: Hoạt độ phóng xạ của các nguyên tố phóng xạ trong đất [7]
Nguyên tố phóng xạ

Hoạt độ trung bình
Tổng khối lượng
nguyên tố phóng xạ
Tổng hoạt độ
trong toàn bộ thể
tích đất
Uranium 0,7pCi/g (25Bq/kg) 2200kg 0,8Ci (31GBq)
Thorium 1,1pCi/g (40Bq/kg) 12000kg 1,4 Ci (52 GBq)
Potassium-40 11pCi/g (400Bq/kg) 2000kg 13 Ci (500 GBq)
Radium 1,3pCi/g (48Bq/kg) 1,7g 1,7 Ci (63,GBq)
Radon 0,17pCi/g (10Bq/kg)
11
μ
g
0,2 Ci (7,4 GBq)

Các đồng vị phóng xạ nhân tạo như H
3
(12,3 năm), I
129
( 1,57x10
7
năm), Cs
137
(30,17
năm), Sr
90
(28,78 năm), Tc
99
(2,11 x 10

5
năm), Pu
239
(2,41 x 10
4
năm) có thời gian sống dài, do
vậy nếu bị đưa ra môi trường sẽ tích tụ lâu dài trong đất và gây ra phông phóng xạ cao, đặc biệt
khi bị động vật, thực vật hấp thụ qua trao đổi chất. Và con người khi sử dụng các sản phẩm dinh
dưỡng từ động thực vật đó cũng sẽ bị nhiễm phải những liều lượng phóng xạ nhất định.
1.1.3. Hệ thống các đơn vị đo liều phóng xạ
Liều chiếu và suất liều chiếu:
- Liều chiếu: Đối với tia X, tia gamma là tổng số điện tích ion cùng dấu được sinh ra khi
tất cả các hạt tích điện (electron và ion dương) được giải phóng bởi photon trong một thể tích
không khí chia cho khối lượng không khí của thể tích đó, theo công thức:

ch
dQ
D =
dm
(1.1)
Trong đó:
dQ: Tổng số điện tích sinh ra trong một thể tích khí.
dm: Khối lượng thể tích không khí đó.
- Suất liều chiếu: Là giá trị liều chiếu tính trong một đơn vị thời gian.
Các đơn vị thường dùng: liều chiếu (R, rad, rem, Sv…); suất liều (R/ giờ, rad/giờ,
rem/giờ, Sv/giờ…).
Liều hấp thụ và suất liều hấp thụ:
- Liều hấp thụ: là năng lượng bị hấp thụ trên đơn vị khối lượng của đối tượng bị chiếu xạ, theo
công thức:

ht
dε
D =
dm
(1.2)
Trong đó:

dε
: là năng lượng truyền trung bình của bức xạ ion hóa cho vật chất có khối lượng dm.
- Suất liều hấp thụ: là giá trị liều hấp thụ trong một đơn vị thời gian.
Đơn vị liều hấp thụ là Gray, ký hiệu Gy.
1Gy = 1J/1kg = 100rad.
1rad = 100erg/g (1 rad là một lượng bức xạ đi qua vật chất truyền năng lượng 100erg cho 1g
vật chất).
Liều tương đương và hệ số phẩm chất:
- Hệ số phẩm chất: Mỗi loại bức xạ đặc trưng bởi một đại lượng có tên gọi là hệ số phẩm chất,
ký hiệu là Q (Bảng 1.3).
- Liều tương đương: Bằng hệ số phẩm chất Q nhân với liều hấp thụ.
- Đơn vị là rem.
1rem = 1rad x Q.
Trong hệ SI, liều tương đương sinh học có tên là Sievert(Sv).
1Sv = 1Gy x Q = 100rem.
Bảng 1.3: Hệ số phẩm chất của các loại bức xạ
Các loại bức xạ và năng lượng Hệ số phẩm chất Q
Photon (X,
γ
) mọi năng lượng
1
Electron và hạt muyon(
μ

) mọi năng lượng
1
Nơtron năng lượng <10Kev 5
Nơtron năng lượng 10Kev-100Kev 10
Nơtron năng lượng 100Kev-2Mev 20
Nơtron năng lượng 2Mev-20Mev 10
Nơtron năng lượng >20Mev 5
Photon năng lượng >2Mev 5
Hạt (
α
), mảnh phân hạch, hạt nặng 20

1.2. Liều bức xạ
1.2.1. Tác dụng của các tia bức xạ đối với sức khỏe của con người
Tác dụng sinh học của bức xạ hạt nhân có nhiều hình thức khác nhau, đối với sức khỏe
con người thì quan trọng nhất là các dạng có thể xuyên qua cơ thể và gây ra hiệu ứng ion hóa.
Nếu bức xạ ion hóa thấm vào các mô sống, các ion được tạo ra đôi khi ảnh hưởng đến quá trình
sinh học bình thường. Tiếp xúc với bất kỳ loại nào trong số các loại bức xạ ion hóa, bức xạ
anpha, beta, các tia gamma, tia X và nơtron đều có ảnh hưởng đến sức khỏe.
Trong môi trường vật chất, bức xạ anpha không có khả năng truyền xa, chúng sẽ bị cản
lại toàn bộ bởi một lớp giấy mỏng hoặc bởi lớp màng ngoài của da. Tuy nhiên, nếu một chất
phát tia anpha được đưa vào trong cơ thể, nó sẽ phát ra năng lượng tác dụng vào các tế bào
xung quanh. Ví dụ trong phổi, nó có thể tạo ra liều chiếu trong đối với các mô nhạy cảm, mà
các mô này thì không có lớp bảo vệ bên ngoài giống như da.
1.2.2. Ý nghĩa của xác định liều bức xạ anpha trong nghiên cứu phóng xạ môi trường và
khảo cổ học
Như đã biết, bức xạ phóng xạ có khắp nơi trên trái đất, vì vậy việc xác định liều bức xạ là
nhiệm vụ có ý nghĩa quan trọng trong việc kiểm soát các nguồn phóng xạ và đo liều trong y tế
và môi trường hay xác định tuổi cổ vật.
Để xác định tuổi cổ vật bằng gốm, có thể dùng phương pháp nhiệt huỳnh quang, do bởi

trong mẫu gốm luôn có các hạt khoáng nhiệt huỳnh quang khi nung nóng hạt khoáng đến nhiệt
độ xác định thì chúng sẽ phát ra. Nghĩa là, quá trình tích lũy liều trong mẫu gốm chỉ bắt đầu sau
khi nung, dựa vào đặc tính này, người ta có thể xác định được niên đại của vật cổ theo phương
trình sau

α β γ c
P
t =
D +D +D +D
(1.3)
Trong đó:
P: là liều tích lũy trong mẫu (Gy)

α β γ c
D ,D ,D ,D
tương ứng là suất liều hằng năm của các tia anpha, beta, gamma và vũ trụ lên
mẫu (Gy/năm) [8]
Phương trình 1.3 cho thấy xác định liều bức xạ anpha trong mẫu gốm là nhiệm vụ không
thể thiếu trong đo tuổi mẫu gốm cổ bằng phương pháp nhiệt huỳnh quang.
1.2.3. Phân bố các nguyên tố phóng xạ và liều bức xạ anpha trong mẫu gốm cổ
Trong đất đá có các nguyên tố phóng xạ urani, thori và kali…Mẫu gốm khi bị chôn vùi
trong đất đá sẽ bị chiếu xạ bởi các nguyên tố phóng xạ trên. Khi phân rã, các nguyên tố này phát
ra các bức xạ anpha, beta và gamma. Cả 3 loại bức xạ này đều tham gia vào quá trình gây liều
tích lũy lên các vật liệu nhiệt huỳnh quang nhưng với mức độ khác nhau.
Hình 1.1 và 1.2 bên dưới mô tả tác động của các bức xạ này ở các mức độ khác nhau.


Hình 1.1: Mô hình tương tác gây liều bức xạ ion hóa trong hạt vật liệu có kích thước >
5mm
D

d > 5mm
α
D
β
D

α β γ
D +D +D

β γ
D + D

γ
D


Hình 1.2: Mô hình tương tác gây liều bức xạ ion hóa trong hạt vật liệu có kích thước <
1mm

α α
D ,P
: Mô tả tác dụng của bức xạ



β β
D ,P
: Mô tả tác dụng của bức xạ
β

γ γ
D ,P
Mô tả tác dụng của bức xạ
γ

Từ những hình trên chúng ta có một số nhận xét sau:
- Bức xạ gamma có khả năng đâm xuyên lớn và nó được coi như có tác dụng đồng nhất trong
toàn bộ vật liệu. Bán kính tác dụng của nguồn bức xạ gamma trong môi trường đất đá khoảng
30cm.
- Bức xạ beta có khả năng đâm xuyên kém hơn có tác dụng lên toàn bộ vật liệu, song chúng
không hoàn toàn như nhau.
- Bức xạ anpha có khả năng đâm xuyên kém nhất, nó chỉ có tác dụng ở lớp vỏ ngoài của vật
liệu.

Về khả năng tác dụng ion hóa của bức xạ anpha,beta và gamma trên khoáng vật thạch
anh hình cầu được mô tả trong hình vẽ sau: [3]

β γ
P P

d < 1mm
α
P
Pα

β
D + Dγ

α β γ

D + D +D


Hình 1.3: Khả năng tác dụng của các bức xạ ion hóa trong hạt thạch anh
Từ hình trên chúng ta nhận thấy: với hạt thạch anh có kích thước lớn, có hai vùng phân
biệt.
Vùng ngoài: có bề dày khoảng micromet (tương ứng với quãng chạy của hạt anpha) chịu
tác dụng của cả 3 loại bức xạ.
Vùng trong: nằm sâu hơn quãng chạy của hạt anpha, chỉ chịu tác dụng của hạt beta và
gamma.
Như vậy để xác định liều bức xạ ion hóa của các đối tượng khảo cổ và địa chất theo
phương pháp nhiệt huỳnh quang ta cần phải quan tâm và phân loại kích thước hạt. Nghĩa là, khi
sử dụng các hạt có kích thước nhỏ cỡ quãng chạy của hạt anpha cần xác định liều chiếu của ba
lọai bức xạ lên chúng. Ngược lại, khi sử dụng hạt khoáng có kích thước đủ lớn so với quãng
chạy của hạt anpha và bức xạ của nhiệt phát quang được phát ra từ vùng chỉ chịu tác dụng của
bức xạ beta và gamma thì chỉ cần xác định liều chiếu hai loại bức xạ beta và gamma.
Trong đo tuổi nhiệt huỳnh quang, tùy theo sự lựa chọn các hạt có kích thước khác nhau
có kỹ thuật phân tích và chế độ xử lý hóa học tương ứng. Sau đây là ví dụ tính liều bức xạ hằng
năm đối với đất đá và đồ gốm điển hình.
Bảng 1.4: Liều bức xạ hằng năm đối với đất đá và gốm điển hình [8].
Suất liều anpha
Suất liều
anpha hiệu
dụng
Suất liều
beta
Suất liều
gamma
Tổng
Potassium - - 0,83 0,24 1,07

α

β

γ

Rubidium - - 0,02 - 0,02
Thorium 7,39 1,11 0,29 0,51 1,91
Uranium 8,34 1,25 0,44 0,34 2,03
Bức xạ vũ trụ - - - 0,15 0,15
Các giá trị trên đựơc tính theo đơn vị Gray/1000năm. Giá trị được cho ở đây tương ứng
với đất đá và gốm có hàm lượng potassium là 1%, rubidium là 0,005%, thorium tự nhiên là
10ppm, của uranium tự nhiên là 3ppm.
Sự góp phần của suất liều hiệu dụng được xem như bằng 0,15 nhân với giá trị suất liều
anpha. Đối với vật liệu nhiệt huỳnh quang, người ta còn phân loại các bức xạ theo nguồn gốc
chiếu lên vật liệu này như sau:
- Nguồn bức xạ từ vũ trụ: Loại bức xạ này có trong phông phóng xạ của vũ trụ, chúng tương đối
ổn định và có cường độ tương đối nhỏ khi so sánh với các bức xạ từ các nguồn khác. Tuy nhiên
trong các phép đo yêu cầu độ chính xác lớn người ta phải hiệu chỉnh đối với các loại bức xạ từ
vũ trụ này.
- Nguồn bức xạ từ các vật liệu xung quanh: Đây chính là các nguồn phóng xạ do các chuỗi
phóng xạ tạo ra chiếu lên vật liệu nhiệt huỳnh quang.
- Nguồn phóng xạ từ các đồng vị phóng xạ định xứ ngay bên trong vật liệu: Loại nguồn này có
giá trị đáng kể trong các khoáng vật ziricon, feldspar. Tuy nhiên đối với thạch anh thì chúng
thường rất nhỏ.
1.2.4. Nguyên lý chung về đo liều anpha trong mẫu gốm
Có thể đo liều bức xạ anpha bằng đềtectơ nhiệt huỳnh quang, song cần có một số điều
kiện đặc biệt, bởi vì quãng chạy của hạt anpha rất nhỏ nên muốn chúng đi vào đềtectơ thì phải
có màng rất mỏmg phủ bên ngoài đềtectơ nhiệt huỳnh quang sao cho gần như mọi bức xạ anpha
có thể đi qua. Ngoài ra, cũng cần phải lưu ý khi dùng màng mỏng sẽ đo được cả bức xạ anpha

và bức xạ beta và phần không đáng kể bức xạ gamma, vì vậy chúng cần được bổ sung thêm một
phương pháp đo riêng biệt bức xạ beta, để từ đó bằng phép hiệu chỉnh có thể tính được liều bức
xạ anpha.
1.3. Đềtectơ LiF:Mg,Cu,P
1.3.1. Cơ chế động học nhiệt huỳnh quang
Như đã biết, nhiệt phát quang là hiện tượng các chất điện môi hay chất bán dẫn điện phát
ra ánh sáng khi bị nung nóng nếu như trước đó các vật liệu này đã được chiếu xạ bởi các bức xạ
ion hóa như: tia X, tia anpha, tia beta hay tia gamma.
Đối với vật liệu nhiệt phát quang ta cần lưu ý những điều sau:
- Vật liệu phải là chất điện môi hay chất bán dẫn.
- Vật liệu phải cần thời gian hấp thụ năng lượng trong suốt quá trình phơi chiếu bức xạ.
- Nhiệt chỉ đóng vai trò kích thích chứ không phải là nguyên nhân chính gây phát quang.
- Vật liệu sau khi đã được kích thích nhiệt để phát quang thì khi nâng nhiệt một lần nữa cũng sẽ
không phát quang do electron đã thoát khỏi bẫy. Nếu muốn phát quang thì vật liệu cần được
chiếu xạ lần nữa.
Mô hình cấu trúc vùng năng lượng của hiện tượng nhiệt huỳnh quang được chỉ trong hình
1.4. Đây là sơ đồ cấu trúc vùng năng lượng đơn giản nhất mô tả hiện tượng nhiệt huỳnh quang
[9].
Mô hình động học bậc 1- mô hình Randall Wikins


Hình 1.4: Mô hình mức năng lượng thể hiện những vị trí của điện tử trong vật liệu nhiệt
phát quang
Vùng dẫn
Vùng hóa trị
hv
R
hv’
d
D

h
E
F
D
e
e
a
b c
E
T

: Điện tử

: Lỗ trống
Mức năng lượng T là mức bẫy electron và nằm trên mức năng lượng Fermi E
F
. Mức này
trống rỗng trước khi vật liệu được chiếu xạ để tạo ra những electron và những lỗ trống. Một
mức khác (mức R) là một thế bẫy lỗ trống và có chức năng như một tâm tái hợp, mức này nằm
bên dưới mức năng lượng Fermi.
Khi chiếu xạ bằng các tia X, , beta hay gamma, nguyên tử sẽ bị ion hóa, các electron sẽ
nhận năng lượng bức xạ này để nhảy lên vùng dẫn và chuyển động tự do trong vùng này, đồng
thời tạo ra các lỗ trống trong vùng hóa trị (quá trình a). Các hạt này có thể tái hợp với nhau và
giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng hoặc có thể bị bắt lại tại các bẫy. Đối với những chất
cách điện hoặc bán dẫn, số lượng các hạt bị bẫy là rất thấp vào khoảng một vài phần trăm, trong
đó electron bị bẫy ở mức T và lỗ trống ở mức R (quá trình b,e). Các electron sẽ nằm lại tại bẫy
trong trạng thái giả bền và khi chúng nhận đủ năng lượng chúng sẽ thoát khỏi bẫy lên vùng dẫn
(quá trình c), sau đó sẽ tái hợp với lỗ trống tại tâm tái hợp đồng thời phát ra ánh sáng (quá trình
d).
Như vậy, quá trình phát huỳnh quang sẽ có thời gian trì hoãn bằng thời gian của các

electron trong bẫy với phương trình sau:

E
-
1
kT
p = se



(1.4)
Ở đây:
p được định nghĩa là xác suất giải phóng electron khỏi bẫy do tác động nhiệt.
s là hệ số tần số thoát có thứ nguyên là giây
-1
.
Ý nghĩa vật lý của hệ số này là bẫy bắt được xem như một hố thế được đặc trưng bởi hệ
số thoát s (s là tích của tần số va chạm điện tử với vách hố thế và hệ số phản xạ). Do vậy có thể
xem s có độ lớn bằng tần số dao động của mạng tinh thể. Hiện tượng phát quang do khi chúng
ta cung cấp năng lượng cho các electron dưới dạng nhiệt gọi là hiệu ứng nhiệt huỳnh quang. Mô
hình Randall Winkins là mô hình đơn giản nhất mô tả đường cong nhiệt huỳnh quang được đưa
ra vào năm 1945 trên cơ sở cấu trúc vùng năng lượng (Hình 1.4)
Như vậy có thể thấy nếu xác định được lượng nhiệt huỳnh quang phát ra thì có thể xác
định được liều bức xạ ion hóa đã chiếu lên mẫu. Đây chính là cơ sở của kỹ thuật đo liều phóng
xạ bằng phương pháp nhịêt huỳnh quang.
1.3.2. Liều kế nhiệt huỳnh quang LiF:Mg,Cu,P
1.3.2.1. Đặc trưng nhiệt huỳnh quang của LiF:Mg,Cu,P
a. Đường cong nhiệt huỳnh quang
Dạng đường cong của vật liệu nhiệt huỳnh quang LiF:Mg,Cu,P thay đổi theo nồng độ của
chất tạo khuyết tật và xử lí nhiệt. Chẳng hạn như chiều cao của đỉnh chính thay đổi đáng kể theo

nồng độ của nguyên tố pha tạp trong đó. Ngoài ra đường cong nhiệt huỳnh quang của
LiF:Mg,Cu,P cũng có thể bị thay đổi bởi cách xử lí nhiệt khác nhau. Khi nung ở nhiệt độ thấp
cấu trúc của đường cong nhiệt huỳnh quang hơi khác với cấu trúc nhiệt huỳnh quang khi nung ở
chế độ cao. Khi vật liệu được nung ở nhiệt độ cao hơn 240
0
C sẽ gây ra một thay đổi về hình
dạng của đường cong nhiệt huỳnh quang. Bằng cách cải thiện quá trình chuẩn bị sẽ gớp phần
tích cực làm ổn định cấu trúc đường cong nhiệt huỳnh quang từ đó thu được độ lập lại tốt hơn.
Tóm lại, các nhà nghiên cứu luôn cố gắng xây dựng một chương trình nung để giảm độ cao của
các đỉnh nhiệt độ cao hơn, đỉnh này là đáng tin cậy cho tín hiệu còn dư và cho việc tái sử dụng.
Ngoài ra, khi được chiếu bởi nguồn nơtron nhiệt, dạng của đường cong LiF:Mg,Cu,P
không còn sự thay đổi rõ ràng, điều này khác với LiF:Mg,Ti (TLD-100) ở đó các đỉnh nhiệt độ
cao hơn tăng theo sự chiếu xạ nơtron nhiệt.
b. Phổ phát xạ nhiệt huỳnh quang
Bước sóng phát ra của LiF:Mg,Cu,P ngắn hơn so với bước sóng phát ra của vật liệu TLD-
100. Tâm của vùng phát xạ nằm trong khoảng bước sóng 420nm còn đối với LiF:Mg,Cu,P tâm
nằm trong khoảng 350-370nm. Trong hầu hết các hệ đo nhiệt huỳnh quang đều có bộ lọc quang
học trong hệ thống quang học của nó. Phổ phát xạ của tâm lọc thông thường tại 450-500nm.
Đối với TLD-100, bộ lọc là tốt nhưng đối với LiF:Mg,Cu,P tâm phát xạ cần được chuyển dịch
về phía vùng tử ngoại khoảng 50nm. Với việc lựa chọn bộ lọc phù hợp, độ nhạy của
LiF:Mg,Cu,P có thể tăng lên khoảng 10-30%
Với nồng độ khác nhau, nhiệt độ nhiệt huỳnh quang và dạng của đường cong thay đổi
nhiều, trong khi đó phổ phát xạ thay đổi ít. Tương tự như trường hợp này, các kết quả thực
nghiệm cũng đã chứng minh rằng với cách xử lí nhiệt khác nhau, phổ phát xạ thay đổi ít nhưng
các đường cong thay đổi nhiều [9].
c. Đáp ứng liều
Như ta đã biết có sự tuyến tính rất tốt trong sự tương ứng liều của loại vật liệu nhiệt
huỳnh quang LTD-100, nhưng đối với loại vật liệu LiF:Mg,Cu,P mặc dù với cùng chất nền là
tinh thể LiF, tuy nhiên nó vẫn ít có sự tuyến tính hơn. Điều này có nghĩa là sự tương ứng liều
phụ thuộc mạnh vào các chất pha tạp. Các kết quả thí nghiệm đã chỉ ra rằng đối với tinh thể LiF

chỉ có chất pha tạp là Mg, đáp ứng liều là tuyến tính, nhưng khi pha thêm tạp chất thứ hai (ví dụ
là Cu) đáp ứng liều trở nên hạ tuyến tính.
Vùng tuyến tính của LiF:Mg,Cu,Pcó thể lên đến 10-15Gy. Đối với liều cao hơn 10Gy,
đáp ứng tín hiệu nhiệt huỳnh quang giảm theo liều, nghĩa là hạ tuyến tính. Đối với vật liệu được
sản xuất tại Bắc Kinh - Trung Quốc, sự hạ tuyến tính bắt đầu xuất hiện khi giá trị liều đạt đến
12Gy. Các nhà khoa học Italia đo đáp ứng liều của LiF:Mg,Cu,P (loại GR-200) có vùng tuyến
tính lên đến 18Gy. Với chùm electron năng lượng 15MeV thì vùng tuyến tính lên đến 10Gy.
1.3.2.2. Xử lí nhiệt cho vật liệu nhiệt huỳnh quang
Xử lí nhiệt là một quá trình thiết yếu cho việc tái sử dụng LiF:Mg,Cu,P là loại vật liệu rất
nhạy với xử lí nhiệt. Trước khi chiếu xạ, nếu nung ở nhiệt độ cao hơn 245
0
C, nó sẽ thay đổi cấu
trúc đường cong và gây ra sự mất độ nhạy nhiệt huỳnh quang. Đã có một số công trình nghiên
cứu cho rằng đường cong phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ nung. Thông thường các cơ sở sản xuất
sẽ khuyến cáo nhiệt độ nung tối ưu. Tuy nhiên, nếu chúng ta nung ở nhiệt độ này một thời gian
dài cũng sẽ gây ra sự giảm độ nhạy nhiệt huỳnh quang của nó. Trong trường hợp tín hiệu dư là
không đáng kể và có thể chấp nhận được, thời gian nung nên càng ngắn càng tốt. Với nguyên lí
này, sử dụng liều kế trong trường hợp liều thấp không cần thiết phải nung, chúng ta vẫn có được
một liều kế tái sử dụng tốt. Sau đây là giới thiệu chung về một số vật liệu nhiệt huỳnh quang.

Bảng 1.5: Các đặc trưng chủ yếu của một số vật liệu nhiệt huỳnh quang [7]
Vật liệu nhiệt huỳnh quang
LiF:Mg,Ti
(TLD-100)
CaSO
4
:Dy LiF:Mg,Cu,P
Độ nhạy nhiệt huỳnh quang
tương đối
1 30

30 (vùng tích hợp)
40 (chiều cao đỉnh)
Bước sóng cực đại phát ra 425nm 480;570nm 380nm
Ngưỡng dò với nhiệt độ quy 50nGy 1mGy-30gy 0,1mGy-12Gy
ước
Đáp ứng năng lượng 1,3KeV 10-12KeV 0,8KeV
Vùng tuyến tính 50mGy-3mGy 10-20 0,8KeV
Đỉnh cong 210 220 210
Tiền chiếu xạ 400
0
C-1h 400
0
C-1h 240
0
C-10 phút
Xử lí nhiệt 80
0
-24h
Nói chung trong các loại vật liệu nhiệt huỳnh quang đang được sử dụng phổ biến, có thể
chia thành hai loại: một loại có sự tương đương mô tốt nhưng độ nhạy nhiệt huỳnh quang tương
đối thấp, chẳng hạn TLD-100, BeO và độ còn lại là có độ nhạy nhiệt huỳnh quang cao phụ
thuộc năng lượng thấp như CaSO
4
và CaF.

LiF:Mg,Cu,P là loại vật liệu kết hợp được hai ưu
điểm của hai lọai vật liệu trên, nó có độ nhạy nhiệt huỳnh quang cao và phụ thuộc năng lượng
tốt. Điều này rất có ý nghĩa trong việc ứng dụng vào lĩnh vực đo liều lượng bức xạ trong y tế và
môi trường. Tuy nhiên, sử dụng loại vật liệu này cần phải chú ý đặc biệt đối với quá trình xử lí
nhiệt. Các công trình nghiên cứu trước đây về loại vật liệu này đều đã được chứng minh rằng

việc rửa nhiệt với nhiệt độ trên 240
0
C sẽ làm giảm độ nhạy nhiệt huỳnh quang của nó.
Khi làm việc với vật liệu nhiệt huỳnh quang LiF:Mg,Cu,P cần đặc biệt chú ý đến quá
trình xử lí nhiệt độ và trong ứng dụng thực tế chúng thường được xử lí không quá 240
0
C và thời
gian không dài.
Ngày nay, khi quá trình xử lí nhiệt đều được điều khiển bằng máy tính, việc xử lí nhiệt trở
nên chính xác. Kết quả kiểm tra của nhóm Horowitz với vật liệu LiF:Mg,Cu,P (loại GR-200A)
đã cho thấy sau 60 lần tái sử dụng, độ nhạy nhiệt huỳnh quang giảm mất 3% và đây là kết quả
tốt.
1.3.3. Nguyên lí chung về đo tín hiệu nhiệt huỳnh quang
- Trong hệ đo nhiệt huỳnh quang, ngoài ống nhân quang điện và các bộ phận xử lí tín
hiệu như máy đo phóng xạ thông thường còn có bộ phận nung và xử lí nhiệt độ. Sơ đồ nguyên
lý hoạt động chung về một hệ đo nhiệt huỳnh quang như chỉ trong Hình 1.5.

Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lí hệ đo nhiệt huỳnh quang
Hình 1.5 cho thấy, khi nâng dần nhiệt độ khay đo thì ở mặt trên của khay vật liệu nhiệt
huỳnh quang sẽ phát sáng, xung sáng này sẽ được gửi đến photocathode ở nhân quang điện và ở
lối ra anode của ống nhân này sẽ xuất hiện các xung điện tử tương ứng với tín hiệu nhiệt huỳnh
quang phát ra. Xung điện này sẽ được khuếch đại và đưa đến bộ đếm và biểu diễn trên màn
hình của máy tính. Ngoài ra, các thông số về bộ điều khiển nhiệt độ cũng đã được đưa đến và
biểu diễn trên màn hình.
Từ đó, căn cứ vào kết quả đo phổ nhiệt huỳnh quang và nhiệt độ mà nhà thực nghiệm có
các đánh giá tổng quát hơn về quá trình bức xạ nhiệt huỳnh quang của mẫu.
1.4. Tình hình nghiên cứu và vấn đề quan tâm của luận văn
1.4.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước
- Hiện nay vật liệu nhiệt huỳnh quang LiF:Mg,Cu,P đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh
vực đo liều bức xạ. Các nghiên cứu về vật liệu này đã đạt được nhiều sự tiến bộ ở nhiều phòng

thí nghiệm trên thế giới.
- Năm 1978, các nhóm khoa học Nhật Bản tại viện Khoa học bức xạ quốc gia của Nhật
Bản dẫn đầu bởi giáo sư Toshiyoki Nakajima đã chế tạo thành công một loại vật liệu nhiệt
huỳnh quang mới đó là LiF: Mg, Cu, P dạng bột.
- Năm 1984, phòng thí nghiệm phương pháp và đềtectơ liều lượng vật rắn (Bắc Kinh-
Trung Quốc) đã chế tạo thành công vật liệu LiF: Mg, Cu, P dạng rắn. Với kỹ thuật đặc biệt, độ
nhạy của tín hiệu nhiệt huỳnh quang của vật liệu LiF: Mg, Cu, P thậm chí còn cao hơn dạng bột.
- Bên cạnh việc đo liều bức xạ tự nhiên, hiện nay các nhà khoa học trên thế giới đang tích
cực áp dụng phương pháp nhiệt huỳnh quang trong việc xác định tuổi các loại gốm cổ và đã đạt
được độ chính xác dưới 10%.
1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Đối với nước ta, các nghiên cứu về hiện tượng nhiệt huỳnh quang mới được quan tâm
trong những năm gần đây, song các thiết bị quan sát bức xạ nhiệt huỳnh quang ở nước ta cũng
rất phong phú, như hệ đo Harsaw 4500 ở Viện Khoa học kỹ thuật hạt nhân, hệ đo Harsaw 3500
ở Viện Khoa học vật liệu, hệ đo RGD-3A ở Viện Khảo cổ học…. Các hệ đo này nói chung có
sự khác biệt về cấu tạo buồng đốt khay đo. Để nâng cao hiệu quả của phương pháp, cần nghiên
cứu chế độ nhiệt một cách cụ thể phù hợp với từng đối tượng đo và thiết bị đo.
Một số công trình nghiên cứu liên quan được công bố tại hội nghị Quang phổ-quang học
hay vật lý hạt nhân (Đặng Thanh Lương 1996; Nguyễn Quang Miên, Bùi Văn Loát 2004; Vũ
Xuân Quang, MarcoMartini 2006; Nguyễn Quang Miên, Bùi Văn Loát, Thái Khắc Định
2009,…). Những công trình này đã cho thấy tiềm năng ứng dụng to lớn và hiệu quả của kỹ
thuật nhiệt huỳnh quang trong đo liều bức xạ môi trường, đo liều y tế cũng như trong việc xác
định tuổi các vật cổ.
Bên cạnh vấn đề này, các nhà khoa học trong nước còn đặc ra nhiệm vụ nghiên cứu về
các loại vật liệu nhiệt huỳnh quang sao cho có độ ổn định và độ lặp lại cao, gớp phần mở ra
hướng ứng dụng vào trong đo liều xạ trị cũng như đo liều cá nhân (Huỳnh Kỳ Hạnh ,Phan tiến
Dũng....2006, Hoàng Đức Tâm, Thái Khắc Định...... 2008).
1.4.3. Những vấn đề quan tâm nghiên cứu của luận văn
- Nghiên cứu giải pháp gia công và chế tạo mẫu đo trên mẫu gốm.
- Xây dựng cấu hình phép đo tín hiệu nhiệt huỳnh quang trên hệ đo RGD-3A.

- Xử lí tín hiệu, tính liều bức xạ anpha trong mẫu gốm và đề xuất giải pháp nghiên cứu trong
thời gian tới.


CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ XÁC ĐỊNH LIỀU BỨC XẠ ANPHA TRONG MẪU
GỐM
Quá trình thực nghiệm được tiến hành qua các giai đoạn sau:
- Gia công chế tạo mẫu đo.
- Xây dựng cấu hình phép đo trên hệ đo RGD-3A.
- Đo bức xạ nhiệt huỳnh quang mẫu LiF:Mg,Cu,P trên hệ đo RGD-3A.
- Xử lí số liệu đo.
2.1. Gia công chế tạo mẫu đo
2.1.1.Gia công mẫu gốm
- Bước 1: Lựa chọn mẫu gốm
Để thuận tiện cho việc gia công chế tạo mẫu, chúng tôi chọn những mẫu có khối lượng
lớn, độ nung không cao, dễ gia công. Những mẫu này được sưu tầm ở những khu di tích cao, ít
khả năng ngập nước, vì thế giúp chúng ta loại bỏ được ảnh hưởng của độ ẩm lên quá trình đo
đạt liều bức xạ.
Bảng 2.1: Các mẫu gốm được chọn làm thí nghiệm
Thứ tự
Tên mẫu
Mô tả mẫu
Địa điểm lấy mẫu Đặc điểm
1 G1-CL
Xã Cổ Loa, Huyện Đông Anh, Hà
Nội.
Mẫu là những mảnh đồ gốm màu
nâu nhạt.
2 G2-DT
Di tích Dục Tú, xã Dục Tú, Huyện

Đông Anh, Hà Nội.
Mẫu là những mảnh đồ gốm màu
nâu nhạt.
3 G3-ĐTr
Làng gốm Đông Triều, Huyện
Đông Triều, Quảng Ninh.
Mẫu là những mảnh đồ gốm màu
nâu nhạt.
4 G4-DL
Tháp Dương Long, xã Tây Bình,
Huyện Tây Sơn, Bình Định.
Mẫu là những mảnh gạch màu
nâu nhạt.
5 G5-LL
Di chỉ khảo cổ Lung Leng, xã Sơn
Bình, huyện Sa Thầy, Kon Tum.
Mẫu là những mảnh đồ gốm màu
nâu nhạt.

Hình ảnh các mẫu nghiên cứu được chỉ trong Hình 2.1

Hình 2.1: Các mẫu gốm và gạch
Bước 2: Làm nhỏ và mịn mẫu
Mục đích của việc làm nhỏ mẫu là làm thoát các hạt khoáng cứng (chủ yếu là thạch anh
và fenspat) ra khỏi cấu trúc kết khối của mảnh gốm và không được làm vỡ thêm các hạt khoáng
có trong mẫu bởi những thao tác cơ học này.
Các mẫu gốm được làm nhỏ nhờ bộ cối và chày làm bằng đồng cho đến khi các hạt gốm
tương đối mịn. Sau đó ta dùng bộ rây với mắc lưới 250

m sàng mẫu để tạo ra các mẫu có kích

thước nhỏ hơn 250

m. Sau đó mẫu gốm này sẽ được đóng đầy vào các hộp nhựa có kích thước
tiêu chuẩn và có khối lượng như trong bảng 2.2.
Bảng 2.2: Khối lượng của các mẫu sau khi đã đóng vào hộp nhựa
Thứ tự Tên mẫu Khối lượng
1 G1-CL 35,4g
2 G2-DT 29,8g
3 G3-ĐTr 30,0g
4 G4-DL 31,1g
5 G5-LL 36,1g

Bộ chày, cối đồng và rây sàng mẫu


Bộ chày, cối đồng
Rây sàng mẫu
Hình 2.2: Dụng cụ tạo mẫu

Bước 3: Tạo buồng chiếu xạ cho mẫu gốm:
Cho đến nay, đã có một số giải pháp khác nhau để đo liều anpha trong mẫu gốm cổ như:
+ Phương pháp sử dụng cách tính tương đương theo giá trị hàm lượng các nguyên tố
phóng xạ có trong mẫu gốm. Đây là phương pháp có độ chính xác cao, nhưng khó khăn là cần
phải có lượng mẫu gốm lớn và thực tế là không phải lúc nào cũng có khối lượng mẫu cần thiết,
đặc biệt là đối với loại gốm cổ.
+ Cũng có thể đo hoạt độ anpha trong mẫu gốm bằng đêtectơ nhấp nháy lỏng, tuy nhiên
phương pháp này cần một chế độ gia công mẫu khá phức tạp và đặc biệt là cần một hệ thiết bị
đo khá đắt tiền.
+ Đo liều anpha trong mẫu gốm bằng liều kế nhiệt huỳnh quang, phương pháp này mang
lại độ chính xác cao cho phép đo, giảm giá thành công tác và tăng thêm tính chủ động trong đo

tuổi vật cổ bởi nó sử dụng ngay thiết bị đo đạc này. Những giải pháp chủ yếu đo liều anpha
trong mẫu gốm bằng đêtectơ nhiệt huỳnh quang như sau:
Bột nhiệt huỳnh quang được đặt trực tiếp vào mẫu gốm cần đo, song giải pháp này
không loại trừ được ảnh hưởng của độ ẩm môi trường và khó đạt được độ ổn định cần thiết
khi đo lặp lại nhiều lần một phép đo. Ngoài ra, vấn đề hiệu chỉnh tác động gây liều của tia
bêta trong bột nhiệt huỳnh quang cũng cần phải đặt ra.
Trước đây, trong một số nghiên cứu về đo liều nhiệt huỳnh quang Valladas đã đề suất
giải pháp đo liều bêta trong mẫu gốm như sau: Hộp đựng mẫu bột gốm được làm bằng chất
dẻo có bề dày chừng 0,5mm, hình trụ tròn đường kính trong 3cm, chiều cao 5cm như trong
Hình 2.3.

Hình 2.3. Sơ đồ hộp chiếu mẫu theo phương pháp Valladas
Gần đây, cũng đã có một số đề xuất đo liều bức xạ anpha trong mẫu gốm bằng đềtectơ
màng mỏng. Đó là sử dụng một lớp màng polime mỏng để bảo vệ lớp bột mẫu nhiệt huỳnh
quang khỏi tác động của độ ẩm môi trường, song vẫn có thể cho bức xạ anpha đi qua được.
Đây cũng là giải pháp được chúng tôi quan tâm nghiên cứu trong luận văn này. Sơ đồ cấu tạo
đềtectơ nhiệt huỳnh quang đo bức xạ anpha như được chỉ trong Hình 2.4. Trong đó, màng
polime có bề dày <0.5

m, được tạo thành hình vuông mỗi cạnh 2cm, mẫu bột nhiệt huỳnh
quang được dải đều ở tâm theo một hình tròn đường kính 0,8mm (Hình 2.4).
Hộp chứa mẫu
Bột mẫu gốm
Ống capsule
Vật liệu nhiệt
huỳnh quang

Hình 2.4. Chế tạo mẫu màng mỏng
Các mẫu bột gốm sau khi được gia công sẽ được làm đầy trong các buồng chiếu cùng với
các liều kế nhiệt huỳnh quang được đặt tại tâm buồng, Khi đó, các bức xạ anpha, bêta phát ra từ

mẫu gốm sẽ tạo ra liều tích lũy trên vật liệu nhiệt huỳnh quang.
2.1.2. Xử lí nhiệt độ và chuẩn liều chiếu xạ
Cũng như các giải pháp đo liều khác, để có thể xác định được giá trị liều chiếu xạ trong
các mẫu gốm cũng cần phải thực hiện chuẩn liều chiếu xạ cho các đềtectơ nhiệt huỳnh quang.
Nội dung công việc được tiến hành theo các quy trình sau:
- Loại bỏ tín hiệu dư:
Mặc dù bột nhiệt huỳnh quang chưa được sử dụng để đo liều, nhưng trong quá trình bảo
quản bị tác động của các tia phóng xạ từ môi trường bên ngoài, vì vậy trong chúng vẫn có một
lượng tín hiệu nhiệt huỳnh quang nào đó. Do vậy, trước khi sử dụng các bột nhiệt huỳnh quang
này, chúng ta phải nung nóng chúng nhằm loại bỏ tín hiệu dư không mong muốn đã tích lũy
trước đó.
Trong quá trình thực hiện thí nghiệm, trước khi chế tạo thành đêtectơ các mẫu bột nhiệt
huỳnh quang LiF:Mg,Cu,P đều đã được nung nóng trong lò nung chuyên dụng TLD-2000A
(Hình 2.4) với nhiệt độ nung là 240
0
C trong khoảng thời 2 phút và như vậy ta có thể coi là đã
loại bỏ tín hiệu nhiệt huỳnh quang dư trước đó trong bột mẫu này.
Vật liệu nhiệt
huỳnh quang
Màng mỏng

Hình 2.5: Lò nung rửa nhiệt
- Phân chia mẫu đo:
Lượng bột nhiệt huỳnh quang chia làm 3 phần: Phần dùng để

xây dựng đường chuẩn liều
bức

xạ hạt nhân; phần dùng để ghi nhận các tín hiệu nhiệt huỳnh quang do các

bức xạ hạt nhân
trong

mẫu gốm gây ra và phần dùng để hiệu chỉnh phông môi trường cho phép đo.
+ Phần bột nhiệt huỳnh quang LiF:Mg,Cu,P dành để xây dựng đường chuẩn liều bức xạ
anpha được nạp thành các đềtectơ màng mỏng, có 4 đềtectơ như vậy đã được chế tạo. Sau đó,
những đềtectơ này đã được đặt trong 4 dĩa nguồn để được chiếu bởi nguồn phóng xạ Am-241
tại Phòng thí nghiệm và Xác định niên đại - Viện khảo cổ học Việt Nam (Hình 2.6) với các
khoảng thời gian định trước là 5 giờ 10 giờ, 15 giờ và 25 giờ.


Hình 2.6: Đĩa chứa túi màng mỏng đựng bột LiF:Mg,Cu,P