Khóa luận tốt nghiệp Đại học: Xây dựng quy trình chế tạo mẫu chuẩn Uran và Kali để xác định hoạt độ phóng xạ trong mẫu đất

ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC KHOA HOÏC TÖÏ NHIEÂN

KHOA VAÄT LYÙ

CHUYEÂN NGAØNH VAÄT LYÙ HAÏT NHAÂN

-----------------†-----------------

KHOÙA LUAÄN TOÁT NGHIEÄP ÑAÏI HOÏC

Ñeà taøi:

XAÂY DÖÏNG QUY TRÌNH CHEÁ TAÏO MAÃU CHUAÅN URAN

VAØ KALI ÑEÅ XAÙC ÑÒNH HOAÏT ÑOÄ PHOÙNG XAÏ TRONG

MAÃU ÑAÁT

Sinh vieân thöïc hieän: Nguyeãn Thò Hoaøng Oanh

Caùn boä höôùng daãn: ThS. Tröông Thò Hoàng Loan

TS. Traàn Vaên Luyeán

Caùn boä phaûn bieän: ThS. Huyønh Thanh Nhaãn

TP.HOÀ CHÍ MINH- 2007

LÔØI CAÛM ÔN

Trong suoát quaù trình hoïc taäp vaø thöïc hieän khoaù luaän toát nghieäp, em ñaõ

nhaän ñöôïc söï quan taâm, höôùng daãn, giuùp ñôõ vaø ñoäng vieân cuûa Thaày Coâ, gia

ñình, caùc anh chò vaø caùc baïn. Em xin ñöôïc baøy toû loøng bieát ôn chaân thaønh cuûa

mình tôùi:

ThS. Tröông Thò Hoàng Loan, ngöôøi ñaõ truyeàn ñaït laïi nhöõng kieán thöùc caàn

thieát, taän tình höôùng daãn vaø taïo moïi ñieàu kieän ñeå em hoaøn thaønh khoaù luaän naøy.

TS. Traàn Vaên Luyeán, ngöôøi Thaày ñaõ nhieät tình truyeàn ñaït nhöõng kieán

thöùc, kinh nghieäm quyù giaù vaø nhöõng chæ baûo taän tình trong thöïc nghieäm.

Caùc Thaày Coâ trong khoa Vaät Lyù, ñaëc bieät caùc Thaày Coâ trong boä moân Vaät

Lyù Haït Nhaân ñaõ truyeàn ñaït cho em nhöõng kieán thöùc boå ích.

Anh Ñaëng Nguyeân Phöông, anh Traàn Thieän Thanh, chò Traàn AÙi Khanh ñaõ

giuùp ñôõ vaø ñoäng vieân em raát nhieàu trong thôøi gian qua.

Taát caû baïn beø ñaõ uûng hoä toâi.

Xin gôûi tri aân ñeán gia ñình vì moïi ñieàu toát ñeïp.

Lôøi môû ñaàu

Phoå keá Gamma phoâng thaáp coù khaû naêng ghi nhaän tröïc tieáp caùc tia Gamma ño

caùc ñoàng vò phoùng xaï trong maãu phaùt ra maø ko caàn taùch chieát caùc nhaân phoùng xaï

khoûi chaát neàn cuûa maãu, giuùp ta thu ñöôïc moät caùch ñònh tính vaø ñònh löôïng caùc nhaân

phoùng xaï trong maãu. Ñoái töôïng cuûa phöông phaùp phaân tích naøy laø caùc maãu sinh hoïc,

moâi tröôøng nhö: ñaát, nöôùc, khoâng khí, traàm tích, rau (caùc loaïi rau), …

Nhôø nhöõng keát quaû phaân tích trong nghieân cöùu moâi tröôøng naøy, chuùng ta coù theå

ñaùnh giaù ñöôïc möùc ñoä aûnh höôûng cuûa cuûa caùc chaát phoùng xaï coù trong moâi tröôøng,

cuûa löông thöïc, thöïc phaåm ñoái vôùi cuoäc soáng cuûa con ngöôøi.

Ñeå ñaùnh giaù ñöôïc caùc ñaëc tröng cuûa Detector nhö ñoä phaân giaûi, hieäu suaát ghi,

thôøi gian ño toái öu, caùc phoøng thí nghieäm treân theá giôùi söû duïng caùc maãu vaät lieäu

chuaån vôùi hoaït ñoä caùc ñoàng vò phoùng xaï ñaõ ñöôïc xaùc ñònh. Vieäc cheá taïo caùc maãu

chuaån trong nöôùc ñeå thay theá caùc maãu chuaån ngoaïi nhaäp seõ mang laïi tính kinh teá

cao vaø ñaùp öùng kòp thôøi caùc coâng taùc nghieân cöùu.

Vôùiø ñieàu kieän thöïc teá cuûa phoøng thí nghieäm boä moân, taùc giaû choïn ñeà taøi “xaây

döïng quy trình cheá taïo maãu chuaån Uran vaø Kali ñeå xaùc ñònh hoaït ñoä phoùng xaï trong

maãu ñaát” ñöôïc ño baèng heä phoå keá Gamma phoâng thaáp, nhaèm cung caáp moät taøi lieäu

tham khaûo veà cheá taïo maãu chuaån vaø caùc keát quaû thöïc nghieäm böôùc ñaàu.

1

MUÏC LUÏC

MUÏC LUÏC.........................................................................................................1

DANH MUÏC CAÙC BAÛNG ................................................................................4

DANH MUÏC CAÙC HÌNH VEÕ VAØ ÑOÀ THÒ ......................................................5

Chöông 1 ...........................................................................................................6

TOÅNG QUAN VAÁN ÑEÀ NGHIEÂN CÖÙU ....................................................6

1.1 VAØI NEÙT VEÀ HIEÄN TÖÔÏNG PHOÙNG XAÏ..............................................6

1.2 NGUOÀN GOÁC PHOÙNG XAÏ.......................................................................7

1.2.1 Caùc nguoàn phoùng xaï töï nhieân .......................................................7

1.2.1.1 Nhoùm ñoàng vò phoùng xaï nguyeân thuûy ....................................7

1.2.2 Caùc nguoàn phoùng xaï nhaân taïo.....................................................14

1.2.2.1 Vuõ khí haït nhaân.....................................................................14

1.2.2.2 Ñieän haït nhaân .......................................................................15

1.2.2.3 Tai naïn haït nhaân ...................................................................16

1.3 PHOÙNG XAÏ TRONG MOÂI TRÖÔØNG ÑAÁT ..........................................16

1.3.1 Phoùng xaï töï nhieân........................................................................16

1.3.1.1 Nguoàn goác cuûa phoùng xaï töï nhieân trong ñaát ........................16

1.3.1.2 Moät soá ñoàng vò phoùng xaï töï nhieân trong ñaát ........................18

1.3.2 Phoùng xaï nhaân taïo.......................................................................20

Chöông 2 .........................................................................................................21

2

GIÔÙI THIEÄU ÑAÀU DOØ HPGe ..................................................................21

2.1 GIÔÙI THIEÄU CHUNG VEÀ CAÙC LOAÏI ÑAÀU DOØ ÑÖÔÏC SAÛN XUAÁT

BÔÛI HAÕNG CANBERRA...................................................................................21

2.1.1 Ñaàu doø Ge ñoàng truïc. ..................................................................22

2.1.2 Ñaàu doø Ge ñoàng truïc ñaûo cöïc (REGe). .......................................23

2.2 GIÔÙI THIEÄU ÑAÀU DOØ GEMANIUM SIEÂU TINH KHIEÁT HAY ÑAÀU

DOØ HPGE (HIGH PURE GERMANIUM DETECTOR) COÙ TAÏI BOÄ MOÂN

VAÄT LYÙ HAÏT NHAÂN. ........................................................................................24

2.2.1 Caáu hình cuûa ñaàu doø gemanium sieâu tinh khieát GC2018. .........24

2.2.1.1 Caáu hình cuûa ñaàu doø: ...........................................................24

2.2.1.2 Caùc thoâng soá kyõ thuaät cuûa ñaàu doø: ......................................25

2.2.1.3 Sô ñoà caét doïc cuûa heä ñaàu doø_ buoàng chì_nguoàn: .................26

2.2.2 Caùc ñaëc tröng cuûa ñaàu doø baùn daãn Germanium.........................27

2.2.2.1 So saùnh hieäu suaát cuûa ñaàu doø loaïi n vaø loaïi p .....................27

2.2.2.2 Ñoä phaân giaûi naêng löôïng (energy resolution).....................29

2.2.2.3 Tæ soá ñænh / Compton (peak / Compton ratio) ......................30

2.2.2.4 Hieäu suaát cuûa ñaàu doø germanium sieâu tinh khieát (HPGe) ..30

Chương 3 .........................................................................................................34

CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XAÙC ÑÒNH HOAÏT ÑOÄ CAÙC ÑOÀNG VÒ PHOÙNG

XAÏ.....................................................................................................................34

3.1 PHÖÔNG PHAÙP TÖÔNG ÑOÁI...............................................................34

3

3.2 PHÖÔNG PHAÙP TUYEÄT ÑOÁI. ..............................................................35

3.3 SAI SOÁ. .....................................................................................................35

3.4 PHÖÔNG PHAÙP CHUAÅN ÑÔN NGUYEÂN TOÁ.....................................37

3.5 CAÙC PHÖÔNG PHAÙP PHAÂN TÍCH PHOÙNG XAÏ. ..............................38

Chöông 4 .........................................................................................................39

THÖÏC NGHIEÄM........................................................................................39

4.1 XAÂY DÖÏNG QUY TRÌNH TAÏO MAÃU CHUAÅN ...................................39

4.1.1 cheá taïo duïng cuï laøm maãu: ...........................................................39

4.1.2. Gia coâng chaát neàn.......................................................................41

4.1.3. Quy trình laøm maãu......................................................................42

1) Taïo maãu chuaån Uran : ..................................................................42

2) Taïo maãu chuaån Kali : ...................................................................44

4.2 KEÁT QUAÛ VAØ BIEÄN LUAÄN ...................................................................45

4.2.1 Xaùc ñònh phoâng neàn cuûa ñaù bazan : ............................................45

4.2.2 Ñaùnh giaù ñoä ñoàng nhaát: ...............................................................46

4.2.2.1 Vôùi maãu chuaån Kali :............................................................46

4.2.2.2 vôùi maãu chuaån Uran :............................................................46

4.2.3 Kieåm chöùng phöông phaùp : .........................................................48

4.2.3.1 Phöông phaùp tuyeät ñoái: .........................................................48

4.2.3.2 phöông phaùp töông ñoái:........................................................49

TAØI LIEÄU THAM KHAÛO .............................................................................51

4

DANH MUÏC CAÙC BAÛNG

Baûng 1.1: Ñaëc tröng cuûa 40K vaø caùc nhaân chính cuûa 3 hoï phoùng xaï. ................... 12

Baûng 1.2: Caùc ñoàng vò phoùng xaï coù nguoàn goác vuõ tru.......................................... 13

Baûng 1.3: Caùc ñoàng vò phoùng xaï chính trong moâi tröôøng ñaát............................... 20

Bảng 4.1: Kích thước hộp mẫu 3π......................................................................... 40

Bảng 4.2: Kích thước hộp mẫu 2π......................................................................... 41

Baûng 4.3: Keát quaû ño phoâng neàn cuûa boät ñaù bazan. ............................................. 45

Baûng 4.4: Ñaùnh giaù ñoä ñoàng nhaát maãu Kali......................................................... 46

Baûng 4.5: Toác ñoä ñeám cuûa moãi maãu Uran öùng vôùi töøng möùc naêng löôïng. ........... 47

Baûng 4.6: Ñaùnh giaù ñoä ñoàng nhaát maãu Uran. ...................................................... 47

Bảng 4.7: Hiệu suất ghi của mẫu 1 ứng với 2 ñỉnh năng lượng 63.3 keV vaø 92.38

keV. ....................................................................................................................... 48

Bảng 4.8: Hiệu suất ghi của mẫu 2 ứng với 2 ñỉnh năng lượng 63.3 keV vaø 92.38

keV. ....................................................................................................................... 49

Baûng 4.9: Hoaït ñoä trung bình maãu ño tính töø phöông phaùp tuyeät ñoái............................. 49

Baûng 4.10: Hoaït ñoä rieâng cuûa maãu phaân tích tính theo maãu 1. ............................ 50

Baûng 4.11: Hoaït ñoä rieâng cuûa maãu phaân tích tính theo maãu 2. ............................ 50

5

DANH MUÏC CAÙC HÌNH VEÕ VAØ ÑOÀ THÒ

Hình 1.1: Họ Thorium (4n)..................................................................................... 9

Hình 1.2: Họ Actinium (4n+3) ............................................................................. 10

Hình 1.3: Họ Uranium (4n+2) ............................................................................. 11

Hình 2.1: Tieát dieän ngang cuûa ñaàu doø Ge ñoàng truïc. ........................................... 23

Hình2.2: Tieát dieän ngang cuûa ñaàu doø Ge ñoàng truïc ñaûo cöïc. .............................. 23

Hình 2.3: Caáu truùc ñaàu doø HPGe......................................................................... 25

Hình 2.4: Sô ñoà caét doïc cuûa heä ñaàu doø - buoàng chì –nguoàn. ............................... 26

Hình 2.5: Bình laøm laïnh ....................................................................................... 27

Hình 2.6 : Hieäu suaát naêng löôïng toaøn phaàn thöïc cuûa detector ñoàng truïc (loaïi n)

vaø ñoàng truïc ñaûo cöïc (loaïi p)................................................................................ 28

Hình 2.7: Phoå cuûa nguoàn phoùng xaï Co-60 ñöôïc ño bôûi ñaàu doø nhaáp nhaùy NaI(Tl)

vaø ñaàu doø HPGe ................................................................................................... 29

Hình 4.1: hộp mẫu 3π ........................................................................................... 40

Hình 4.2: Hộp mẫu 2π .......................................................................................... 41

6

Chöông 1

TOÅNG QUAN VAÁN ÑEÀ NGHIEÂN CÖÙU

1.1 VAØI NEÙT VEÀ HIEÄN TÖÔÏNG PHOÙNG XAÏ

Phoùng xaï laø moät hieän töôïng töï nhieân xuaát hieän töø thuôû khai thieân laäp ñòa,

nhöng chöa ñöôïc bieát ñeân cho ñeán naêm 1896 khi Henri Becquerel tình côø phaùt

hieän caùc böùc xaï töø muoái cuûa Uranium. Sau ñoù, naêm 1899 Pierre vaø Marrie Curie

tìm ra hai chaát phoùng xaï môùi laø Polonium vaø Radium. Naêm 1934, Frederic Jiolot

vaø Iren Curie taïo ra caùc ñoàng vò phoùng xaï nhaân taïo cuûa phospho vaø nitrogen.

Phaùt minh naøy ñaõ môû ra moät kyû nguyeân cuûa phoùng xaï nhaân taïo.

Theo ñònh nghóa, phoùng xaï laø bieán ñoåi töï xaûy ra cuûa haït nhaân nguyeân töû, ñöa

ñeán söï thay ñoåi traïng thaùi hoaëc baäc soá nguyeân töû hoaëc soá khoái cuûa haït nhaân. Khi

chæ coù söï thay ñoåi traïng thaùi xaûy ra, haït nhaân seõ phaùt ra tia gamma maø khoâng

bieán ñoåi thaønh haït nhaân khaùc, khi baäc soá nguyeân töû thay ñoåi seõ bieán haït nhaân

naøy thaønh haït nhaân cuûa nguyeân töû khaùc, khi chæ coù soá khoái thay ñoåi haït nhaân seõ

bieán thaønh ñoàng vò khaùc cuûa noù.

Caùc coâng trình nghieân cöùu thöïc nghieäm veà hieän töôïng phoùng xaï ñaõ xaùc nhaän

saûn phaåm phaân raõ phoùng xaï cuûa haït nhaân goàm:

+ Tia alpha: laø chuøm caùc haït tích ñieän döông, bò leäch trong ñieän tröôøng vaø

töø tröôøng, deã bò caùc lôùp vaät chaát moûng haáp thuï. Veà baûn chaát, tia alpha laø chuøm

4

caùc haït nhaân cuûa nguyeân töû Helium ( He2 ).

+ Tia beta: cuõng bò leäch trong ñieän tröôøng vaø töø tröôøng, coù khaû naêng xuyeân

 ) vaø caùc positron

 ).

saâu hôn tia alpha. Veà baûn chaát, tia beta laø caùc electron (

(

7

+ Tia gamma: khoâng chòu taùc duïng cuûa ñieän tröôøng vaø töø tröôøng, coù khaû

naêng xuyeân saâu vaøo vaät chaát. Veà baûn chaát, tia gamma laø caùc photon coù naêng

löôïng cao.

1.2 NGUOÀN GOÁC PHOÙNG XAÏ

Phoùng xaï coù ôû khaép moïi nôi: trong ñaát, nöôùc, khoâng khí, thöïc phaåm, vaät lieäu

xaây döïng, keå caû con ngöôøi - moät saûn phaåm cuûa moâi tröôøng. Nguoàn phoùng xaï

ñöôïc chia laøm hai loaïi: nguoàn phoùng xaï töï nhieân vaø nguoàn phoùng xaï nhaân taïo.

Nguoàn phoùng xaï töï nhieân (thöôøng ñöôïc goïi laø phoâng phoùng xaï töï nhieân) laø caùc

chaát ñoàng vò phoùng xaï coù maët treân traùi ñaát, trong nöôùc hay trong baàu khí quyeån.

Nguoàn phoùng xaï nhaân taïo do con ngöôøi cheá taïo baèng caùch chieáu caùc chaát trong

loø phaûn öùng haït nhaân hay maùy gia toác.

1.2.1 Caùc nguoàn phoùng xaï töï nhieân

Caùc nguoàn phoùng xaï töï nhieân goàm hai nhoùm: nhoùm caùc ñoàng vò phoùng xaï

nguyeân thuûy - coù töø khi taïo thaønh traùi ñaát vaø vuõ truï vaø nhoùm caùc ñoàng vò phoùng

xaï coù nguoàn goác töø vuõ truï - ñöôïc tia vuõ truï taïo ra.

1.2.1.1 Nhoùm ñoàng vò phoùng xaï nguyeân thuûy

Phoâng phoùng xaï treân traùi ñaát goàm caùc nhaân phoùng xaï toàn taïi caû tröôùc vaø

khi traùi ñaát ñöôïc hình thaønh. Chuùng coù chu kyø baùn raõ ít nhaát khoaûng vaøi trieäu

232

naêm, goàm coù Uranium, Thorium vaø con chaùu cuûa chuùng, cuøng vôùi moät soá nguyeân

U235

toá phoùng xaï khaùc taïo thaønh boán hoï phoùng xaï cô baûn: Hoï Thorium Th (4n); hoï

241

Uranium U238 (4n+2); hoï Actinium (4n+3) vaø hoï phoùng xaï nhaân taïo

Neptunium Pu (4n+1).

Caùc ñaëc ñieåm cuûa 3 hoï phoùng xaï töï nhieân:

8

+ Thaønh vieân thöù nhaát laø ñoàng vò phoùng xaï soáng laâu vôùi thôøi gian baùn raõ

ñöôïc ño theo caùc ñôn vò ñòa chaát.

+ Moãi hoï ñeàu coù moät thaønh vieân döôùi daïng khí phoùng xaï, chuùng laø caùc

Ra

Rn

ñoàng vò khaùc nhau cuûa nguyeân toá Radon: ví duï trong hoï Uranium laø

220 86

222 86

Rn

(Radon); trong hoï Thorium laø (Thoron); trong hoï Actinium laø

219 86

(Actinon). Trong hoï phoùng xaï nhaân taïo Neptunium khoâng coù thaønh vieân khí

206

Pb

phoùng xaï.

208

207

+ Saûn phaåm cuoái cuøng trong moãi hoï phoùng xaï töï nhieân ñeàu laø chì:

209

trong hoï Uranium, Pb trong hoï Actinium vaø Pb trong hoï Thorium. Trong hoï

phoùng xaï nhaân taïo Neptunium, thaønh vieân cuoái cuøng laø Bi . Sô ñoà phaân raõ cuûa

ba hoï phoùng xaï töï nhieân ñöôïc cho trong caùc Hình 1.1, Hình 1.2 vaø Hình 1.3.

Ngoaøi caùc ñoàng vò phoùng xaï trong 4 hoï phoùng xaï cô baûn treân, trong töï

nhieân coøn toàn taïi moät soá ñoàng vò phoùng xaï vôùi baäc soá nguyeân töû thaáp. Moät trong

K trong ñaát ñaù laø 27 g/kg vaø trong ñaïi döông ~ 380 mg/lít), trong thöïc vaät, ñoäng

caùc ñoàng vò phoùng xaï töï nhieân laø K40 , raát phoå bieán trong moâi tröôøng (haøm löôïng

vaät vaø cô theå ngöôøi (haøm löôïng K trung bình trong cô theå ngöôøi khoaûng 1,7

g/kg).

9

90

89

88

87

86

85

84

83

82

81

232

230

228

226

224

222

220

218

216

214

212

210

208

Hình 1.1: Họ Thorium (4n)

Ký hiệu: Phân rã Beta

Phân rã Alpha

10

92

91

90

89

88

87

86

85

84

83

82

81

235

233

231

229

227

225

223

221

219

217

215

213

211

Hình 1.2: Họ Actinium (4n+3)

11

92

91

90

89

88

87

86

85

84

83

82

238

236

234

232

230

228

226

224

222

220

218

216

214

212

210

208

206

Moät ñoàng vò phoùng xaï töï nhieân quan troïng khaùc laø C14

Hình 1.3: Họ Uranium (4n+2)

vôùi chu kyø baùn raõ

laø keát quaû cuûa bieán ñoåi haït nhaân do caùc tia vuõ truï baén phaù haït 5600 naêm. C14

12

nhaân N14 . Tröôùc khi xuaát hieän bom haït nhaân, haøm löôïng toång coäng cuûa C14 trong

khí quyeån khoaûng 1,5.1011 MBq (4MCi), trong thöïc vaät khoaûng 4,8.1011 MBq

(13MCi), trong ñaïi döông khoaûng 9.1012 MBq (240 MCi). Vieäc thöû nghieäm vuõ

khí haït nhaân laøm taêng ñaùng keå haøm löôïng C14 . Cho ñeán naêm 1960, taát caû caùc vuï

thöû nghieäm vuõ khí haït nhaân ñaõ thaûi ra khí quyeån khoaûng 1,1.1011 MBq (3MCi).

2CO , ñi vaøo cô theå ñoäng

Cacbon phoùng xaï toàn taïi trong khí quyeån döôùi daïng khí

vaät qua quaù trình hoâ haáp vaø vaøo thöïc vaät qua quaù trình quang hôïp neân ñöôïc söû

duïng ñeå ñaùnh giaù tuoåi caùc maãu khaûo coå vaät lieäu höõu cô thoâng qua caùc soá lieäu

hoaït ñoä rieâng C14 cuûa chuùng.

Caùc ñoàng vò phoùng xaï coù nguoàn goác töï nhieân quan troïng nhaát ñöôïc daãn ra

trong baûng döôùi ñaây.

Baûng 1.1: Ñaëc tröng cuûa 40K vaø caùc nhaân chính cuûa 3 hoï phoùng xaï.

Nhaân Chu kyø baùn Haøm löôïng/ Hoaït ñoä töï nhieân

235U

huûy

238U

7,04.108 naêm 0,72% Uran töï nhieân

232Th

4,47.109 naêm 99,2745% Uran töï nhieân, 0,5-0,7 ppm Uran trong ñaù

226Ra

1,41.1010 naêm 1,6-20 ppm trong ñaù voâi, trung bình 10,7 ppm

222Rn

1,6.103 naêm 16 Bq/kg trong ñaù voâi, 48 Bq/kg trong ñaù noùng chaûy

40K

3,82 ngaøy 0,6-28 Bq/m3 trong khoâng khí

37-1000 Bq/kg trong ñaát 1,28.1010 naêm

1.2.1.2 Nhoùm caùc ñoàng vò phoùng xaï coù nguoàn goác töø vuõ truï

+ Caùc ñoàng vò phoùng xaï ñöôïc taïo thaønh töø tia vuõ truï:

13

Böùc xaï vuõ truï lan khaép khoâng gian, chuùng toàn taïi chuû yeáu ngoaøi heä Maët

trôøi cuûa chuùng ta. Böùc xaï coù nhieàu daïng, töø nhöõng haït naëng coù vaän toác raát lôùn

ñeán caùc photon naêng löôïng cao vaø caùc haït muyon. Taàng treân cuûa khí quyeån traùi

ñaát taùc duïng vôùi nhieàu loaïi tia vuõ truï vaø laøm sinh ra caùc nhaân phoùng xa. Phaàn lôùn

caùc nhaân phoùng xaï naøy coù thôøi gian baùn raõ ngaén hôn caùc nhaân phoùng xaï töï nhieân

coù treân traùi ñaát.

Baûng 1.2 trình baøy caùc nhaân phoùng xaï chính coù nguoàn goác töø vuõ truï.

Baûng 1.2: Caùc ñoàng vò phoùng xaï coù nguoàn goác vuõ truï

14C

Nguoàn Hoaït ñoä Nhaân T1/2

3H

Ttvt 14N(n,p)14C 220 Bq/kg trong vaät lieäu höõu cô 5730 naêm

Ttvt N vaø O 6Li(n, )3H 1,2.10-3 Bq/kg 12,3 naêm

7Be

10

Ttvt vôùi N vaø O 0,01 Bq/kg 53,28 ngaøy

26 , Al

26 , Cl

80 , Kr

C14

32 , Si

39 , Ar

22 , Na

Caùc nhaân phoùng xaï coù nguoàn goác vuõ truï khaùc laø Be ,

37 , Ar

38 , Mg

24 , Na

38 , Cl

, S35 , P32 , P33 , S38 , F18 , Clm34 .

+ Böùc xaï vuõ truï:

Cuøng vôùi caùc nhaân phoùng xaï taïo neân khi tia vuõ truï töông taùc vôùi lôùp khí

quyeån, baûn thaân caùc tia vuõ truï cuõng goùp phaàn vaøo toång lieàu haáp thuï cuûa con

ngöôøi. Böùc xaï vuõ truï ñöôïc chia laøm hai loaïi laø böùc xaï sô caáp vaø böùc xaï thöù caáp.

Böùc xaï vuõ truï sô caáp ñöôïc taïo neân bôûi caùc haït coù naêng löôïng cöïc kyø cao

(leân ñeán 108 eV ), ña phaàn laø proton cuøng vôùi moät soá haït khaùc naëng hôn. Phaàn

lôùn caùc tia vuõ truï sô caáp ñeán töø beân ngoaøi heä maët trôøi cuûa chuùng ta vaø chuùng

14

cuõng ñaõ ñöôïc tìm thaáy trong khoâng gian vuõ truï. Moät soá ít baét nguoàn töø Maët trôøi

do quaù trình chaùy saùng cuûa Maët trôøi.

Moät soá nhoû böùc xaï vuõ truï sô caáp xuyeân xuoáng beà maët traùi ñaát coøn phaàn

lôùn chuùng töông taùc vôùi khí quyeån. Khi töông taùc vôùi khí quyeån, chuùng sinh ra

caùc böùc xaï vuõ truï thöù caáp hoaëc aùnh saùng maø ta coù theå nhìn thaáy treân maët ñaát.

Nhöõng phaûn öùng naøy laøm sinh ra caùc böùc xaï coù naêng löôïng thaáp hôn, bao goàm

vieäc hình thaønh caùc photon aùnh saùng, caùc electron, caùc neutron vaø caùc haït muyon

rôi xuoáng maët ñaát.

Lôùp khí quyeån vaø töø tröôøng traùi ñaát coù taùc duïng nhö moät lôùp voû boïc che

chaén caùc tia vuõ truï, laøm giaûm soá löôïng cuûa chuùng coù theå ñeán ñöôïc beà maët cuûa

traùi ñaát. Nhö vaäy, lieàu böùc xaï con ngöôøi nhaän ñöôïc seõ phuï thuoäc vaøo ñoä cao maø

ngöôøi aáy ñang ôû: töø böùc xaï vuõ truï, haøng naêm con ngöôøi coù theå nhaän moät lieàu côõ

0,27 mSv vaø seõ taêng leân gaáp ñoâi neáu ñoä cao taêng 2000 m.

Löôïng böùc xaï vuõ truï treân maët bieån chæ giaûm 10% töø vuøng cöïc tôùi xích ñaïo

nhöng taïi ñoä cao khoaûng 20000 m thì möùc giaûm naøy laø 75%. Roõ raøng laø coù söï

aûnh höôûng cuûa ñòa töø tröôøng cuûa traùi ñaát vaø töø tröôøng cuûa Maët trôøi leân caùc böùc xaï

vuõ truï sô caáp.

1.2.2 Caùc nguoàn phoùng xaï nhaân taïo

Loaøi ngöôøi ñaõ söû duïng phoùng xaï trong 100 naêm trôû laïi ñaây vaø qua ñoù boå sung

vaøo nguoàn phoùng xaï töï nhieân nhöõng saûn phaåm cuûa con ngöôøi. Chuùng chæ laø moät

löôïng raát nhoû so vôùi löôïng phoùng xaï coù saün trong töï nhieân, vaø vì chu kyø baùn raõ

cuûa chuùng ngaén neân hoaït ñoä cuûa chuùng ñaõ giaûm ñaùng keå töø khi ngöøng thöû vuõ khí

haït nhaân treân traùi ñaát.

1.2.2.1 Vuõ khí haït nhaân

15

Rôi laéng töø caùc vuï thöû vuõ khí haït nhaân laø nguoàn phoùng xaï nhaân taïo lôùn

nhaát trong moâi tröôøng. Daáu hieäu cuûa bom haït nhaân laø caùc saûn phaåm phaân haïch

239 vaø Pu

cuûa U235 . Daáu hieäu cuûa phaûn öùng nhieät haïch laø Triti ñi keøm caùc phaûn

öùng phaân haïch thöù caáp khi neutron nhanh töông taùc vôùi U238 ôû lôùp voû boïc ngoaøi.

Caùc ñoàng vò phoùng xaï khaùc cuõng ñöôïc taïo ra do keát quaû cuûa vieäc baét neutron vôùi

caùc vaät lieäu laøm bom vaø khoâng khí xung quanh. Moät trong nhöõng saûn phaåm quan

C14

troïng nhaát laø C14 ñöôïc taïo ra do phaûn öùng sau N14 (n,p) C14 laøm cho haøm löôïng

trong khí quyeån taêng gaáp ñoâi vaøo giöõa nhöõng naêm 1960.

Töø khí quyeån, caùc ñoàng vò phoùng xaï seõ laéng ñoïng treân ñòa caàu döôùi daïng

rôi laéng taïi choã (12%), naèm treân taàng ñoái löu (10%) vaø taàng bình löu (78%). Rôi

laéng ôû taàng bình löu laø rôi laéng toaøn caàu vaø seõ gaây nhieãm baån toaøn caàu vôùi hoaït

ñoä thaáp. Trong khi haàu heát caùc ñoàng vò phoùng xaï naèm treân beà maët traùi ñaát thì H3

vaø C14 ñi vaøo caùc chu trình khí quyeån, thuûy quyeån vaø sinh quyeån toaøn caàu. Toång

137

löôïng phoùng xaï ñaõ ñöa vaøo khí quyeån qua caùc vuï thöû vuõ khí haït nhaân laø 3.107

90 , Sr

95 , Zr

106 vaø Ru

Sv/ngöôøi vôùi 70% laø C14 ; caùc ñoàng vò khaùc nhö Cs chieám

phaàn coøn laïi.

1.2.2.2 Ñieän haït nhaân

Chöông trình haït nhaân daân söï baét ñaàu töø loø phaûn öùng Calder Hall ôû taây

baéc nöôùc Anh naêm 1956. Soá caùc loø phaûn öùng haït nhaân taêng nhanh, cho ñeán cuoái

naêm 2002, theo thoáng keâ cuûa IAEA, ñieän haït nhaân ñaõ chieám 16% saûn löôïng

ñieän toaøn theá giôùi vaø ñang coù chieàu höôùng gia taêng. Caùc ñoàng vò phoùng xaï thaûi

vaøo moâi tröôøng ñeàu töø caùc chu trình nhieân lieäu haït nhaân nhö khai thaùc moû,

nghieàn Uran, saûn xuaát vaø taùi cheá caùc thanh nhieân lieäu. Vieäc thaûi caùc chaát phoùng

xaï töø caùc nhaø maùy ñieän coù theå leân ñeán côõ TBq/naêm hoaëc nhoû hôn.

16

1.2.2.3 Tai naïn haït nhaân

Khoaûng 150 tai naïn lôùn nhoû cuûa ngaønh haït nhaân ñaõ xaûy ra, lôùn nhaát laø tai

naïn Chernobyl xaûy ra ôû Ucraina 1986 gaây neân söï nhieãm baån phoùng xaï bôûi caùc

chaát thaûi raén vaø loûng - laø hoãn hôïp caùc hôïp chaát hoùa hoïc vaø caùc ñoàng vò phoùng xaï.

Ngoaøi ra, moät soá nhaân phoùng xaï nhaân taïo coøn ñöôïc taïo thaønh töø caùc khu

chöùa chaát thaûi phoùng xaï, caùc chaát thaûi raén hay ñoàng vò phoùng xaï nhaân taïo ñaùnh

daáu.

1.3 PHOÙNG XAÏ TRONG MOÂI TRÖÔØNG ÑAÁT

1.3.1 Phoùng xaï töï nhieân

1.3.1.1 Nguoàn goác cuûa phoùng xaï töï nhieân trong ñaát

Nguoàn goác chính phaùt sinh caùc nguyeân toá phoùng xaï trong ñaát laø töø caùc ñaù

taïo thaønh ñaát (ñaù goác hay coøn goïi laø ñaù meï), do ñoù möùc ñoä vaø ñaëc tính cuûa

phoùng xaï trong ñaát coù quan heä vôùi haøm löôïng caùc nguyeân toá phoùng xaï trong ñaù

goác. Ñaát hình thaønh töø caùc saûn phaåm phaân huûy cuûa ñaù magma coù tính axít thöôøng

coù chöùa caùc ñoàng vò nhö: Uranium, Thorium, Radium, vaø Kali vôùi haøm löôïng

lôùn. Traùi laïi caùc ñaát ñöôïc hình thaønh töø caùc ñaù bazô vaø ñaù sieâu bazô noùi chung

chöùa löôïng phoùng xaï ít hôn so vôùi ñaát ñöôïc hình thaønh töø ñaù axít. Ñaát ñöôïc hình

thaønh gaàn nôi coù quaëng phoùng xaï troài leân thì caùc nguyeân toá phoùng xaï trong noù

ñöôïc laøm giaøu raát lôùn. Do quaù trình phong hoùa, ñaát chöùa caøng nhieàu haït seùt thì

hoaït ñoä caøng cao.

Phaàn lôùn caùc nguyeân toá phoùng xaï trong ñaát phaùt sinh töø söï phaân huûy caùc

chaát höõu cô. Tuy nhieân, khoâng coù moái quan heä roõ raøng naøo giöõa hoaït ñoä phoùng

xaï trong ñaát vaø haøm löôïng höõu cô cuûa noù. Maët khaùc, trong ñieàu kieän thuaän lôïi,

17

thì nöôùc chöùa caùc chaát khoaùng hoøa tan, goàm caû caùc ñoàng vò phoùng xaï, cuõng ñoùng

moät vai troø quan troïng ñoái vôùi söï laéng tuï cuûa caùc ñoàng vò phoùng xaï töï nhieân

trong ñaát. Caùc nguyeân toá voâ cô haáp thuï trong haït ñaát coù khaû naêng tham gia vaøo

quaù trình trao ñoåi giöõa ñaát vaø thöïc vaät, chaúng haïn qua reã caây huùt chaát dinh döôõng

töø ñaát, vaø töø ñoù caùc nguyeân toá phoùng xaï trong ñaát baét vaøo chu trình vaät chaát cuûa

voøng tuaàn hoaøn sinh vaät.

Moät löôïng phoùng xaï ñaùng keå trong ñaát tích tuï töø caùc saûn phaåm phaân raõ

cuûa Radium, vaø moät löôïng ít hôn töø Uranium vaø Thorium. Qua pheùp ño tröïc tieáp

phoùng xaï trong khí ñaát, ngöôøi ta phaùt hieän ra raèng ñaát luoân luoân chöùa moät löôïng

xaùc ñònh caùc ñoàng vò phoùng xaï ôû theå khí hoaëc ôû daïng phaùt xaï nhö Radon,

Thoron, Actinon v.v. Baèng caùch pha troän vôùi khoâng khí, len loõi qua caùc loã thoaùt

vaø mao maïch cuûa ñaát maø caùc xaï khí cuøng saûn phaåm phaân raõ cuûa noù daàn daàn rôøi

khoûi ñaát vaø ñi leân beà maët khí quyeån nhö laø moät keát quaû cuûa söï khueách taùn vaø

bieán ñoåi cô hoïc giöõa ñaát vaø khoâng khí trong khí quyeån.

Moät soá chaát phoùng xaï vaãn tieáp tuïc ñöôïc ñöa vaøo ñaát baèng nhieàu con

ñöôøng khaùc nhau trong khi moät soá khaùc laïi rôøi khoûi ñaát. Caùc chaát phoùng xaï trong

ñaát maát ñi chuû yeáu laø do caùc quaù trình :

+ Phaân raõ töï nhieân cuûa caùc chaát phoùng xaï.

+ Thöïc vaät haáp thu caùc nguyeân toá phoùng xaï.

+ Söï röûa troâi do nöôùc.

+ Söï thoaùt hôi vaø phaùt xaï vaøo khí quyeån.

Do vaäy, haàu heát phoùng xaï trong ñaát caùt bò nhoát trong phaân maûnh cuûa caùc

khoaùng chaát naëng. Ñieàu naøy giaûi thích taïi sao hoaït ñoä phoùng xaï trong ñaát seùt cao

hôn trong caùc loaïi ñaát khaùc bôûi vì chuùng beàn vöõng hôn vaø ñaát seùt laïi coù khaû naêng

18

haáp thuï raát lôùn ñoái vôùi kali, uranium, thorium cuøng caùc nguyeân toá khaùc vaø chaát

huyeàn phuø daïng keo.

Ngoaøi ra coøn coù moät löôïng phoùng xaï töø khí quyeån ñi vaøo ñaát bao goàm caû

buïi vuõ truï. Nhöng löôïng tích tuï naøy khoâng ñaùng keå so vôùi toång löôïng phoùng xaï

trong ñaát.

1.3.1.2 Moät soá ñoàng vò phoùng xaï töï nhieân trong ñaát

Phaàn lôùn phoùng xaï trong töï nhieân thuoäc ba hoï phoùng xaï khôûi ñaàu töø caùc

nhaân meï soáng laâu nhö: 238U, 235U vaø 232Th.

Uranium laø chaát ít tan nhöng coù khaû naêng tham gia taïo phöùc chaát hoøa tan,

hôïp chaát cuûa uranium tan raát toát trong axít sunfuaric (H2SO4). Trong töï nhieân

Uranium coù ba ñoàng vò laø 238U, 235U, 234U vôùi ñoä phoå caäp töông öùng laø 99,28%;

0,72% vaø 0,0057%, trong ñoù 235U laø moät nguoàn nguyeân lieäu haït nhaân quan troïng

luoân ñi keøm vôùi 238U. Uranium phaân taùn roäng khaép trong töï nhieân, coù nhieàu trong

ñaù, hoøa tan vaøo nöôùc bieån vaø haáp thuï vaøo ñaát cuøng vôùi caùc khoaùng vaät. Ngöôøi ta

öôùc tính toång haøm löôïng Uranium ôû lôùp treân cuøng cuûa voû traùi ñaát côõ treân 1015

taán, haøm löôïng cuûa Uranium trong nöôùc bieån côõ 10-6 g/lít vaø haøm löôïng trung

bình trong voû traùi ñaát côõ 4.10-4 %.

Thorium phaân taùn roäng treân voû traùi ñaát, haøm löôïng trong lôùp treân cuøng

khoaûng 1,2.10-5%. Trong khi ñoù haøm löôïng trung bình cuûa chì khoaûng 1,6.10-5%

neân ñoä giaøu cuûa Thorium töông ñöông vôùi chì, do vaäy noù khoâng ñöôïc xem laø moät

nguyeân toá hieám. Thorium coù saùu ñoàng vò trong töï nhieân nhöng 232Th phaân taùn

roäng hôn caû. Moät gram Thorium phaùt ra 1,4.103 haït alpha/giaây. Tuy noù khoâng töï

phaân chia döôùi taùc ñoäng cuûa neutron chaäm nhöng noù coù khaû naêng phaân chia ñoàng

vò 233U , noù laø moät ñoàng vò ñaày trieån voïng ñoái vôùi ngaønh coâng nghieäp nguyeân töû.

19

Haøm löôïng Thorium coù xu höôùng gia taêng daàn trong caùc lôùp beà maët, ñoù laø do caùc

khoaùng chaát chöùa Thorium coù ñoä hoøa tan cöïc kyø thaáp. Do ñoù keát quaû theo sau

caùc quaù trình phong hoùa laø caùc thaønh phaàn khaùc nhau cuûa ñaát bò phaân huûy ôû möùc

ñoä raát lôùn trong khi caùc khoaùng chaát Thorium phaân huûy ôû möùc ñoä thaáp hôn, vì

vaäy maø Thorium ôû caùc lôùp beà maët ñöôïc laøm giaøu.

Kali laø kim loaïi kieàm, coù ba ñoàng vò, nhöng chæ coù 40K laø coù tính phoùng xaï

vôùi ñoä phoå caäp 0,0117% vaø thôøi gian baùn raõ T1/2 = 1,28.109 naêm. 40K vaø con chaùu

cuûa noù 40Ar coù moái lieân heä chaët cheõ vôùi nhau khi chuùng cuøng toàn taïi trong

khoaùng vaät, tyû soá 40Ar/40K baèng 1,4 laø khoâng ñoåi, ñaây laø cô sôû cuûa phöông phaùp

xaùc ñònh nieân ñaïi ñòa chaát cuûa ñaù. Trong lôùp beà maët cuûa voû traùi ñaát, kali coù haøm

löôïng cao trong ñaù magma, haøm löôïng trong ñaát seùt vaø ñaù phieán côõ 6,5%. Hoaït

ñoäng cuûa nöôùc vaø cacbon dioxide laøm cho kali trong ñaù ngaàm daàn daàn bò hoøa tan

vaø ñöôïc caùc doøng nöôùc mang ra bieån, moät phaàn khaùc löu laïi trong ñaát. Phaàn lôùn

kali trong ñaát toàn taïi döôùi daïng muoái tan coù trong silicate vaø aluminosilicate. Caùc

muoái naøy phaân bieät thaønh hai loaïi laø kali ñaõ qua quaù trình trao ñoåi chaát giöõa thöïc

vaät vôùi ñaát vaø kali khoâng trao ñoåi chaát.

20

Baûng 1.3: Caùc ñoàng vò phoùng xaï chính trong moâi tröôøng ñaát

Khoái löôïng nhaân phoùng Hoaït ñoä ñöôïc tìm thaáy Nhaân Hoaït ñoä xaï trong ñaát

Uran 25 Bq/kg 2200 kg 31 GBq

Thori 40 Bq/kg 12000 kg 52 GBq

Kali 40 140 Bq/kg 12000 kg 500 GBq

Radi 400 Bq/kg 2000 kg 63 GBq

11 g Radon 10 kBq/m3 7,4 GBq

(ñaát)

>653 GBq Toång coäng

1.3.2 Phoùng xaï nhaân taïo

Caùc ñoàng vò phoùng xaï nhaân taïo thöôøng ñöôïc tìm thaáy trong ñaát laø 137Cs coù töø

caùc vuï thöû vuõ khí haït nhaân vaø söï coá Chernobyl. Ngoaøi ra trong ñaát coøn coù 90Sr

sinh ra do söï phaân haïch cuûa Uranium vaø Thorium sinh ra töø caùc vuï noå haït nhaân.

Qua khaûo saùt treân caùc loaïi ñaát khaùc nhau, ngöôøi ta thaáy raèng Strontium vaø

Cesium töø nguoàn nhaân taïo coù haøm löôïng lôùn gaáp haøng trieäu laàn so vôùi haøm löôïng

cuûa chuùng coù nguoàn goác töï nhieân, vì theá chuùng ñaõ goùp phaàn ñaùng keå vaøo söï

nhieãm baån phoùng xaï trong ñaát.

21

Chöông 2

GIÔÙI THIEÄU ÑAÀU DOØ HPGe

2.1 GIÔÙI THIEÄU CHUNG VEÀ CAÙC LOAÏI ÑAÀU DOØ ÑÖÔÏC SAÛN XUAÁT BÔÛI

HAÕNG CANBERRA.

Trong nghieân cöùu cô baûn laãn vaät lyù öùng duïng hieän nay thöôøng söû duïng roäng

raõi ñaàu doø germanium. Ñaây laø loaïi ñaàu doø ghi nhaän tia gamma coù ñoä phaân giaûi

cao, naêng löôïng cuûa tia Gamma hoaëc Beâta coù theå ñöôïc ño vôùi ñoä phaân giaûi ñaït

ñeán 0,1%.

Caùc ñaàu doø Germanium coù caáu taïo beân trong goàm caùc dioát baùn daãn coù caáu

truùc P-I-N, trong ñoù vuøng I laø vuøng nhaïy vôùi böùc xaï ioân hoùa ñaëc bieät laø tia X vaø

tia Gamma. Döôùi ñieän aùp ngöôïc vuøng ngheøo I ñöôïc môû roäng, khi caùc photon

töông taùc vôùi moâi tröôøng vaät chaát beân trong vuøng ngheøo cuûa ñaàu doø caùc electron

hoaëc caùc loã troáng ñöôïc taïo ra vaø döôùi taùc duïng cuûa ñieän tröôøng chuùng di chuyeån

nhanh choùng veà caùc cöïc P vaø N (phaân cöïc). Ñoäng naêng caùc haït mang ñieän naøy tæ

leä vôùi naêng löôïng cuûa photon tôùi bò maát ñi khi töông taùc (thoâng qua caùc hieäu öùng

quang ñieän, Compton, taïo caëp) vôùi vaät chaát trong ñaàu doø, tín hieäu ñöôïc taïo ra laø

söï ion hoaù cuûa caùc electron ñöôcï chuyeån thaønh xung ñieän bôûi boä tieàn khueách ñaïi

nhaïy ñieän.

Tinh theå Ge (trong ñaàu doø) phaûi ñöôïc laøm laïnh ñeå laøm giaûm söï sinh nhieät cuûa

caùc haït mang ñieän, neáu khoâng doøng roø seõ gaây ra taïp aâm phaù huûy ñoä phaân giaûi

cuûa ñaàu doø. Chaát laøm laïnh ñöôïc söû duïng chuû yeáu laø nitô loûng vôùi nhieät ñoä laøm

laïnh laø 770K.

22

Caùc loaïi moâ hình ñaàu doø.

Chuùng ta coù 7 loaïi moâ hình ñaàu doø:

1. Ñaàu doø Ge naêng löôïng sieâu thaáp (ultra-LEGe).

2. Ñaàu doø Ge naêng löôïng thaáp (LEGe).

3. Ñaàu doø Ge ñoàng truïc.

4. Ñaàu doø Ge naêng löôïng roäng (BEGe).

5. Ñaàu doø Ge phaïm vi môû roäng (XtRa).

6. Ñaàu doø Ge ñoàng truïc ñaûo cöïc (REGe).

7. Ñaàu doø Ge daïng gieáng.

Ôû ñaây chuùng ta quan taâm ñeán loaïi ñaàu doø ñoàng truïc (loaïi thöôøng vaø loaïi

2.1.1 Ñaàu doø Ge ñoàng truïc.

ñaûo cöïc).

Veà cô baûn ñaàu doø loaïi naøy laø moät khoái truï Ge vôùi moät lôùp tieáp xuùc loaïi n

treân beà maët ngoaøi vaø moät lôùp tieáp xuùc loaïi p treân beà maët trong cuûa gieáng hình

truï.

Tinh theå Ge coù möùc taïp chaát khoaûng1010 nguyeân töû/cm3 sao cho vôùi moät ñieän

aùp hôïp lyù thì vuøng ngheøo môû roäng toái ña veà hai cöïc. Taàm naêng löôïng höõu ích cuûa

ñaàu doø ñoàng truïc vaøo khoaûng töø 50KeV ñeán treân 10MeV

23

Lớp N+

L

Lớp P+

Hình 2.1: Tieát dieän ngang cuûa ñaàu doø Ge ñoàng truïc.

2.1.2 Ñaàu doø Ge ñoàng truïc ñaûo cöïc (REGe).

REGe coù daïng hình hoïc töông töï nhö ñaàu doø Ge ñoàng truïc qui öôùc nhöng coù

moät ñaëc ñieåm khaùc bieät quan troïng: ñieän cöïc loaïi p (nguyeân toá Bo) ñöôïc caáy ôû

phía beân ngoaøi coøn lôùp tieáp xuùc loaïi n (Lithium ñöôïc khueách taùn) thì ñöôïc caáy ôû

Lớp P+

Lớp N+

beân trong.

Hình 2.2: Tieát dieän ngang cuûa ñaàu doø Ge ñoàng truïc ñaûo cöïc.

Vieäc ñaûo cöïc naøy coù hai öu ñieåm laø: beà daøy cöûa soå vaø khaû naêng haïn cheá

nhöõng toån haïi do böùc xaï. Lôùp tieáp xuùc beân ngoaøi moûng cuøng vôùi cöûa soå ñieàu

laïnh moûng ñaõ môû roäng ñoä nhaïy naêng löôïng xuoáng khoaûng 5KeV. Caùc toån haïi do

böùc xaï chuû yeáu laø vì caùc neutron hoaëc caùc haït mang ñieän gaây ra vieäc baãy loã

24

troáng trong maïng tinh theå Ge. Tuy nhieân trong ñaàu doø Ge ñoàng truïc ñaûo cöïc caùc

loã troáng bò baét bôûi lôùp ñieän cöïc beân ngoaøi cuûa ñaàu doø, do loã troáng coù quaõng chaïy

trung bình ngaén hôn trong tröôøng hôïp noù bò huùt veà beân trong (so vôùi bò huùt ra beân

ngoaøi) neân döôøng nhö noù ít bò baét trong caùc vaät lieäu bò sai hoûng do böùc xaï.

Hieän nay coù hai loaïi ñaàu doø baùn daãn germanium thöôøng ñöôïc söû duïng laø laø:

1. Ñaàu doø germanium khueách taùn lithium hay coøn goïi laø ñaàu doø Ge(Li)

coù caáu taïo theo daïng ñoàng truïc qui öôùc

2. Ñaàu doø gemanium sieâu tinh khieát hay ñaàu doø HPGe (High Pure

Germanium detector) coù caáu taïo ñoàng truïc ñaûo cöïc.

Hai loaïi ñaàu doø naøy ñeàu coù ñoä nhaïy vaø ñoä phaân giaûi toát nhöng ñaàu doø Ge(Li)

coù moät khuyeát ñieåm laø noù khoâng oån ñònh trong moâi tröôøng nhieät ñoä phoøng bôûi vì

lôùp Lithium ñöôïc khueách taùn vaøo trong vuøng noäi seõ bò roø ræ ra khoûi ñaàu doø.

2.2 GIÔÙI THIEÄU ÑAÀU DOØ GEMANIUM SIEÂU TINH KHIEÁT HAY ÑAÀU DOØ

HPGE (HIGH PURE GERMANIUM DETECTOR) COÙ TAÏI BOÄ MOÂN VAÄT

LYÙ HAÏT NHAÂN.

2.2.1 Caáu hình cuûa ñaàu doø gemanium sieâu tinh khieát GC2018.

2.2.1.1 Caáu hình cuûa ñaàu doø:

- Tinh theå Ge ñöôøng kính ngoaøi 52 mm, chieàu cao 49,5 mm.

- Beân trong tinh theå coù moät hoác hình truï ñöôøng kính 7 mm, ñoä saâu cuûa hoác

laø 35 mm.

- Maët ngoaøi tinh theå laø lôùp tieáp xuùc loaïi n (lôùp Lithium) noái vôùi ñieän cöïc

döông.

25

- Maët trong hoác tinh theå laø lôùp tieáp xuùc loaïi p (lôùp Boron) noái vôùi ñieän cöïc

aâm.

- Ñaàu doø ñöôïc ñöïng trong moät hoäp kín baèng nhoâm vôùi beà daøy 1.5 mm.

- Caùc ñieän cöïc caùch ñieän baèng Teflon.

- Cöûa soå tinh theå (cryostat window) coù beà daøy 1.5 mm.

Hình 2.3: Caáu truùc ñaàu doø HPGe

2.2.1.2 Caùc thoâng soá kyõ thuaät cuûa ñaàu doø:

 Ñaàu doø GC2018

 Cryostat thaúng ñöùng 7500SL.

 Dewar 30 lít.

26

 Boä tieàn khueách ñaïi 2002C.



Hieäu suaát ghi danh ñònh 20% (chính xaùc laø 22.4%) so vôùi ñaàu doø nhaáp

nhaùy NaI (Tl) kích thöôùc 3” x 3” taïi vaïch naêng löôïng 1,332 MeV cuûa Co60.



Ñoä phaân giaûi naêng löôïng 1,8 keV taïi vaïch naêng löôïng 1,332 MeV cuûa

Co60.

 Tæ soá ñænh / Compton laø 50:1.

2.2.1.3 Sô ñoà caét doïc cuûa heä ñaàu doø_ buoàng chì_nguoàn:

Naép buoàng chì

30.5

Nguoàn

7.6 cm

11.3 cm

Thaønh buoàng chì

Hình 2.4: Sô ñoà caét doïc cuûa heä ñaàu doø - buoàng chì –nguoàn.

Thaønh phaàn cuûa buoàng chì goàm lôùp chì daøy khoaûng 11 cm, beân trong coù loùt 2

lôùp Cu vaø Sn vôùi beà daøy töông öùng laø 1,5 vaø 1 mm.

Bình laøm laïnh: Coù taùc duïng laøm giaûm nhieät töø ñetector, thieát keá ñaëc bieät ñeå

choáng taïp aâm cuõng nhö traùnh söï suy giaûm photon coù naêng löôïng thaáp. Hình beân

döôùi moâ taû chi tieát bình laøm laïnh.

27

Hình 2.5: Bình laøm laïnh

2.2.2 Caùc ñaëc tröng cuûa ñaàu doø baùn daãn Germanium

2.2.2.1 So saùnh hieäu suaát cuûa ñaàu doø loaïi n vaø loaïi p

Hieäu suaát ñænh naêng löôïng toaøn phaàn thöïc (intrinsic full energy peak

efficiency)

28

Ñieåm baát thöôøng cuûa ñöôøng cong hieäu suaát cuûa detector loaïi n

Söï khaùc nhau cuûa ñöôøng cong hieäu suaát ñænh naêng löôïng taïi khoaûng 120KeV

Hình 2.6: Hieäu suaát naêng löôïng toaøn phaàn thöïc cuûa detector ñoàng truïc

(loaïi n) vaø ñoàng truïc ñaûo cöïc (loaïi p).

Ôû phaàn naêng löôïng döôùi 120 KeV thì ñoái vôùi ñaàu doø loaïi n vaø loaïi p hieäu

suaát ñænh naêng löôïng toaøn phaàn noäi khaùc nhau: vì ñaây laø vuøng hieän töôïng quang

ñieän chieám öu theá, loaïi n ñaït hieäu suaát gaàn 100%, tuy nhieân vôùi loaïi p coù beà daøy

tieáp xuùc toát hôn ñaõ chaän haàu heát hieän töôïng naøy cho neân seõ coù hieäu suaát nhoû

hôn.

ÔÛ khoaûng giöõa 120 keV vaø 1 MeV, haàu heát caùc tia gamma vaãn coøn töông taùc

beân trong ñaàu doø, nhöng baây giôø moät soá seõ taùn xaï Compton vaø thoaùt ra hôn laø

ñoùng goùp vaøo ñænh naêng löôïng toaøn phaàn.

ÔÛ naêng löôïng treân 1 MeV, moät soá ñaùng keå caùc tia gamma tôùi coù theå ñi qua

ñaàu doø maø khoâng phaûi traûi qua baát kì töông taùc naøo, vaø hieäu suaát ñænh seõ giaûm

xuoáng nhanh choùng.

Taïi naêng löôïng lieân keát lôùp K cuûa Germanium ôû 11 keV ñaàu doø loaïi n coù söï

baát thöôøng, ñoái vôùi caùc naêng löôïng chæ hôi cao hôn giaù trò naøy tia gamma tôùi bò

haáp thuï maïnh maø khoâng caàn xaâm nhaäp saâu hôn vaøo beân trong beà maët ñaàu doø.

29

Neáu tia X ñaëc tröng cuûa lôùp K thoaùt ra beân ngoaøi, noù seõ khoâng ñoùng goùp vaøo

ñænh naêng löôïng toaøn phaàn. Ñoái vôùi caùc naêng löôïng tia gamma tôùi hôi thaáp hôn,

söï haáp thuï cuûa lôùp K khoâng coù khaû naêng xaûy ra vaø töông taùc ôû lôùp L seõ chieám öu

theá. Baây giôø tia gamma tôùi seõ phaûi ñi saâu vaøo trong ñaàu doø, ñoàng thôøi naêng

löôïng cuûa tia X huyønh quang L seõ thaáp hôn, daãn tôùi söï giaûm xaùc suaát cuûa vieäc

thoaùt.

2.2.2.2 Ñoä phaân giaûi naêng löôïng (energy resolution)

Ñoä phaân giaûi cuûa ñaàu doø Germanium khaù toát giuùp:

 Nhaän bieát caùc ñænh keà nhau.

 Ghi nhaän ñöôïc caùc nguoàn yeáu coù naêng löôïng rieâng bieät khi noù naèm

choàng leân mieàn lieân tuïc.

 Taïo neân caùc ñænh naêng löôïng heïp vaø cao maø noù coù theå nhoâ leân cao

so vôùi vuøng nhieãu thoáng keâ cuûa mieàn lieân tuïc.

Hình 2.7: Phoå cuûa nguoàn phoùng xaï Co-60 ñöôïc ño bôûi ñaàu doø nhaáp nhaùy

NaI(Tl) vaø ñaàu doø HPGe

30

 Caùc ñaàu doø germanium coù öu ñieåm roõ nhaát trong phaân tích caùc phoå

gamma coù nhieàu ñænh.

2.2.2.3 Tæ soá ñænh / Compton (peak / Compton ratio)

Ñaàu doø Ge coù ñoä phaân giaûi toát ñaõ cho ta daïng chính xaùc cuûa phaàn dieän

tích döôùi ñænh, tuy vaäy phaàn ñuoâi ôû phía naêng löôïng thaáp coù nhieàu khaùc bieät,

phaàn ñuoâi naøy coù theå xuaát hieän do: söï thu gom ñieän tích khoâng hoaøn toaøn trong

moät soá vuøng cuûa ñaàu doø, aûnh höôûng phoâng, hoaëc do caùc electron thöù caáp vaø böùc

xaï haõm (bremsstrahlung) trong vuøng theå tích hoaït ñoäng. Ñaëc tröng cuûa phaàn ñuoâi

cuûa moät ñaàu doø ñöôïc khaûo saùt khi ñöa ra tæ leä beà roäng toaøn phaàn ôû moät phaàn

möôøi chieàu cao (full width at one-tenth maxium – FW.1M) vaø beà roäng moät nöûa

chieàu cao (full width at half maximum – FWHM) cuûa ñænh naêng löôïng toaøn

phaàn, ñaàu doø toát coù tæ leä naøy nhoû hôn 2.

Beân caïnh ñoù phaàn naêng löôïng cuûa photon khoâng ñöôïc haáp thuï trong

detector ñaõ taïo ra vuøng taùn xaï Compton treân phoå (löng Compton treân phoå) vaø

nhö vaäy thì chæ coù moät phaàn naêng löôïng cuûa noù ñöôïc ghi. Tæ soá cuûa ñænh naêng

löôïng toaøn phaàn treân löng Compton ñöôïc goïi laø tæ soá ñænh / Compton (peak-to-

Compton hay P/C ratio). Ñoái vôùi moät ñaàu doø HPGe tieâu bieåu, tæ soá ñænh /

Compton thoâng thöôøng naèm trong khoaûng giöõa 40:1 vaø 60:1 ñoái vôùi ñænh naêng

löôïng 1,33 MeV cuûa Co-60. Caùc ñaàu doø coù kích thöôùc lôùn coù theå ñaït ñöôïc tæ soá

ñænh / Compton gaàn 100:1.

2.2.2.4 Hieäu suaát cuûa ñaàu doø germanium sieâu tinh khieát (HPGe)

Baèng caùch söû duïng caùc nguoàn chuaån (nguoàn ñaõ bieát tröôùc hoaït ñoä) chuùng

ta xaây döïng ñöôøng cong hieäu suaát, vaø caùc vaán ñeà caàn quan taâm nhö hoaït ñoä

31

nguoàn taïi thôøi ñieåm hieän taïi, naêng löôïng nguoàn… ñöôïc giaûi quyeát. Hieäu suaát cuûa

ñaàu doø chòu aûnh höôûng cuûa caùc nhaân toá sau:

 Kieåu ñaàu doø.

 Kích thöôùc vaø daïng ñaàu doø

 Khoaûng caùch töø ñaàu doø tôùi nguoàn

 Loaïi ñoàng vò phoùng xaï vaø kieåu böùc xaï ñöôïc ño (alpha, beta, gamma

vaø naêng löôïng cuûa chuùng)

 Taùn xaï ngöôïc cuûa böùc xaï tôùi ñaàu doø

 Söï haáp thuï böùc xaï tröôùc khi noù ñeán ñuôïc ñaàu doø ( bôûi khoâng khí vaø

lôùp voû boïc ñaàu doø)

Döïa vaøo ñöôøng cong hieäu suaát ta coù theå noäi suy hay ngoaïi suy hieäu suaát

ghi cuûa töøng nguoàn khaùc nhau.

Chuùng ta coù theå chia hieäu suaát cuûa ñaàu doø thaønh caùc loaïi: hieäu suaát tuyeät

ñoái vaø hieäu suaát noäi; theo söï kieän ta coù hieäu suaát toaøn phaàn vaø hieäu suaát ñænh:

Soá xung nhaän ñöôïc

 Hieäu suaát tuyeät ñoái (absolute efficiency):

abs =

Soá böùc xaïphaùt ra bôûi nguoàn

(2.1)

Soá xung nhaän ñöôïc

 Hieäu suaát noäi (intrinsic efficiency):

int =

Soá böùc xaïñeán ñöôïc daàu doø

(2.2)

32



Ñoái vôùi nguoàn ñaúng höôùng, hai hieäu suaát naøy lieân heä vôùi nhau moät caùch

;(  : goùc khoái ñöôïc nhìn töø vò trí cuûa nguoàn). ñôn giaûn nhö sau:

  /4  abs int

abs vì söï phuï thuoäc nhoû hôn cuûa noù vaøo hình

Ta thöôøng söû duïng int hôn laø

hoïc. Hieäu suaát noäi cuûa ñaàu doø chæ phuï thuoäc chuû yeáu vaøo vaät lieäu ñaàu doø, naêng

löôïng böùc xaï, ñoä daøy vaät lyù cuûa ñaàu doø theo chieàu cuûa böùc xaï tôùi vaø khoaûng

caùch giöõa nguoàn vôùi ñaàu doø.

 Hieäu suaát toaøn phaàn (total efficiency) total : laø hieäu suaát trong tröôøng hôïp taát

caû caùc töông taùc, khoâng quan taâm ñeán naêng löôïng, bieân ñoä ñeàu xem nhö laø ñöôïc

ghi nhaän.

 Hieäu suaát ñænh (peak efficiency) peak : ñöôïc tính cho nhöõng töông taùc maø

laøm maát toaøn boä naêng löôïng cuûa böùc xaï tôùi, khoâng xeùt ñeán caùc aûnh höôûng phuï

laøm maát ñi moät phaàn naêng löôïng böùc xaï tôùi.



peak

r





total

Tæ soá ñænh-toaøn phaàn (peak-total ratio) r:

(2.3)

peak hôn

total vì noù seõ loaïi boû ñöôïc caùc hieän töôïng gaây

Thöôøng duøng

ra do caùc hieäu öùng nhieãu chaúng haïn nhö taùn xaï töø caùc vaät theå xung quanh hay

nhieãu loaïn.

Do ñoù hieäu suaát ñænh noäi (intrinsic peak efficiency) laø hieäu suaát coù nhieàu

öu ñieåm söû duïng nhaát.

Coù nhieàu loaïi hieäu suaát vaø caùc khoù khaên cuûa noù khi xaùc ñònh, vì vaäy caùc

nhaø saûn xuaát ñaàu doø ñaõ ñöa ra caùch moâ taû hieäu suaát ñænh töông ñoái so vôùi hieäu

33

suaát ñænh cuûa tinh theå nhaáp nhaùy NaI (Tl) kích thöôùc 3” x 3”. Thöôøng söû duïng

ñænh quang ñieän 1.333 MeV töø nguoàn Co60 vôùi khoaûng caùch ño laø 25cm ñeå xaùc

ñònh hieäu suaát. Tuy vaäy, chæ coù dieän tích ñænh quang ñieän cuûa germanium coù theå

ñöôïc ño tröïc tieáp, coøn giaù trò hieäu suaát cuûa ñaàu doø NaI(Tl) ñöôïc tính baèng caùch

söû duïng moät nguoàn chuaån vaø baèng caùch giaû söû moät hieäu suaát ñænh tuyeät ñoái coù

giaù trò 1.2x10-3.

Moät quy luaät xaáp xæ (khoâng chính thöùc) cho ñaàu doø germanium ñoàng truïc

laø tæ leä hieäu suaát döôùi daïng phaàn traêm ñöôïc tính baèng caùch laáy theå tích ñaàu doø

(cm3) chia cho heä soá 5.

Tæ leä hieäu suaát töông ñoái cuûa ñaàu doø germanium sieâu tinh khieát khi chuùng

ñöôïc giôùi thieäu laàn ñaàu tieân trong thaäp kæ 60 laø vaøi phaàn traêm nhöng baây giôø ñaõ

leân tôùi 200% ñoái vôùi ñaàu doø lôùn nhaát hieän nay. Nhöõng phaùt trieån trong töông lai

chaúng haïn nhö caùc kó thuaät cheá taïo tinh theå vaãn ñang ñöôïc tieáp tuïc nhaèm taïo ra

nhöõng ñaàu doø coù hieäu suaát cao hôn nöõa.

34

Chương 3

CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XAÙC ÑÒNH HOAÏT ÑOÄ CAÙC

ÑOÀNG VÒ PHOÙNG XAÏ

3.1 PHÖÔNG PHAÙP TÖÔNG ÑOÁI.

Phöông phaùp töông ñoái döïa treân söï so saùnh hoaït ñoä cuûa moät ñoàng vò caàn xaùc

ñònh vôùi hoaït ñoä cuûa noù trong maãu chuaån, vì vaäy trong khi choïn maãu chuaån caàn

phaûi ñaûm baûo matrix cuûa maãu phaân tích vaø maãu chuaån laø gioáng nhau. Maãu

chuaån ñöôïc taïo ra baèng caùch theâm vaøo moät löôïng ñaõ bieát cuûa ñoàng vò laøm chuaån

vaøo chaát neàn khoâng hoaït tính phoùng xaï coù thaønh phaàn gioáng nhö maãu phaân tích.

Coù nhieàu phöông phaùp chuaån bò nguoàn chuaån nhö phöông phaùp hoùa hoïc,

phöông phaùp cô hoïc. Caû hai phöông phaùp naøy ñeàu phaûi ñaûm baûo caùc yeâu caàu

sau:

- Chaát lieäu neàn phaûi saïch phoùng xaï.

- Hoaït ñoä caùc ñoàng vò cuûa maãu chuaån xaáp xæ vôùi hoaït ñoä trong maãu phaân

tích.

- Caùc ñoàng vò chuaån phaân boá ñeàu trong neàn.

Tieän lôïi hôn caû laø söû duïng caùc maãu chuaån töông ñoàng do caùc Nhaø chuyeân saûn

xuaát maãu chuaån cung caáp.

)

(



0 6 9 3

.



t c T

c

t m 1 2 /

e

Hoaït ñoä rieâng cuûa maãu phaân tích ñöôïc tính theo maãu chuaån nhö sau:

. S m m . S m c

m

(3.1) Am=Ac

35

Trong ñoù :

Am, Ac: Hoaït ñoä rieâng cuûa maãu phaân tích vaø maãu chuaån töông öùng

(Bq/kg).

mm, mc: Khoái löôïng maãu phaân tích vaø maãu chuaån töông öùng (kg).

Sm, Sc: Dieän tích ñænh ñaõ tröø phoâng cuûa tia gamma trong maãu phaân tích

vaø maãu chuaån töông öùng (xung/s).

tc - tm: Khoaûng thôøi gian giöõa luùc ño chuaån vaø ño maãu (s).

Laø phöông phaùp xaùc ñònh hoaït ñoä chuû yeáu döïa vaøo hieäu suaát ghi böùc xaï phaùt ra töø

maãu chuaån cuûa detector. Phöông phaùp naøy ñoøi hoûi phaûi ño cöôøng ñoä phoùng xaï tuyeät ñoái

vaø phaûi söû duïng caùc soá lieäu haït nhaân cuõng nhö thöïc nghieäm.

Hoaït ñoä rieâng (Bq/kg) cuûa ñoàng vò phoùng xaï caàn phaân tích taïi thôøi ñieåm ño maãu laø:

A



3.2 PHÖÔNG PHAÙP TUYEÄT ÑOÁI.

t

103 . S . . . f m 

(3.2)

Trong ñoù:

m: khoái löôïng maãu caàn phaân tích (g).

S: dieän tích ñænh cuûa tia gamma ôû naêng löôïng E (xung toång soá trong

thôøi gian ño).

f : hieäu suaát phaùt cuûa tia gamma taïi naêng löôïng ñænh ñang xeùt.

: hieäu suaát ghi tuyeät ñoái.

t: thôøi gian ño maãu (s).

3.3 SAI SOÁ.

36

Sai soá chuû yeáu aûnh höôûng ñeán keát quaû ño laø sai soá thoáng keâ cuûa caùc quaù trình

vi moâ. Coù theå giaûm sai soá naøy baèng caùch taêng thôøi gian ño. Ví duï, neáu thôøi gian

ño taêng n laàn, sai soá thoáng keâ seõ giaûm n laàn. Sai soá soá ñeám cuûa moät ñænh naøo



s

+ I B S

ñoù trong phoå ñöôïc tính theo coâng thöùc:

(3

Trong ñoù:

S: soá ñeám thaät cuûa ñænh ñang xeùt.

B: soá ñeám cuûa phoâng taïi vò trí ñænh.

I: soá ñeám toång coäng, keå caû phoâng.

Ñeå giaûm sai soá naøy, ngöôøi ta phaân tích taát caû caùc ñænh thu ñöôïc trong phoå cuûa

n

ñoàng vò caàn phaân tích. Khi ñoù, sai soá ñeám toång cuûa ñoàng vò laø:



2  S i n

i

1 



 cn

n

(3.4)

Trong ñoù :

Si : sai soá soá ñeám cuûa ñænh thöù i.

n: soá ñænh ño ñöôïc cuûa ñoàng vò.

cn: sai soá hoaït ñoä trung bình cuûa ñoàng vò.

Trong thöïc nghieäm, caùc ñænh ñaëc tröng cho ñoàng vò thöôøng ñöôïc choïn trong

daûi naêng löôïng töø 100 KeV ñeán 2000 KeV vôùi caùc lyù do sau:

37

- ÔÛ vuøng naêng löôïng thaáp, neàn phoâng khaù cao do ñoùng goùp cuûa hieäu

öùng Compton, taùn xaï ngöôïc, nhieãu ñieän töû. Ngoaøi ra, vieäc xaùc ñònh ñænh caøng

khoù khaên do choàng chaäp vôùi caùc ñænh tia X, taïo caëp.

- ÔÛ vuøng naêng löôïng cao, hieäu suaát ghi cuûa heä ño thaáp, sai soá ño taêng

cao.

Ñeå coù theå phaùt hieän ñöôïc nhieàu ñænh, ngöôøi ta giaûm tieâu chuaån veà giôùi haïn

phaùt hieän ñænh. Tuy nhieân, giôùi haïn naøy caøng taêng, ñoä tin caäy cuûa pheùp xaùc ñònh

ñænh caøng giaûm. Ví duï, choïn giôùi haïn doø theo qui taéc 1 thì ñoä tin caäy laø 68%;

hoaëc choïn theo qui taéc 2 thì ñoä tin caäy laø 95%.

3.4 PHÖÔNG PHAÙP CHUAÅN ÑÔN NGUYEÂN TOÁ.

Phöông phaùp naøy ñöôïc xaây döïng treân cô sôû khai thaùc nhöõng öu ñieåm vaø khaéc

phuïc moät soá nhöôïc ñieåm cuûa hai phöông phaùp treân. Nguyeân lyù cuûa phöông phaùp

chuaån ñôn nguyeân toá laø söû duïng moät nguyeân toá thích hôïp laøm chuaån (goïi laø

nguyeân toá chuaån) cho nhieàu nguyeân toá. Vieäc xaùc ñònh haøm löôïng döïa treân cô sôû

so saùnh hoaït ñoä phoùng xaï cuûa nguyeân toá caàn phaân tích vôùi hoaït ñoä cuûa nguyeân toá

chuaån.

Trong phöông phaùp chuaån ñôn nguyeân toá, keát quaû phaân tích ñöôïc tính toaùn

döïa vaøo tyû soá hoaït ñoä phoùng xaï cuûa hai ñoàng vò trong cuøng moät maãu neân sai soá

do hieäu öùng töï chaén, hieäu öùng töï haáp thuï, hieäu öùng thôøi gian cheát vaø hieäu öùng

choàng chaäp xung coù theå boû qua. Tuy nhieân, nguyeân toá ñöôïc ñöa vaøo trong maãu

laøm chuaån phaûi thoûa maõn yeâu caàu nguyeân toá ñoù khoâng coù maët trong maãu.

38

3.5 CAÙC PHÖÔNG PHAÙP PHAÂN TÍCH PHOÙNG XAÏ.

Coù nhieàu phöông phaùp phaân tích phoùng xaï nhö: phöông phaùp hoùa phoùng xaï,

phöông phaùp ño phoå alpha, nhaáp nhaùy loûng, nhieät huyønh quang vaø khoái phoå keá,

phöông phaùp kích hoaït neutron, phöông phaùp ño phoå gamma phoâng thaáp.

- Phöông phaùp hoùa phoùng xaï thì ñöôïc duøng ñeå xaùc ñònh cho caùc nguoàn

alpha, beâta vaø caùc ñoàng vò phoùng xaï töï nhieân döôùi möùc 103pg/g.

- Phöông phaùp kích hoaït neutron thì duøng ñeå phaân tích caùc ñoàng vò

phoùng xaï töï nhieân nhöng khoâng thuaän lôïi vì caàn phaûi coù nguoàn neutron (loø phaûn

öùng haït nhaân, maùy phaùt neutron, nguoàn neutron ñoàng vò).

- Phöông phaùp ño alpha toång vaø beâta toång thì chæ cho pheùp xaùc ñònh moät

caùch ñònh löôïng maø khoâng cho pheùp xaùc ñònh moät caùch ñònh tính caùc nhaân phoùng

xaï quan taâm trong maãu caàn ño.

- Phöông phaùp ño phoå gamma phoâng thaáp coù khaû naêng ño tröïc tieáp caùc

tia gamma do caùc ñoàng vò trong maãu phaùt ra maø khoâng caàn taùch caùc nhaân phoùng

xaï ra khoûi chaát neàn cuûa maãu, giuùp ta xaùc ñònh moät caùch ñònh tính vaø ñònh löôïng

caùc nhaân phoùng xaï trong maãu.

39

Chöông 4

THÖÏC NGHIEÄM

4.1 XAÂY DÖÏNG QUY TRÌNH TAÏO MAÃU CHUAÅN

4.1.1 cheá taïo duïng cuï laøm maãu:

Caùc duïng cuï duøng trong quy trình laøm maãu ñeàu phaûi ñöôïc chaø röûa saïch baèng

nöôùc saïch, phôi khoâ, sau ñoù coï röûa laàn hai vôùi nöôùc caát ñeå ngaên ngöøa söï nhieãm

baån.

1. Maùy troän maãu : ñeå ñaûm baûo maãu pha ñöôïc ñoàng ñeàu, caùc maãu ñöôïc

troän baèng maùy troän ñöôïc thieát keá nhö sau :

a) Motor : söû duïng motor quaït baøn vaø ba baùnh raêng truyeàn ñoäng nhiều

cấp (nhiều nhóm truyền tạo thành từ các cặp bánh răng, có tỉ số truyền

khác nhau), noái vôùi khung quay bôûi moät truïc. Motor coù 2 möùc ñeå

ñieàu chænh vaän toác khung quay (vôùi khoái löôïng thuøng ñöïng maãu laø 1

kg) : möùc 1 :35 voøng/phuùt vaø möùc 2 :40 voøng/phuùt.

b) Khung quay: Hình chöõ nhaät loàng phía ngoaøi thuøng ñöïng maãu troän

hình truï theo daïng truïc quay cuûa khung truøng vôùi truïc xieân cuûa

thuøng, coù theå gia coá theâm baèng daây buoäc.

c) Thuøng ñöïng maãu : loaïi thuøng nhöïa 10lít coù baùn treân thò tröôøng.

2. Hoäp ñöïng maãu : caùc hoäp 3π do taùc giaû laøm thuû coâng theo chuaån cuûa

IAEA vôùi kích côõ chi tieát vaø hình nhö sau :

40

Bảng 4.1: Kích thước hộp mẫu 3π

Kích thöôùc hoäp ñöïng maãu 3π

chieàu-cao-max 13 cm

ñöôøng-kính-max 11.8 cm

chieàu-cao-gieáng 6.8 cm

ñöôøng-kính gieáng 8 cm

khoái-löôïng-maãu 830 g

chieàu-cao-maãu 9.8 cm

Kích-thöôùc-haït 76 µm

Hình 4.1: Hộp mẫu 3π

caùc hoäp 2 π coù kích thöôùc nhö sau :

41

Bảng 4.2: Kích thước hộp mẫu 2π

Kích thöôùc hoäp 2π

ñöôøng-kính 7.64 cm

chieàu-cao 4.77 cm

chieàu-cao-maãu 3.5 cm

khoái-löôïng-maãu 207 g

7.64 cm

4.77 cm

Hình 4.2: Hộp mẫu 2π

4.1.2. Gia coâng chaát neàn

Chaát neàn ñöôïc laøm baèng ñaù bazan ñöôïc laáy töø röøng Caùt Tieân. Lyù do laø chuùng

coù phoâng phoùng xaï töï nhieân thaáp. Ñaù sau khi laáy veà röûa saïch ñeå traùnh nhieãm

baån thì ñöôïc ñem ñi nghieàn taïi Lieân ñoaøn ñòa chaát 6 ñeå coù kích côõ haït laø 76 µm.

Ñeå traùnh sai soá do ñoä aåm lôùn, boät ñaù bazan ñöôïc saáy baèng ñeøn hoàng ngoaïi taïi

phoøng thí nghieäm boä moân.

42

4.1.3. Quy trình laøm maãu

Vieäc cheá taïo maãu chuaån ñöôïc thöïc hieän theo quy trình trình baøy trong sô ñoà

sau ñaây :

Thu thập đá bazan Nghiền thành bột Rây

Sấy khô

Xác định lượng

muối phóng xạ cần

Trộn mẫu

Đóng hộp Đo mẫu Kiểm tra độ đồng đều

1) Taïo maãu chuaån Uran :

Hoaït ñoä uran caàn cho maãu chuaån laø 450 bq/kg ta xaùc ñònh ñöôïc khoái löôïng

muoái uranyl-axetate caàn qua coâng thöùc : 1 ppm =12,355 (bq/kg) laø 64,90174 µg.

Do khoái löôïng muoái uranyl-axetate quaù nhoû neân ñeå maãu chuaån ñöôïc ñoàng

ñeàu ta aùp duïng theo quy trình sau :

Hoaø tan muoái uranyl-axetate baèng axit-acetic loaõng.

 Troän ñeàu dung dòch sau khi ñaõ hoaø tan hoaøn toaøn vaø 100g chaát neàn (boät ñaù

bazan).

 Saáy khoâ hoãn hôïp treân baèng ñeøn hoàng ngoaïi.

43

 Troän ñeàu 100g chaát neàn ñaõ troän muoái uranyl-acetate treân vaøo 200g chaát

neàn. Böôùc naøy ta cho vaøo maùy troän do caû hai ñeàu laø daïng boät, troän baèng tay

seõ khoâng ñaûm baûo ñoä ñoàng ñeàu maãu.

 Troän maãu 300 g maãu treân vaøo 600g chaát neàn, vaø cöù theá thöïc hieän cho ñeán

khi ta coù ñuû 1kg maãu ñaát vôùi hoaït ñoä 450 bq/kg.

 Ñem 1 kg maãu ñaát treân cho vaøo maùy troän vaø troän trong khoaûng thôøi gian

24 giôø.

 Caân laáy 830 g vaø boû vaøo hoäp ñöïng maãu.

 Laøm nhaün beà maët maãu ñaát trong hoäp ñöïng maãu ñeå traùnh sai soá hình hoïc.

Trong chuoãi phaân raõ cuûa 238U coù moät soá ñoàng vò phaùt nhieàu tia gamma vôùi

naêng löôïng thích hôïp ñeå ño nhöng khi ñoù phaûi chöùng minh söï caân baèng giöõa caùc

ñoàng vò naøy vôùi ñoàng vò 238U.

Hai ñoàng vò thöôøng ñöôïc söû duïng laø 214Pb (T1/2=26,8 phuùt) vaø 214Bi (T1/2=

19,9 phuùt). Ñoàng vò Pb phaùt caùc tia gamma naêng löôïng 241,9 keV (7,46%) ;

295,2 keV (19,2%) vaø 351,9 keV (37,1%). Coøn 214Bi phaùt caùc tia gamma naêng

löôïng 609,3 keV (46,1%) ; 786,4 keV (4,88%) ; 1120,4 keV (15,0%) vaø 1764,6

keV (15,9%). Trong thöïc teá ngöôøi ta thöôøng söû duïng caùc tia 295,3 keV ; 351,9

keV vaø 609,3 keV vì chuùng coù cöôøng ñoä lôùn.

Hai ñoàng vò 214Pb vaø 214Bi laø con chaùu cuûa 222Rn, laø khí trô vôùi thôøi gian baùn

Ra

Rn

Po

At

Rn

Pb

Bi













226 85

222 86

218 84

218 85

218 86

214 82

214 83

raõ 3,8 ngaøy. Baûn thaân 222Rn laø con cuûa ñoàng vò 226Ra theo sô ñoà phaân raõ sau :

Sau khi taïo thaønh töø ñoàng vò meï 226Ra thì 222Rn thoaùt ra moät phaàn do phaùt xaï,

do ñoù coù söï maát caân baèng giöõa 226Ra vaø Rn222 trong ñaát. Nhö vaäy hoaït ñoä cuûa

44

214Pb vaø 214Bi khoâng phaûi laø hoaït ñoä cuûa 226Ra. Ñeå giaûi quyeát vaán ñeà naøy, ngöôøi

ta duøng phöông phaùp nhoát maãu trong thôøi gian khoaûng 4 tuaàn nhaèm laäp laïi söï

caân baèng giöõa 226Ra vaø 222Rn.

2) Taïo maãu chuaån Kali :

Hoaït ñoä Kali caàn cho maãu chuaån laø 500 bq/kg ta xaùc ñònh ñöôïc khoái löôïng

muoái Kali-clorua caàn qua coâng thöùc : 1 ppm =0,0317 (bq/kg) laø 64,90174 µg.

Quy trình laøm maãu :

 Nghieàn muoái Kali-Clorua trong coái xay baèng ñaù maõ naõo cuûa maùy nghieàn

ôû Trung taâm haït nhaân Thaønh phoá Hoà Chí Minh, sau ñoù cho qua raây 63 µm.

 Do muoái Kali-Clorua deã huùt aåm neân ñeå haïn cheá sai soá khi caân, ta phaûi saáy

khoâ muoái Kali baèng ñeøn hoàng ngoaïi ñeå loaïi boû ñoä aåm hoaøn toaøn. Kieåm tra

baèng caùch : laáy moät khoái löôïng muoái Kali-Clorua xaùc ñònh, phôi döôùi ñeøn

hoàng ngoaïi. Sau ñoù ñem leân caân laïi nhieàu laàn, moãi laàn caùch nhau khoaûng 15

phuùt, neáu khoái löôïng muoái khi caân 3 laàn lieân tieáp nhau khoâng ñoåi hoaëc cheânh

leäch raát ít thì ñaït yeâu caàu. Töø löôïng Kali-Clorua ñaõ saáy khoâ naøy, ta caân laáy

64,90174 µg ñeå troän vaøo 100g chaát neàn (troän baèng maùy).

 Laáy 100g maãu treân ra, saáy khoâ, troän vaøo 200g chaát neàn. sôû dó ta phaûi saáy

khoâ tröôùc moãi laàn troän vì muoái Kali-Clorua deã huùt aåm, ñoä aåm seõ laøm cho vieäc

troän maãu khoâng hieäu quaû.

 Laëp laïi böôùc treân cho ñeán khi ta coù ñöôïc 1kg maãu vôùi hoaït ñoä Kali nhö ñaõ

ñònh. Ñem troän 1kg maãu ñoù 24 giôø ñeå maãu ñöôïc ñoàng ñeàu.

45

4.2 KEÁT QUAÛ VAØ BIEÄN LUAÄN

4.2.1 Xaùc ñònh phoâng neàn cuûa ñaù bazan :

Ñeå ñaùnh giaù sô boä neàn phoâng cuûa ñaù bazan, cho boät ñaù bazan ñaõ nghieàn vaøo

trong hoäp ñöïng maãu. Trong thí nghieäm cuï theå phoâng neàn seõ ñöôïc ño trong hình

hoïc maãu gioáng vôùi maãu caàn ño bao goàm daïng truï vaø 3 pi ñaõ trình baøy trong hình

4.1 vaø 4.2. ÔÛ ñaây chæ trình baøy keát quaû döïa treân hình hoïc maãu 3pi. Maãu neàn ñöôïc

ño trong 2 ngaøy treân heä phoå keá gamma phoâng thaáp ñaõ moâ taû trong 2.2. Sau ño

keát quaû ñöôïc xöû lyù treân phaàn meàm Genie 2k ñeå coù ñöôïc dieän tích ñænh taïi caùc

naêng löôïng quan taâm. Söû duïng chöông trình CalEff [ ] ñeå xaùc ñònh hieäu suaát cuûa

ñaàu doø taïi naêng löôïng töông öùng. Töø ñoù suy ra hoaït ñoä theo coâng thöùc (3.2). Keát

quaû ñöôïc cho trong baûng 4.3.

Ñoàng vò

E (keV)

S

t ño (ngaøy)

Hieäu suaát

Hoaït ñoä (Bq/Kg)

Hoaït ñoä (Bq/Kg)

Xaùc suaát phaùt

(Ñaù Bazan)

(Soil- 375)

Ra-226

Bi (609 keV)

13557

46% 0.0101

20.26

2

20

K-40

K (1460 keV)

29038

10.67% 0.0052

364.90

2

424

Cs-137

Cs (667keV)

Khoâng

Khoâng

5280

Th-232

Ac (911.6keV)

4880

2

27.70% 0.0075

16.47

20.5

0.0111 6

U-238

U (63 keV)

3434

2

4.49%

19.95

24.4

Baûng 4.3 :Keát quaû ño phoâng neàn cuûa boät ñaù bazan

Töø keát quaû treân cho thaáy ñaù bazan chöùa löôïng phoùng xaï töï nhieân töông ñoái

thaáp ñaëc bieät laø khoâng chöùa Cs-137 nhö maãu Soil-375.

46

4.2.2 Ñaùnh giaù ñoä ñoàng nhaát:

Ñaùnh giaù ñoä ñoàng nhaát laø khaâu quan troïng nhaát trong quaù trình ñaùnh giaù maãu

chuaån.

Ñoä ñoàng nhaát cuûa vaät lieäu maãu chuaån ñöôïc ñaëc tröng baèng tính khoâng ñoåi cuûa

hoaït ñoä caùc chaát phoùng xaï coù trong maãu.

Do ñieàu kieän haïn cheá cuûa phoøng thí nghieäm neân taùc giaû chæ ñaùnh giaù sô boä

vôùi hai maãu : moät cuûa Kali vaø moät cuûa Uran. Caùch ñaùnh giaù nhö sau :

 Töø toaøn boä khoái löôïng vaät lieäu chuaån caàn ñaùnh giaù ta trích laáy 3 maãu

con vaø gia coâng cho chuùng coù cuøng caáu hình nhö nhau (khoái löôïng, hoäp

ñöïng maãu, chieàu cao maãu).

 Ñem 3 maãu con naøy ñi ño vaø ñaùnh giaù toác ñoä ñeám giöõa chuùng.

4.2.2.1 Vôùi maãu chuaån Kali :

Gia coâng 3 maãu con vôùi caáu hình nhö sau : moãi maãu coù khoái löôïng 50 g

ñöôïc ñöïng trong hoäp ñöïng maãu daïng batri, chieàu cao maãu laø 1 cm. sau khi ño ta

ñöôïc baûng ñaùnh giaù nhö sau :

Baûng 4.4: Ñaùnh giaù ñoä ñoàng nhaát maãu Kali

thöû ñoàng ñeàu maõu Kali

toác ñoä ñeám ñoä leäch maãu Kali thôøi gian ño dieän tích ñænh toác ñoä ñeám trung bình ñoä leäch trung bình

0.000161 1 53040 2100 0.0395928

2 103219 4021 0.038956 0.0397537 0.000798 1.61%

4.2.2.2 vôùi maãu chuaån Uran :

3 15106 615 0.0407123 0.000959

47

Gia coâng 3 maãu con vôùi caáu hình nhö sau : moãi maãu coù khoái löôïng 150g ñöôïc

ñöïng trong hoäp ñöïng maãu daïng truï 2 nhö ñaõ ñöôïc moâ taû phía treân, chieàu cao

maãu laø 2,85cm. sau khi ñem ñi ño vaø phaân tích ta ñöôïc baûng soá lieäu sau :

Baûng 4.5: Toác ñoä ñeám cuûa moãi maãu Uran öùng vôùi töøng möùc naêng löôïng

Thöû ñoàng ñeàu maãu Uran

Maãu Uran Thôøi gian ño Naêng löôïng Dieän tích ñænh Toác ñoä ñeám

63.3 6818 0.039461362

1 172776.6

93 22460 0.129994455

63.3 7001 0.040520557

2 172776.5

93 23270 0.134682668

63.3 3001 0.040289175

3 74486.51

93 9601 0.128895823

Baûng 4.6: Ñaùnh giaù ñoä ñoàng nhaát maãu Uran

naêng löôïng toác ñoä ñeám trung bình ñoä leäch trung bình

63.3 0.040090365 1.05%

93 0.131190982 1.77%

Nhaän xeùt : Ñoä leäch trung bình cuûa toác ñoä ñeám vôùi caùc maãu Uran vaø Kali

treân caùc ñænh naêng löôïng ño ñöôïc laø nhoû hôn 2%. Do ñoù coù theå thaáy ñoä ñoàng

nhaát trong khaâu cheá taïo maãu nhö treân laø coù theå chaáp nhaän ñöôïc.

48

4.2.3 Kieåm chöùng phöông phaùp :

Ñeå kieåm chöùng quy trình cheá taïo maãu chuaån nhö treân, taùc giaû ñaõ laøm thöïc

nghieäm cheá taïo 3 maãu chuaån, trong ñoù maãu moät vaø hai coù hoaït ñoä laø 80 Bq/kg

vaø maãu ba coù hoaït ñoä laø 500 Bq/kg. Sau ñaây ta seõ coi maãu moät vaø hai laø maãu

chuaån ñeå tính hoaït ñoä cuûa maãu 3, söû duïng phöông phaùp tuyeät ñoái vaø töông ñoái.

Töø ñoù so saùnh keát quaû tính ñöôïc vôùi hoaït ñoä thöïc teá cuûa maãu caàn xaùc ñònh.

4.2.3.1 Phöông phaùp tuyeät ñoái:

Töø phöông trình (3.1) ta coù theå thaáy hieäu suaát ghi ñöôïc tính theo coâng

 

thöùc:

S TyA KU w

f

(5.1)

Aùp duïng coâng thöùc (5.1) ta coù ñöôïc keát quaû nhö 2 baûng sau:

Bảng 4.7: Hiệu suất ghi của mẫu 1 ứng với 2
ỉnh năng lượng 63.3 keV và 92.38

keV

maãu 1

hoaït ñoä(Bq/kg) ñænh naêng löôïng (keV) dieän tích ñænh hieäu suaát

80 63.3 4338.2738 0.99%

16919.27 3.01% 80 92.38

49

Bảng 4.8: Hiệu suất ghi của mẫu 2 ứng với 2
ỉnh năng lượng 63.3 keV và 92.38

keV

maãu 2

hoaït ñoä(Bq/kg) ñænh naêng löôïng (keV) dieän tích ñænh hieäu suaát

80 63.3 3031.82796 1.39%

9180.86 2.86% 80 92.38

Töø ñaây ta tính ra ñöôïc hoaït ñoä maãu caàn ño nhö baûng 4.9:

Baûng 4.9: Hoaït ñoä trung bình maãu ño tính töø phöông phaùp tuyeät ñoái

maãu ño 3

ñænh naêng löôïng (keV) dieän tích ñænh hieäu suaát trung bình hoaït ñoä maãu ño hoaït ñoä trung bình maãu

457.0166 63.3 14860.32506 1.19% 473.4548 489.8929 92.38 49799.80936 2.93%

Nhaän xeùt: hoaït ñoä cuûa maãu 3 tính ñöôïc töø phöông phaùp tuyeät ñoái coù ñoä leäch

so vôùi hoaït ñoä ta ñaõ pha laø 5.3%. ñoä leäch naøy laø coù theå chaáp nhaän ñöôïc.

)

(

4.2.3.2 phöông phaùp töông ñoái:

.0

693



c

mtct  T 2/1

e



A m

A c

tmS . . m c tmS . . mm

c

Aùp duïng coâng thöùc (3.4) :

Ta ñöôïc baûng keát quaû hoaït ñoä maãu ñöôïc xaùc ñònh theo phöông phaùp töông

ñoái nhö sau:

50

Baûng 4.10: Hoaït ñoä rieâng cuûa maãu phaân tích tính theo maãu 1:

thôøi gian ño maãu 1: t=172753.2(s) thôøi gian ño maãu phaân tích: t=86370.2(s)

ñænh naêng löôïng (keV) dieän tích maãu1 hoaït ñoä maãu phaân tích hoaït ñoä trung bình dieän tích maãu phaân tích

63.3 4338.2738 14860.32506 548.10405 509.5397543

92.38 16919.26782 49799.80936 470.9754586

Baûng 4.11: Hoaït ñoä rieâng cuûa maãu phaân tích tính theo maãu 2:

thôøi gian ño maãu 2: t=107649(s) thôøi gian ño maãu phaân tích: t=86370.2(s)

ñænh naêng löôïng (keV) dieän tích maãu2 hoaït ñoä maãu phaân tích hoaït ñoä trung bình dieän tích maãu phaân tích

63.3 3031.82796 14860.32506 488.7196681 514.7870543 92.38 9180.85952 49799.80936 540.8544405

Nhaän xeùt: hoaït ñoä cuûa maãu 3 tính ñöôïc töø phöông phaùp töông ñoái vôùi maãu

chuaån 1 laø 509.5397543 Bq/kg vaø coù ñoä leäch so vôùi hoaït ñoä ñaõ xaùc ñònh ban ñaàu

laø 1.91%. Vôùi maãu chuaån 2, hoaït ñoä maãu 3 tính ñöôïc töø phöông phaùp töông ñoái

laø 514.7870543 Bq/kg, hoaït ñoä naøy leäch so vôùi hoaït ñoä ñaõ xaùc ñònh ban ñaàu laø

2.96%. Keát quaû naøy cho thaáy quy trình cheá taïo maãu chuaån nhö ñaõ trình baøy treân

laø coù theå tin caäy ñöôïc.

51

TAØI LIEÄU THAM KHAÛO

Tieáng Vieät

[1].Leâ Thanh Tuøng, (2006), tìm hieåu quy trình laáy maãu moâi tröôøng (maãu ñaát) cho

vieäc xaùc ñònh hoaït ñoä phoùng xaï baèng Detector HPGe, Thaønh phoá Hoà Chí

Minh.

[2].Ngoâ Quang Huy, (2005), nghieân cöùu xöû lyù vaø heä thoáng hoaù caùc soá lieäu phoùng

xaï moâi tröôøng trong ñeà aùn ñieàu tra nhieãm baån phoùng xaï, baùo caùo toång keát ñeà

taøi khoa hoïc coâng ngheä caáp Boä, Thaønh phoá Hoà Chí Minh.

[3].Traàn Vaên Luyeán, (2005). Nghieân cöùu neàn phoâng phoùng xaï vuøng laõnh thoå nam

Vieät Nam, Luaän aùn Tieán syõ Vaät lyù, Thaønh Phoá Hoà Chí Minh.

[4].Traàn Phong Duõng, Huyønh Truùc Phöông, Thaùi Myõ Pheâ, (2005), phöông phaùp

ghi böùc xaï ion hoaù, Nxb Ñaïi hoïc Quoác Gia Thaønh phoá Hoà Chí Minh, Thaønh

phoá Hoà Chí Minh.

Tieáng Anh

[5].Frindik O., Vollmer S., (1998). Particle size dependent distribution of Thorium

and Uranium isotopes in soil. Central Laboratory of Isotope Studies, Federal

Research Centre for Nutrition, Karisruhe, Germany.

[6].Karakelle B., Oxturk N., Varinliogbrevelu A., Erkol A. Y., Yilmaz F., (2002),

natural radioactivity in soil samples of Kocaeli basin, Turkey, journal of

Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 254 (3), pp. 649-651.

[7].www.IAEA.org