Báo cáo thực hành vật lý hạt nhân 5

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT
KHOA VẬT LÝ

Báo cáo môn học:
THỰC TẬP VẬT LÝ HẠT NHÂN
Sinh viên: Võ Tá Kiên
MSSV: 9910706
Lớp : VLK23
Đà Lạt 05/2002
Bài1: KHẢO SÁT CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA PHỔ KẾ HẠT NHÂN

I. Mục đích:
Làm quen với phổ kế hạt nhân, khảo sát các chế độ hoạt động của phổ phổ kế
như cao thế, hệ số khuếch đai, thời gian đo, ngưỡng, cửa sổ.v.v. hay phân cực.
II. Thiết bò thí nghiệm:
- Phổ kế một kênh.
- Nguồn phóng xạ chuẩn : Cs
137
III. Thực hành:
1. Khảo sát hệ số khuếch đại:
- Để coarse gain : 30
- Để cao thế ở mức 750 Volt.
- Tăng hệ số khuếch đại từ 0 đến 10 ta có bảng số liệu sau:
HSKĐ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Số đếm 5442 6531 7568 8368 8565 8726 9223 9352 9588 10070

Từ bảng đã cho ta có sơ đồ biểu thò sự phụ thuộc của số đếm vào hệ số khuếch
đại:

0

2000
4000
6000
8000
10000
12000
0 2 4 6 8 10

2. Khảo sát cao thế:
- Hệ số khuếch đại: Coarse gain: 30
Fine gain: 5
- Tiến hành khảo sát ta có bảng số liệu sau:

Cao thế (Volt) 550 650 750 850
Số đếm 509 5111 8565 10217
2
Từ bảng đã cho ta có sơ đồ biểu thò sự phụ thuộc của số đếm vào hệ số khuếch đại:

0
3000
6000
9000
12000
500 550 600 650 700 750 800 850 900
IV. Đánh giá và nhận xét:
- Khi giữ nguyên cao thế ở mức 750 Volt để khảo sát hệ số khuếch đại ta thấy rằng:
hệ số khuếch đại càng lớn thì số đếm càng lớn. Vậy khi khảo sát một nguồn phóng xạ
ta cần chọn một hệ số khuếch đại phù hợp rồi cố đònh hệ số khuếch đại đó để có kết
quả chính xác.
- Cũng tương tự như vậy, khi giữ nguyên hệ số khuếch đại bằng 5 và khảo sát cao thế

ta thấy rằng: cao thế càng lớn thì số đếm càng lớn. Vậy khi khảo sát một nguồn phóng
xạ ta cần chọn một cao thế phù hợp với điện áp hoạt động của Detector rồi cố cao thế
đó để có kết quả chính xác.
- Trong khi khảo sát các đặc trưng của phổ kế hạt nhân chúng ta cũng cần xét tới sự
sai số bởi thời gian chết của Detector và sai số do người sử dụng.
3
Bài2: PHỔ TÍCH PHÂN
I. Mục đích :
- Khảo sát phổ tích phân của phổ kế hạt nhân bằng cách chỉnh ngưỡng dưới
đểkhảo sát phổ.
II.Thiết bò thí nghiệm:
- Máy phổ kế một kênh.
- Nguồn phóng xạ chuẩn gồm: Co
60
và Cs
137
.
III. Thực hành :
- Để thời gian đo:10 giây.
- Cố đònh cao thế 750Volt.
- Hệ số khuếch đại: Coarse gain: 30
Fine gan: 8
1. Khảo sát phổ tích phân thô:
Thay đổi ngưỡng dưới mỗi lần 1Volt và từ 1 đến 10 Volt. Ta có bảng số liệu sau:

Từ bảng số liệu đã cho ta có phổ tích phân sau:
0
2000
4000
6000

8000
10000
12000
14000
16000
18000
20000
22000
1 4 7 10
2. Khảo sát phổ tích phân trung bình :
Thay đổi ngưỡng dưới mỗi lần 0,5 Volt và từ 0,5 đến 10 Volt. Ta có bảng số liệu
sau:
Volt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Số đếm 21362 10143 6423 3687 1733 611 200 22 22 12
Volt 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
Số đếm 33149 2100614652 9820 8022 6385 5106 3587 2565 1799
Volt 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10
Số đếm 1074 575 330 173 32 16 12 17 9 7
4
Từ bảng số liệu đã cho ta có phổ tích phân sau:

0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
0 2 4 6 8 10

3. Khảo sát phổ tích phân tinh :
Thay đổi ngưỡng dưới mỗi lần 0,1 Volt và từ 0,1 đến 10 Volt. Ta có bảng số liệu
sau:
Volt 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Số đếm 45273 42354 40664 36151 32618 28731 25920 23895 22783 24046
Volt 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2
Số đếm 22730 20943 18898 17773 16573 15769 14541 13282 12317 11405
Volt 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3
Số đếm 10936 10459 9806 9180 9189 8593 8217 8069 7572 7097
Volt 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4
Số đếm 6826 6571 6291 5989 5690 3379 3057 4822 4450 4060
Volt 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5
Số đếm 3892 3669 3523 3013 2853 2618 2506 2363 2232 2130
Volt 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6
Số đếm 1966 1746 1485 1419 1259 1135 956 779 753 706
Volt 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 7
Số đếm 615 548 482 462 447 379 310 291 272 214
Volt 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 8
Số đếm 166 107 89 62 45 30 27 21 23 23
Volt 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9 9
Số đếm 21 15 16 15 18 15 16 19 7 8
Volt 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9 10
Số đếm 13 11 12 15 10 3 8 12 15 7
5
Từ bảng số liệu đã cho ta có phổ tích phân sau:

0
10000
20000
30000

40000
50000
0 2 4 6 8 10
IV. Đánh giá và nhận xét :
- Khi khảo sát các loại phổ tích phân thô, trung bình và tinh ta thấy rằng tất cả các
phổ tích phân đều có dạng giảm dần.
6
Bài3: PHỔ VI PHÂN
I. Mục đích:
Khảo sát phổ vi phân của phổ kế hạt nhân.
II. Thiết bò thí nghiệm:
- Nguồn phóng xạ: Cs
137
; 370 kBq
- Máy phổ kế một kênh.
III. Thực hành:
- Thời gian đếm: 10 giây.
- Hệ số khuyếch đại: Coarse gain: 32
Fine gain: 9
1. Đo phổ vi phân thô:
Cố đònh delta E =1V. Ta ta có kết quả sau:


Từ bảng số liệu ta có phổ vi phân thô theo bảng sau:

0
3000
6000
9000
12000

15000
18000
0 2 4 6 8 10

2. Delta E =0,5V. Ta có bảng số liệu sau:
Volt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Số đếm 16308 3000 3600 5734 2100 3000 2400 2500 2300 1800
Volt 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
Số đếm 15893 9044 2606 2798 3392 1700 2900 2900 5506 3407
Volt 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10
Số đếm 1500 2474 2065 2300 1734 1595 1440 1436 1200 1400
7

Từ bảng số liệu trên ta có phổ vi phân sau:

0
3000
6000
9000
12000
15000
18000
0 2 4 6 8 10
4. DeltaE=0,1V.Ta có bảng số liệu sau :
Volt 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Số đếm 16256 14563 13682 12000 8400 5540 2718 1677 3500 3500
Volt 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2
Số đếm 2300 2300 3500 712 739 776 1500 897 896 940
Volt 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3
Số đếm 952 924 950 950 1200 999 1200 1023 2500 1088

Volt 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4
Số đếm 1052 1084 1074 1081 1099 2500 1832 4560 6742 4500
Volt 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5
Số đếm 1110 1119 1120 1034 1117 1094 1066 1093 999 947
Volt 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6
Số đếm 3300 917 868 853 823 804 740 789 660 635
Volt 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 7
Số đếm 671 610 662 612 602 579 1800 535 570 559
Volt 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 8
Số đếm 542 575 503 541 517 504 595 483 44 473
Volt 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9 9
Số đếm 469 429 472 435 427 432 475 459 487 516
Volt 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9 10
Số đếm 552 584 619 676 774 400 300 500 300 500
8

Từ bảng số liệu đã cho ta có phổ vi phân sau:


0
3000
6000
9000
12000
15000
18000
0 2 4 6 8 10
IV. Đánh giá và nhận xét:
- Ta thấy rằng phổ vi phân của khối phổ kế đã thể hiện mối quan hệ giữa số
đếm N và số volt hay nói cách khác là giữa số kênh và năng lượng và mỗi chất

phóng xạ đều có một phổ vi phân đặc trưng riêng.
- Trong bài thực hành này ta xét phổ vi phân của nguyên tố phóng xạ Cs
137
và
mức đỉnh năng lượng là 370 kBq hay là 661 KeV. Ta thấy rằng dù phổ vi phân thô hay
trung bình hoặc là phổ tinh thì chúng vẫn tuân theo phổ vi phân đặc trưng của Cs
137
mặc dù có sai khác vì sai số.
- Trong khi tiến hành các thực nghiệm vật lý hạt nhân chúng ta luôn phải quoan
tâm tới sai số của các số liệu bởi sự phức tạp của nó.
9