3
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM
HỒ VĂN DOANH
NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP
PHÂN TÍCH KÍCH HOẠT NEUTRON LẶP VÒNG
TRÊN LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT
ĐỂ XÁC ĐỊNH CÁC HẠT NHÂN SỐNG NGẮN
Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử và hạt nhân
Mã số: 9.44.01.06
DỰ THẢO LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ
Người hướng dẫn khoa học:
GVHD-1: TS. Hồ Mạnh Dũng
GVHD-2: PGS.TS. Nguyễn Nhị Điền
ĐÀ LẠT - 2020
ii
Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi với sự hướng dẫn khoa
học của TS. Hồ Mạnh Dũng và PGS.TS. Nguyễn Nhị Điền cùng với những ý kiến
đóng góp của các anh/chị và đồng nghiệp đang công tác tại Viện Nghiên cứu hạt
nhân. Các số liệu, kết quả được nêu trong Luận án là trung thực và đã được sự đồng
ý của các đồng tác giả trong các công trình khoa học đã công bố. Ngoài ra, trong
luận án không có sự sao chép, sử dụng bất hợp pháp kết quả, số liệu từ bất kỳ tài
liệu hoặc công trình khoa học của các tác giả khác hoặc nhờ người khác làm thay.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về các nội dung trình bày trong luận án này.
Đà Lạt, ngày 15 tháng 04 năm 2020
Người cam đoan
Hồ Văn Doanh
iii
Lời cảm ơn
Nhìn lại chặng đường 4 năm thực hiện Luận án, ngoài những nỗ lực của cá nhân,
không thể không kể đến sự động viên, giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của các Thầy
hướng dẫn và các anh/chị và đồng nghiệp đang công tác tại Viện Nghiên cứu hạt
nhân. Tự đáy lòng mình, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến:
TS. Hồ Mạnh Dũng đã định hướng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn, cung cấp tài
liệu và truyền đạt những kinh nghiệm nghiên cứu khoa học.
PGS.TS. Nguyễn Nhị Điền đã truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm, tận
tình hướng dẫn từ lúc thực hiện Luận văn thạc sĩ cho đến khi tôi hoàn thiện Luận án
này.
Ban lãnh đạo Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam; Ban lãnh đạo và các
anh/chị đang công tác tại Trung tâm đào tạo hạt nhân đã hỗ trợ và giúp đỡ tôi hoàn
thành các thủ tục cần thiết để bảo vệ Luận án này.
Ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu hạt nhân và Trung tâm Lò phản ứng đã tạo mọi
điều kiện thuận lợi để tôi thực hiện các thí nghiệm trong Luận án.
Ban giám đốc Trung tâm Vật lý và Điện tử hạt nhân, các anh/chị và các đồng
nghiệp đã và đang làm việc tại Viện Nghiên cứu hạt nhân, đặc biệt là phòng thí
nghiệm phân tích kích hoạt neutron, đã tận tình giúp đỡ và động viên tôi trong suốt
thời gian thực hiện Luận án này.
Và cuối cùng, xin cảm ơn sâu sắc đến gia đình và những người thân yêu đã luôn
động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong quá trình học tập và
nghiên cứu.
iv
MỤC LỤC
Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt ....................................................................... vii
Danh mục các bảng ................................................................................................... xii
Danh mục các hình vẽ và đồ thị .................................................................................. x
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP PHÂN
TÍCH KÍCH HOẠT NEUTRON LẶP VÒNG ....................................................... 4
1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước về phương pháp CNAA ................................. 4
1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước về phương pháp CNAA ................................. 9
1.3. Phương pháp CNAA theo chuẩn hóa k0 ............................................................ 10
1.4. Thời gian chết và chồng chập xung ................................................................... 12
1.5. Nhận xét chung Chương 1 ................................................................................. 15
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KÍCH
HOẠT NEUTRON LẶP VÒNG ........................................................................... 16
2.1. Lý thuyết phương pháp phân tích kích hoạt neutron ........................................ 16
2.2. Phương pháp phân tích kích hoạt neutron lặp vòng ........................................... 20
2.2.1. Giới thiệu .................................................................................................. 20
2.2.2. Nguyên lý CNAA ...................................................................................... 20
2.2.3. Phương trình kích hoạt lặp vòng ............................................................... 21
2.2.4. Thông số thời gian trong kích hoạt lặp vòng ............................................ 22
2.3. Phương pháp CNAA theo chuẩn hóa k0 ............................................................ 25
2.3.1. Phương trình cơ bản k0-CNAA ................................................................ 25
2.3.2. Hiệu chính sự thay đổi thông lượng neutron trong k0-CNAA ................. 26
2.3.3. Ước lượng độ không đảm bảo đo của phương pháp ................................. 28
2.3.4. Giới hạn phát hiện ..................................................................................... 29
2.4. Thời gian chết và chồng chập xung ................................................................... 30
2.4.1. Thời gian chết ........................................................................................... 30
2.4.2. Chồng chập xung ...................................................................................... 32
v
2.4.3. Phương pháp đề xuất cho hiệu chỉnh ảnh hưởng của thời gian chết ........ 32
2.5. Hiệu chuẩn hiệu suất và xác định thông số phổ neutron .................................... 34
2.5.1. Thông số phổ neutron tại vị trí chiếu mẫu ................................................ 34
2.5.2. Hiệu chuẩn hiệu suất cho k0-CNAA ........................................................ 35
2.6. Nhận xét chung Chương 2 …………………………………………………….37
Chương 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM PHÂN TÍCH KÍCH HOẠT
NEUTRON LẶP VÒNG TRÊN LPƯĐL .............................................................. 38
3.1. Hệ kích hoạt lặp vòng ........................................................................................ 38
3.1.1. Cấu tạo của hệ kích hoạt lặp vòng ............................................................ 38
3.1.2. Nguyên lý hoạt động của hệ ...................................................................... 40
3.2. Hiệu chuẩn hệ phổ kế gamma …………………………………………………43
3.2.1. Hệ phổ kế gamma ………………………………….……………………43
3.2.2. Hiệu chuẩn hiệu suất của đầu dò theo hình học mẫu đo ........................... 45
3.3. Xác định các thông số phổ neutron …………………………………………….47
3.4. Hiệu chỉnh ảnh hưởng của thời gian chết........................................................... 51
3.5. Phần mềm k0-IAEA cho k0-CNAA .................................................................. 49
3.6. Thực nghiệm kiểm chứng hệ CNAA trên LPƯĐL ............................................ 51
3.6.1. Chuẩn bị mẫu cho kích hoạt lặp vòng ....................................................... 51
3.6.2. Chiếu và đo mẫu bằng hệ kích hoạt lặp vòng ........................................... 53
3.6.3. Xử lý số liệu CNAA theo chuẩn k0 bằng phần mềm k0-IAEA ............... 56
3.7. Nhận xét chung Chương 3 …………………………………………………….57
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 58
4.1. Kết quả phát triển phương pháp k0-CNAA trên LPƯĐL .................................. 58
4.1.1. Kết quả đánh giá phương pháp k0-CNAA dùng mẫu chuẩn SMELS I .... 58
4.1.2. Kết quả đánh giá phương pháp k0-CNAA dùng mẫu chuẩn sinh học ...... 61
4.1.3. Kết quả ước tính độ không đảm bảo đo của phương pháp k0-CNAA ...... 64
4.1.3.1. Thời gian chiếu mẫu .......................................................................... 64
4.1.3.2. Thông số phổ và biến đổi thông lượng neutron ................................ 66
4.1.3.3. Hiệu suất của hệ phổ kế ……………………………………………69
