nghiên cứu phương pháp chuẩn k0-inaa tại kênh nhanh của hệ phân tích kích hoạt với nguồn am-be

LỜI CẢM ƠN
Trong sut quá trình hc tp và rèn luyn ti B môn Vt Lý Ht Nhân -
Khoa Vt Lý -  i Hc Khoa Hc T Nhiên, nh s tn tình ch dy,
ng dn  ca quý Thn nay em t
nghip tha mình.
Tc ht, em xin chân thành cn quý Thy Cô trong B môn Vt lý
Ho mu kin thun li cho em trong sut khóa hc.
Em xin gi li bic n Thy Hunhiu
thi gian và tâm huyt tng dn nghiên cu, luôn luôn theo dõi quá trình
thc hi tài  em hoàn thành lut nghip.
Tc bit là các bn hc viên cao hc
ng hng viên tinh thn tôi trong quá trình hc tp và
thc hin lu
Mu c gng hoàn thin lu tránh
khi nhng thiu sót, rt mong nhc nha quý Thy
Cô và các bn.
Em xin chân thành c
Tp. H Chí Minh, tháng 04

Nguyn Th Hoài Thu






MỤC LỤC

Trang

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT i
DANH MỤC CÁC BẢNG iii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ iv
LỜI MỞ ĐẦU 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ PHÂN TÍCH KÍCH HOẠT NEUTRON 3
1.1. Gii thiu 3
1.2. Tng quan tình hình nghiên cu v t neutron 4
1.3. Nguyên lý ct 8
1.3.1. T phn ng 9
1.3.2. Các ngun neutron dùng trong phân tích kích hot neutron 10
t 14
1.5. Các phng pháp chun hóa NAA 16
1.5.1. Phng pháp chun hóa tuyi 16
1.5.2. i 17
1.5.3.  18
1.5.4. Phng pháp chun hóa k
0
18
1.6. Vài nét v 
0
19
1.6.1. Các h s n c
0
-INAA 19
 chính xác c
0
-INAA 23
c nghinh các thông s 

p
24
nh h s lch ph  24




1.7.2. Thc nghinh h s c Hogdal) 29
1.8. Kt lu 30
Chƣơng 2. THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH HỆ SỐ Q
0
VÀ k
0
CỦA MỘT SỐ
NGUYÊN TỐ TẠI KÊNH NHANH NGUỒN Am-Be 31
c phân tích mu bt neutron 31
2.1.1. Vic la chn các yu t cn thit cho phân tích kích hot neutron 31
 gamma 32
2.1.3. X lý ph gamma 32
2.2. H phân tích kích hot neutron ti B môn Vt lý Ht nhân 33
2.2.1. Ngung v Am-Be 33
2.2.2. H chuyn mu t ng MTA1527 35
2.2.3. H ph k gamma 35
2.3. Thc nghinh h s Q
0
36
2.3.1. Chun b mu 38
2.3.2. Chiu 41
2.4. Thc nghinh h s k
0

44
2.5. Kt lu 47
Chƣơng 3. ÁP DỤNG PHƢƠNG PHÁP CHUẨN HÓA k
0
-INAA PHÂN TÍCH
HÀM LƢỢNG MỘT SỐ NGUYÊN TỐ TRONG MẪU HÓA CHẤT 48
t v 48
3.2. Chun b mu 48
3.3. Chiu u 49
ng nguyên t b
0
-INAA 51
3.5. Kt qu 56




3.6. Kt lu 57
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58
DANH MỤC CÔNG TRÌNH 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO 62





i


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

A
sp
: Ho riêng ca nguyên t phân tích, (phân rã.s
1
.g
1
)
A
sp
*
: Ho riêng ca nguyên t chun, (phân rã.s
1
.g
1
)
b  tit din ht nhân
C : H s hiu chnh thm [= (1-e
-m

m
]
D : H s hiu chnh thi gian phân rã [= e
-
]
E ng neutron
E
Cd
:

ng cadmi, (E
Cd
= 0,55 eV)
E

ng tia gamma
r
E
ng cng hiu dng trung bình
f : T s ng neutron nhing neutron trên nhit
F
Cd
: H s hiu ch truyn qua Cd ca neutron nhit
G
e
: H s hiu chnh t che chn neutron trên nhit
G
th
: H s hiu chnh t che chn neutron nhit
HPGe : Detedtor germanium siêu tinh khuyt
INAA : Phân tích kích hot neutron dng c
I
0
: Tit din tích phân cng ca phân b ng neutron trên nhit
ng hng 1/E
I
0
() : Tit din tích phân cng ca phân b ng neutron trên nhit
không tuân theo quy lut 1/E, (cm
2

)
M : Khng nguyên t ca nguyên t bia, (g.mol
1
)
N
p
: S ng toàn phn
N
p
/t
m
: T c cnh tia  u chnh cho thi gian
cht và các hiu ng ngt, (s
1
)
n(v) : Mt  neutron  vn tc neutron v
Q
0
: T s tit din tích phân cng trên tit din  vn tc neutron 2200
m.s
1



ii

Q
0
 : T s tit din tích phân cng trên tit dii vi ph neutron trên
nhit

t
i
: Thi gian chiu
t
m
: Th
T
1/2
: Chu kì bán rã
w : khng mu
W : khng nguyên t
 : H s  lch ph neutron trên nhit
 : Xác sut phát tia gamma c

p
: Hiu sut ghi tng tia gamma
  ph cng v
 : Hng s phân rã

0
: Tit din phn ng (n,)  vn tc neutron 2200 m.s
1
, (cm
2
)
(v) : Tit din phn ng (n,)  vn tc neutron v, (cm
2
)
(E) : Tit din phn ng (n,)  ng neutron E, (cm

2
)

f
: Thông lung neutron nhanh, (n.cm
2
.s
1
)

s
: Thông lung neutron chm, (n.cm
2
.s
1
)

e
: Thông lung neutron trên nhit, (n.cm
2
.s
1
)

th
ng neutron nhit, (n.cm
2
.s
1
)

(v) ng neutron  vn tc v, (n.cm
2
s
1
); (v) = n(v).v
(E) ng neutron  ng E, (n.cm
2
s
1
)







iii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Nhng ngung v 10
Bảng 1.2. Sai s ng c
0
-INAA 24
Bảng 1.3. Các monitor kích hot và d liu h
 s nh h s , F
Cd
=1, ngoi tr Au 27
Bảng 2.1. Khng ca các mu dùng cho thc nghim 39

Bảng 2.2. Thông s ht nhân cng v quan tâm 41
Bảng 2.3. Các s liu thc nghim ca các mu 48
Bảng 2.4. Các s liu tính toán cng v 42
Bảng 2.5. Giá tr Q
0
ca ng v quan tâm 43
Bảng 2.6. Giá tr k
0,Au
cng v quan tâm 45
Bảng 2.7. So sánh kt qu hng s k
0,Au
cng v 55
Bảng 3.1. Khng ca các mu dùng cho phân tích 48
Bảng 3.2. Các s liu thc nghim ca mu 1 49
Bảng 3.3. Các s liu thc nghim ca mu 2 50
Bảng 3.4. Các s liu thc nghim ca mu 3 51
Bảng 3.5. Các s liu thc nghim Q
0

0,Au,

p
ca nguyên t phân tích 53
Bảng 3.6. ng ca các nguyên t phân tích trong mu 1 53
Bảng 3.7. ng ca các nguyên t phân tích trong mu 2 54
Bảng 3.8. ng ca các nguyên t phân tích trong mu 3 54
Bảng 3.9. ng trung bình và sai s trung bình ca nguyên t phân tích trong
các m  55
Bảng 3.10. Các s liu tham kho 55
Bảng 3.11. Kt qu ng các nguyên t trong mu 1 56

Bảng 3.12. Kt qu ng các nguyên t trong mu 2 56
Bảng 3.13. Kt qu ng các nguyên t trong mu 3 57




iv

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1.  phn ng bt neutron 8
Hình 1.2. Ph neutron trong lò phn ng 13
Hình 2.1. Cu hình ngun neutron Am-Be 34
Hình 2.2. H chuyn mu MTA-1527 nh c 35
Hình 2.3. H ph k gamma vi detector HPGe 36
Hình 2.4. ng ngon t 39
Hình 2.5. Các mu hóa cht dng bt. 40
Hình 2.6. ng mu dùng trong kích hot neutron. 48






1

LỜI MỞ ĐẦU

K thut phân tích kích hot neutron (Neutron Activation Analysis  NAA)
là mt k thut phân tích kích hot ht nhân hi nh chính xác

cao. K thut này hic áp dng rng rãi trong nhic nghiên cu
o ca cht, nông-y-sinh h
Vi vic x lý mu bng các dng c chuyên dng, ving
các detector bán dn và vic x lý s lic máy tính hóa, k thut kích hot
ng th40 nguyên t trong hu ht các loi mu
mà không cn vic x lý hóa. Vic áp dng các quy trình thun dng c c gi là
phân tích kích hot dng c m quan trng nht ca
NAA so vi các k thut khác. Nc thc hin vi các mu
sau khi kích ho loi tr nhng ng hong v phóng x quan
tâm thì k thuc gi là phân tích kích hot có x lý hóa (RNAA). K thut
c s dng vì tn nhiu công s  nhy ca
mt s nguyên t [2].
 môn Vt lý ht nhân - i hc Khoa hc t nhiên Tp.
ng và hoàn thin h thng phân tích kích hot neutron vi ngun
ng v Am-Be và ho ca mu sau khi chi
(Tl) hoc m Geiger-Muller. Cùng vi s phát trin ca b môn Vt lý ht
nhân, h phân tích kích ho c phát trin kt hp vi vi   
phóng x ca mu bng detector Germanium siêu tinh khit (HPGe) t 
Vic kh nhy ca các nguyên t trên h phân tích kích hot vi detector
c nghiên cc phát triáp chun hóa k
0

cho h phân tích kích hot v   c thc hi  
y gii hn phát hin và h s nhy ca các nguyên t i vi h phân tích
kích hot vi ngun neutron Am-i h ph k gamma HPGe cn phi
nghiên cu tip theo nh ngày càng hoàn thin cho phép phân tích kích hot
neutron ti b môn Vt lý ht nhân.


2

H thng phân tích kích hot neutron ca B môn Vt lý Ht nhân gm có
ngu  ng v Am-Be vi hai kênh chiu: kênh neutron nhit và kênh
nec khai thác s dng trong vic
nghiên cu và ging dng s 
nghiên cu và phát tri   n hóa k
0
ti kênh neutron nhit ca
ngun Am-i vi kênng neutron nhanh,
ng neutron nhi lch ph neutron trên nhit  và t s ng
neutron nhit so vng neutron trên nhit
f
c nghiên cu và thc
hi tài gn t ti B môn vt lý ht nhân - i hc Khoa
hc t  c nghiên cn hóa
k
0
-INAA ti kênh nhanh ca h phân tích kích hot vi ngun Am-Be là cn thit
ng nghiên cu ca nhóm phân tích kích ho thc hin nghiên cu này
thì cn thc hin mt s thc nghi  n hóa k
0

thc nghinh h s Q
0
, thc nghinh h s k
0
i vi các nguyên
t có th c trên h phân tích kích hot ti b môn Vt lý ht nhân.
Ni dung lu
   ng quan v      t neutron. Trong

t s v 
kích ho
c nghinh h s Q
0
và k
0
ca mt s nguyên t ti
kênh nhanh ngun Am-u v h phân tích
kích hot neutron vi ngun Am-Be, t c hic nghinh
h s Q
0
và k
0
cho vài nguyên t
n hóa k
0
-ng
mt s nguyên t trong mu hóa chng
các nguyên t trong mc phân tích dchun hóa k
0
, kt
qu c so sánh vi giá tr pha ch
Kt lun và kin ngh.



3

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ PHÂN TÍCH KÍCH HOẠT NEUTRON

1.1. Giới thiệu
Phân tích kích hot neutron (Neutron Activation Analysis  NAA) là mt k
thu nhc c hai yêu cng
c trong nhiu loi mu khác nhau.
T c Geoge de Hevesy và Hilde Levi lu tiên khám phá ra vào
t b dày lch s,
 phát trin ng dng trong khoa hi sng ca chúng ta.
 chính xác cc k 
khó có th c, xun ppm, ppb hoc thn mc ppt  10
-6
, 10
-9
và
10
-12
ng ng. V chính xác và tin cy cc công nh
là m ki chính xác c
thut NAA ngày càng phát trin và tr thành mt công c hu hiu trong vic phân
tích các vt liu làm chun, có nhi
ng dng trong nhia chng, sinh h
Mc chiu bng là neutron t lò phn ng nghiên cu.
Trong quá trình chiu xng v bn  dng t nhiên ca các nguyên t c
chuyn thành nhng v phóng x bi s bt nhân phóng x
theo nh    ng th  i ht
nhân bia qua quá trình tán x i, mt ht nhân hp phn trung gian 
tr    c t   ng kích thích ca ht nhân hp phn
ng liên kt ca neutron vi ht nhân. Hu ht các ht nhân hp
ph ng tr v trng thái cân b ng cách phát ra tia
gamma tc thng hp, trng thái cân bng mi này li

to ra mt ht nhân phóng x phân rã bng cách phát mt hoc nhiu gamma tr c
 mt t chu so vi quá trình phát tia gamma tc thi
 trên, tùy theo chu k bán hy duy nht ca ht nhân phóng x 


4

có th c phát hin bng detector bán d phân ging cao. Trong
ph gamma nh   ng c   nh s có mt ca nguyên t
trong m nh tính), và din tích c n      ng ca
nguyên t ng) [1].
1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu về phƣơng pháp phân tích kích hoạt
neutron
u khi Geoge de Hevesy và Hilde Levi lu tiên khám phá ra
n rt chm ch nhy kém do ch có
ngung v hoc máy gia tc ht tng neutron thp, thit
b n t  yu ch c nhng nguyên t có
ng cao.
T n ng ht nhân X-10 ti phòng thí nghim Quc gia
Oak Ridge (Mi, tp nhiu ln
so vi ngung v hay máy gia tc, có th phân tích nguyên t có hàm
ng rt thc nhy vt ch kích hot
neutron dùng lò phn ng hc công nhn r
pháp phân tích nguyên t  nh chính xác cao.
 n t  n 1960, detector nh     c s
d a các ht nhân bc x, bên c
 t ln vào
s phát trin ct neutron.Tuy nhiên, do detector
   phân gi  ng kém nên hn ch trong vi   
nguyên t. Vào cui nh     c ch to thành

t phá trong k thut phân tích kích hot neutron. Detector
bán d phân gi n 20
ln. Nh ng dng ca INAA trong nhic khoa hc k thut, y hc,
công nghi.
n hóa k
0
c phát minh bi A. Simonits và
c F. De Corte hoàn thin bng viu b 


5

mt trong nhng phát tri c
 trong nhiu loi mu mà không cn mu chun
n hóa k
0
vi nh
n, linh ho chính xác cc k 
kích hot có nh cho khoa hi s
nguyên t vt, phát hing mt s ln các nguyên t hin din trong
mu vng cc thn này, hàng lo
tích kích hot dùng neutron hoc các ht khác song song phát tri
kích hot vi neutron trên nhit, phân tích kích hot vi gamma tc thi, phân tích
kích hot vi neutron 14 MeV, phân tích kích hot vi ngun Cf-252, phân tích
kích hot vi lò phn ng xung, phân tích kích ho
       n hóa k
0
trong phân tích kích hot
neutron.
Bu t n hóa k

0
liên tc phát trin và áp
dng, ti hu ht các lò phn ng trên th giu s d
phân tích các nguyên t trong nhiu loi mi ngh Quc
t i s d
0
c t chc vào ti hc
GENT (Bn nay, hi ngh c t chc 5 ln v
báo cáo v s phát trin và ng dng cn hóa k
0
.
Vic m rng s dn hóa k
0
trong nha
th k c dn s cn thit phát trin mt phn mm x lý d ling
thân thin vi s dng. Vi mn
 i m
n mm KAYZERO/SOLCOI (1992) là phn
mu tiên v 
0
-t tin vi
các phòng thí nghim nghiên cu và bn ti mt s hn ch.
c thc t ng xây dng mt công c phn mm mang
ng b c khng và bo tr b
k
0
-IAEA chính thi. k
0
-IAEA là mt phn mc thit k vi các
c tính: thân thin v i s dng, có tính linh hot và chuyên nghip cao,

6

nhm giúp cho các PTN NAA có 1 công c ng b và tin cy trong nghiên cu và
ng d
0
-ng thc IAEA cp min
phí cho các quc s ng ng nhit tình t phía
các phòng thí nghim NAA trên toàn cu. [1]
n nay, nhiu công trình nghiên cu  trên th gic v
n hóa k
0
-c thc hin.
 Mt s công trình nghiên cu trên th gii:
- 
0
c áp dng và phát trin ti lò phn ng
nghiên cu Es-Salam 15 MW bi L. Alghem, M. Ramdhane, S. Khaled, T. Akhal
m: hiu chun hiu sut ph gamma bng k
0
-nh
các thông s ph n s  và h s f trong các kênh chiu x.
- n hóa k
0
, t s ng neutron nhit và neutron
trên nhit f là h s n trong ving ca các nguyên
t trong mc nghim nghiên cnh h s f b
pháp t s c thc hin ti 2 v trí trong lò phn ng ht nhân OPAL
(Open Pool Australian Light water) 20 MW  Lucas Heights (Úc) bi R. P.

Murrie, J. S. Quinton, R. S. Popelka-Filcoff [18]. V trí chiu x ngn và chiu x
 s cadmium thông
ng da vào công thc Hogdahl, vi các giá tr f ca 2,666 và 1,538 c tính
ng cho các v trí chiu ngn và dài, và tiêu chun ASTM-INVAP - da
 s cadmium, vi các giá tr f ca 3,057 ng.
Nhng giá tr thc nghi   c so sánh vi các tài liu tham kho tiêu
chun NIST và cho thy chúng có s phù hp vi nhau, chng t tính chính xác ca
các giá tr t OPAL.
- 5/2014, D.C.Puerta, A.M.G. Figueiredo, R. Semmler,   [15] ã
áp d
0
 phân tích mu sinh hc ti phòng thí nghim phân tích
kích hot neutron ti IPEN  Sao Paulo (LAN-IPEN), bng cách s dng các phn
mm k
0
-c cung cp bng Nguyên t Quc t (IAEA).
T s f và h s lch ph neutron trên nhit a lò phn ng IEA-R1 ca IPEN


7

  nh b      u trn,   c chn là
197
Au-
96
Zr-
94
Zr. Các mu sinh hc s d phân tích gm có NIST SRM
1547 (peach leaves), INCT-MPH-2 (mixed polish herbs) và NIST SRM 1573a
(tomato leaves). So sánh kt qu thc nghim vi giá tr tham kho cho thy ngoi

tr Na trong mu NIST SRM 1547 và NIST SRM 1573a, Al, Cr, Sc và Zn trong
mu INCT-MPH-2 thì kt qu nm trong gii hnh v tin cy khong
95%.
  c, mt s  c thc hin và công b bi các tác gi
sau:
-  Huáp dng
n hóa k
0
-ng nguyên t Sm và La trong
mu bn vic hiu chnh trùng phùng thc. T n nay ta ch quan
ng v  lên mà
ng thc bing nguyên t
thuc h t him thì vic ng d  pháp k
0
-INAA cn phi hiu chnh
ding b ng v này khi kích hot neutron ch
y    ng th      phân rã
phc tp. Kt qu cho thy trong phép tính có hiu chnh trùng phùng thc thì hàm
lng ca nguyên t Sm và La trong mu chính xác hn so vi khi cha có hiu
chnh. iu này c th hin khi so sánh vi mu chun NIST-1632c (lch nhau
c 2%). Khi so sánh vi kt qu k
0
-Dalat thì có s sai bit cng không áng k.
-  Hu Thu
nh h s k
0
so vi vàng (k
0
,
Au

) ca các nguyên t mangan (Mn),
cadmi (Cd), crôm (Cr), km (Zn), asen (As), vanadi (V) bng kích hot neutron t
ngung v Am-Be. So sánh các h s k
0
, Au trong công trình này vi các kt
qu thc nghim ca De Corte và cng s cho th li gia chúng
nh  s k
0
nh chính xác nht v lch
so vi kt qu thc nghim ca De Corte và cng s là 1,81% gn bng vi sai s
ti ca chính nó 1,58%. Nguyên nhân ch yu dn sai s này là hàm


8

ng ca nguyên t trong mu. Ngoài ra các thông s ht nhân (I
0
, 
0
, Q
0
) và các
thông s c tr a ngun neutron (  ng cong hiu sut ca detector
ào sai s này.
- T ng s u
áp d
0
-IAEA trên lò phn ng ht, nhm trin khai
ng dng m
0

-NAA mang tính chuyên nghip  tin cy cao
cho phòng thí nghim INAA, vin nghiên cu hng thi chun hóa
phn mm s dng trong phân tích kích hong trin khai bo
m chng/kim soát chng cho phòng thí nghim INAA.
-   u    ng s [21] nghiên cu phát trin
  n hóa k
0
-INAA trên h phân tích kích hot vi ngun neutron
ng v Am-Be ti b môn Vt lý hi hc Khoa hc T nhiên Tp.HCM.
1.3. Nguyên lý của phƣơng pháp phân tích kích hoạt
Sau khi kt thúc chiu x mng v bn ca các nguyên t trong mu
c chuyn thành nhng v phóng x qua phn ng bng v

Hình 1.1. 
Hình 1.1 mô t quá trình kích hot neutro i vi mt ht nhân bia cho
c: phn ng ht nhân quan trng nht trong phân tích kích hot neutron là phn
ng (n, ): mt ht nhân X (ht nhân bia) hp th mt neutron to ra mt ht nhân


9

phóng x vi cùng s nguyên t ng nguyên t t
 c biu din bi phn ng:
A 1 A 1 * A 1
Z 0 Z Z
X n X X

    

vi,

A : s khi nguyên t bia;
Z : s hiu nguyên t ca ht nhân bia;
Ký hiu (*) trong quá trình trên biu din ht nhân hp phn  n
trung gian.
1.3.1. Tốc độ phản ứng
t hng neutron, s phn ng xy ra trong mt giây gi
là t phn ng R. T phn ng ph thung neutron và tit
din phn ng ht nhân. Tit ding ca ht nhân ph thu
ng c xy ra phn ng h



0
dE)E()E(R

(1.1)

ng neutron (eV);
(E) là tit din phn ng tng neutron E (cm
2
);
(E) ng neutron trong mi khong (n.cm
-2
.s
-1
);
c Hogdahl t phn ng R có th c vi
)(IGGR
0ee0thth


(1.2)


th
ng neutron nhit (n.cm
-2
.s
-1
);

e
ng neutron trên nhit (n.cm
-2
.s
-1
);

0
là tit din phn ng (n, )  vn tc neutron 2200 m/s (cm
2
);
)(
0

I
là tích phân cng cho ph neutron 1/E

(cm
2

);
th
G
và G
e
lt là h s hiu chnh t che chn neutron nhit và neutron
trên nhit.


10

1.3.2. Các nguồn neutron dùng trong phân tích kích hoạt neutron
Ngut quan trng trong phân tích kích hot neutron.
Tùy theo yêu ci ta dùng các ngun khác nhau.
ng nht cho ngung
neutron do nó phát ra.
1.3.2.1. Nguồn neutron đồng vị
Phn ln ngung v ng s dng là nhng vt liu phóng x
phát alpha (ngun phát) trn vc sinh ra theo phn ng (, n).

Bảng 1.1. Nhng ngung v [16]
Ngun phát
Chu kì bán rã
 neutron
(n.s
-1
Ci
-1
)
ng neutron

trung bình (MeV)
227
Ac-Be

1,510
7

4,0
226
Ra-Be

1,310
7

3,6
239
Pu-Be
2,410
4

1,410
7

4,5
210
Po-Be
138 ngày
2,510
7

4,3
241
Am-Be

1,5x10
7

5,7

Ngoài ra, ngung v còn có mt s ngun phân hch t 
ngun
252
ch, ngun
252
Cf to ra 3,76
   ng 1,5 MeV trên mi phn ng. Mt miligam
252
Cf phát ra
2,2810
9
neutron/s.
m:
- Ngung v nh, d vn chuyn.
- Ít ti các ngun neutron khác.
- Hn ch n sc khe.
- ng neutron nh.



11

Hn ch:
- Tng neutron phát ra khá thp (khong 10
6
neutron.cm
-2
s
-1
) so vi
ht nhân dùng trong kích hot. Vì vy, ngung v ch có gii hn xác
i vi nhng nguyên t ng cao.
1.3.2.2. Máy phát neutron
Máy phát neutron thc cht là ngung cao.
Nó khác vi ngung v và ngun neutron phân hch. Máy phát neutron
hong da trên nguyên tc sau: Deuterium b ion hóa rc gia tc trong mt
máy gia tc nhiu cng 100p vào bia
cht rn. Bia cht rc làm bng mt ming ph Titani hoc Zirconi có
hp th Tritium. Quá trình ch tc thc hin bt nóng bia lên
n 600-700
0
C trong chân không và tió làm ngung deuterium
hoc tritium [12]. Phn ng ht nhân xy ra là:
2 3 1 4
1 1 0 2
H H n He  

Xut hing 14 MeV. Sng neutron sinh
ra khong 10
11
n 10

12
n.s
-1
ng neutron nhanh khong
10
9
n 10
10
n.s
-1
.cm
-2
ng ca neutron phát ra ph thung
deuterium bn phá và góc phát x.
Mt s lo
- Máy phát
2
H(d, n)
3
He tc dùng rng
rãi vì hiu sut cao, t
- Máy phát
9
Be(d, n)
10
Bo cho hiu sung dòng neutron

- Máy phát
3
H(d, n)

4
He tng khong 14,7 MeV.
m: nh, ít ti lò phn nc s dng ph bin
trong phòng thí nghim và trong công nghip. ng cao
và dòng neutron có th u ch nh
các nguyên t có tit din hp th ng phát neutron nhanh.


12

Hn ch: ng theo thi gian, ph thuc rt mnh
vào v trí và gim rt nhanh theo khong cách so vi bia, ng ln các
 thung neutron. Thi gian sng ca bia
Tritium b hn ch, và ch tt tin.
1.3.2.3. Lò phản ứng hạt nhân
Mt s ngun neutron dùng trong phân tích kích hot n ng ht
nhân, máy gia tc, ngung vn ng ht nhân có kh
t mnh nht. Phn ln lò phn ng ng neutron t 10
11

n 10
12
n.cm
-2
s
-1
i vi lò phn ng lt ti 10
15 0
n.cm
-2

s
-
1
. Mt lò phn ng ht nhân có nhiu b phng nht là
phn trung tâm cc gi là vùng hot. Vùng này cha vt liu ht
nhân, cht làm chm, cht phn xn làm mát. Nguyên liu
c s dng trong lò phn ng ht nhân là
235
U,
238
U,
232
Th. Cht làm chm
có nhim v làm ging ca các ht neutron phân hch hình thành trong
phn ng dây chuyn thành neutron nhit, neutron trên nhit và có tit din bt nh
 c hiu sut neutron tt làm chng s d  c
ng (H
2
c nng (D
2
ng
là la chn t
2
t. Cht phn x
có nhim v  ng các ht neutron trong vùng phn ng, không cho các
ht neutron bn ra ngoài. Trong lò phn ng hc gii phóng
qua phn ng dây chuyi tác dng ca neutron, ht nhân nng b phân chia
thành hai mnh có khng gn bng nhau. Trong mt ln phân chia trung bình
có 2,5 neutron phát ra, các neutron này li tip tc gây phn ng phân chia vi ht
nhân khác. C th quá trình tip tc, s phân hch tip din thành mt dây chuyn,

càng v sau s ng hn khi lò phn t trng thái ti
hn (k=1) thì phn ng dây chuyn tip ding ta
i và có th kic [11].
T    n    c xây d   
UraniumGraphit  i hc xây dng  nhi


13

nhau vt làm chm, thành phn nhiên liu và cht
phn x phân loi lò phn ng da vào các tính cht sau [6]:
- Loi nhiên liu: nhiên lin nht là Uranium t nhiên.
- Loi cht làm chm và ti nhit.
- ng neutron.
- Cu trúc hình hc.
- Ma lò phn ng.
m: có kh   t mnh nht, dòng neutron có thông ng
cao, tit din hp th neutron cao trong vùng nhii v các nguyên t nên
  nhy cao nht cho hu ht các nguyên t. Lò phn ng có
nhiu kênh chiu vng neutron khác nhau phù hp cho
nhiu loi mu cn phân tích.
Hình 1.2. Ph neutron trong lò phn ng

Khuym: lò xây dng và vn hành tn kém, c nh, phi chu các lut
l an toàn nghiêm ngi vi mi công vic thc hin trong lò.


14

Các neutron sinh ra trong lò phn ng t 0-20 MeV. Trong

các khong khác nhau, tính cha neutron vi vt cht khác
nhau. Vì vng ca neutron ra làm 3 vùng:
- Neutron nhiệt: ng E
n
thuc khong 0 < E
n
< 0,1 eV. Trong vùng
này, neutron chuyng trong trng thái cân bng nhit vi phân t ng,
m neutron nhit ph thung theo quy lut MaxwellBoltzmann.
- Neutron trên nhiệt: ng E
n
thuc khong 0,1 eV < E
n
< 100 keV.
Trong vùng này, tit dia neutron vi vt cht có dng cng.
c gi là min cc gi
là neutron cng.
- Neutron nhanh: ng E
n
thuc khong 100 keV < E
n
< 20 MeV là
c sinh ra trong các phn ng phân hch, có ci  c
mô t bi phân b Watt. Các neutron này sau quá trình làm chm s chuyn thành
neutron nhit và neutron trên nhit.
1.4. Phƣơng trình kích hoạt
n cho vinh t
c cnh tia gamma quan tâm ca mt nguyên t dùng phn ng (n, )
và ph k  là:
p

p
A
0
th 0 e
th e
m
N
N .W.
. . . . ( ) .S.D.C. .
GG
I
tM


    



(1.3)

p
m
N
t
là t c cu chnh thi
gian cht và các hiu ng ngc (N
p
- s m trong
ng toàn phn; t
m

- th
N
A
là hng s Avogadro;
W là khng nguyên t c chiu x (g);
  ph cng v bia (%);


15

M là khng nguyên t ca nguyên t bia (g.mol
-1
);
G
th
là h s hiu chnh t che chn neutron nhit;
G
e
là h s hiu chnh t che chn neutron trên nhit;

th
ng neutron nhit (n.cm
-2
.s
-1
);

e
ng neutron trên nhit (n.cm
-2

.s
-1
);

0
là tit din neutron ti vn tc 2200m.s
-1
(cm
2
);
t
i
là thi gian chiu;
t
d
là thi gian rã;
S =1-exp(-t
i
) là h s bão hòa, hiu chnh thi gian chiu;
D = exp(-t
d
) là h s phân rã, hiu chnh thi gian phân rã;
C = [1-exp(-t
m
)]/(t
m
) là h s u chnh th
  tuyi c

p

là hiu sut ghi tng toàn phn;

 
0 0 0
0
r
I 0,429. 0,429.
I ( ) . 1eV
(2 1).0,55
E




  
  




(1.4)
là tích phân ci vi phân b ng neutron trên nhit vi E
Cd
=
ng Cadmium, I
0
là tích phân ci vi neutron
trên nhi s lch ph neutron trên nhit,
r
E

ng cng hng hiu
dng trung bình (eV).
  là:

 
pm
A p th 0 e e
0
th
N / t
M1
W . .
S.D.C N . . . G . . G . ( ).
I
g 
      


(1.5)





16


pm
A p th 0 e e
0

th
6
N / t
M1
W
( g / g) . . .10
w
w.S.D.C N . . . G . . G . ( ).
I
   
      


(1.6)

1.5. Các phƣơng pháp chuẩn hóa NAA
Chun hóa NAA là làm cho quy trình thc nghim phù hp vc
   n ca NAA.     n hoá ca NAA: tuy i,
i, chu
0
[1], [5], [8].
1.5.1. Phƣơng pháp chuẩn hóa tuyệt đối

a.
 ính 
phân tích 

th 0
pm
Ae

th
*
*
*
* * * * * * *
p e 0
N / t
M1
W . .
S.D.C N . . . G . . G . ( ).
(g)
I

      





(1.7)
.w, ta 
pm
*
* * * * * * *
p
0 th 0 0
**
sp 0 th 0 e 0
p
6

th e e
.
th e
N / t
M. . . G . G . ( )
w.S.D.C
( g / g) . . . 10
A M . . G . G . ( )
. .I
. .I

       
  
        

(1.8)

pm
*
* * * * * *
p
0 th 0
**
sp 0 th e 0
p
.
6
e
N / t
M. . G .f G .Q ( )

w.S.D.C
( g / g) . . . 10
A M . . . G .f G .Q ( )

    
  
     

(1.9)
,
;
;
e
th
f 


/neutron ;


17

*
pm
*
sp
Nt
A
W.S.D.C





là ho  riêng ca monitor chun (*) (phân
rã/giây/gam)
 
00
0
0
r
I ( )
Q 0,429
0,429
Q ( )
(2 1).0,55
E



   








(1.10)
 s lch ph neutron trên nhit;

r
E
 ng cng hiu dng trung bình (eV).
Khi áp d ng các nguyên t trong mt
mc thì h s i trong quá trình chiu x.
n hóa tuyi v mt thc nghim thì rn gin ch
cn bit chính xác các thông s 
0
ca c nguyên t phân tích và monitor.
V nguyên tc, các s liu ht nhân này có th tìm thy trong các tài liu
tham kh y s dn
sai s trong phép phân tích.
1.5.2. Phƣơng pháp chuẩn hóa tƣơng đối
i, mt mu chung nguyên t cn
c chiu kèm vi m 
ng neutron, tit din, thi gian chiu, hiu su trit tiêu. Da vào t s
gi    t ca mu và chu    
c tính b
Pm
*
Pm
6
N / t
w.S.D.C
( g / g) .10
N / t
WS.D.C
  






(1.11)
t qu chính xác trong các n hóa
ca NAA nu thành phn mu chu n mu cn phân tích.
Tuy nhiên, 
