Đề tài: Phân tích kích hoạt Neutron

B Giáo D c Và Đào T o ạ

ụ

ộ

Tr

ng Đ i H c S Ph m TP HCM

ườ

ạ ọ ư ạ



NHÓM 8

TI U LU N V T LÝ Ậ

Ậ

Ể

Đ TÀI

Ề

Giáo viên h ng d n ướ ẫ Ph m Nguy n Thành Vinh ễ ạ

Ph m Thanh Bích Trâm ệ Sinh viên th c hi n ự ạ

Hoàng Th Ph ng Th o ị ươ ả

Nguy n Hi n Ng c Oanh ề ọ ễ

Nguy n Th Kim Hoàng ị ễ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 2

ạ

ươ

Tp. H Chí Minh – Năm 2010 ồ

M C L C

Ụ

7.1 Phân tích kích ho t hóa phóng x

ạ

4 ............................................ ạ

4 7.1.1 K thu t t ng quát ...........................................................................

ậ ổ

ỹ

7.1.2 Vi c tính toán đ nh y

14 .............................................................

ộ ạ

ệ

7.1.3 Quá trình x lý sau khi chi u x ử

21 ................................................... ế ạ

7.1.4 Ph

ng pháp đ nh l

ng hóa phóng x

ươ

ị

ượ

23 ...................................... ạ

7.1.5 T phân chia hóa phóng x

ự

30 ............................................................. ạ

7.2 Ph

ng pháp phân tích kích ho t d ng c

ươ

ạ ụ

42 ......................... ụ

7.2.1 Ph

ng pháp lo i ph

ươ

ạ

44 .................................................................. ổ

57 7.2.2 Vi c s d ng máy tính ...................................................................

ệ ử ụ

7.2.3 Phân tích kích ho t t

đ ng

76 ..........................................................

ạ ự ộ

7.3 Th c hành đ c bi

ự

ặ

81 .................................................................. t ệ

7.2.4 Phân tích phóng x b c x nhanh

82 .................................................

ạ ứ ạ

7.2.5 Phân tích phóng x xung neutron

88 .................................................

ạ

7.2.6 Phép phân tích kích ho t neutron phi nhi

ạ

92 ................................. t ệ

109 7.3 M c l c .................................................................................... ụ ụ

7.3.1 Công vi c t ng quát trong kích ho t neutron

109 ...........................

ệ ổ

ạ

7.3.2 Ngu n d li u

111 ...............................................................................

ồ ữ ệ

7.3.3 Ph n th c hành c th ự

112 ................................................................ ụ ể

ầ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 3

ạ

ươ

CH

NG 7

ƯƠ

Ph

ng Pháp Phân Tích Kích Ho t : Th c Hành

ươ

ự

ạ

Trong sáu ch ng tr ươ ướ ạ c, m t s thành ph n c a phép phân tích kích ho t ộ ố ủ ầ

phóng x đã đ ạ ượ ạ c m x và nghiên c u. S t ng h p c a các thành ph n này t o ợ ủ ổ ẻ ự ổ ứ ầ

nên ph n th c hành c a phép phân tích kích ho t. M t phân tích c th đ ụ ể ượ ự ủ ạ ầ ộ ự c th c

hi n b i m t lo t các s l a ch n thích h p trong s nhi u kh năng đã đ ự ự ệ ề ả ạ ở ộ ọ ợ ố ượ c

đây, t nghiên c u. Và ứ ở ấ ạ t nhiên, câu h i c b n là phân tích kích ho t phóng x có ỏ ơ ả ạ

ph i là m t ph ng ti n t ả ộ ươ ệ ố ư i u hay thích h p cho m t phân tích hóa h c c th ộ ọ ụ ể ợ

hay ph ng pháp phân tích v t hay không . Câu h i này đã đ c nghiên c u trong ươ ế ỏ ượ ứ

quá trình th o lu n v vi c s d ng ph ng pháp phân tích kích ho t trong ử ụ ề ệ ả ậ ươ ạ

ch ng 9. Cu c th o lu n v th c hành trong phân tích kích ho t đ c gi thi ươ ề ự ạ ượ ả ậ ộ ả ế t

ng pháp phân tích đ r ng s l a ch n c a nó nh m t ph ọ ủ ằ ư ộ ự ự ươ ượ ầ c làm đ n m t ph n ế ộ

nào đó d a trên c s v n có v đ nh y đ i v i ph ng pháp này. Các ph ơ ở ố ố ớ ề ộ ự ạ ươ ươ ng

pháp th c t c s d ng trong m t v n đ riêng bi đ c l a ch n t t đ đánh giá ự ế ượ ử ụ ộ ấ ề ệ ượ ự ọ ừ

ng pháp. Đ đánh giá các thành ph n thì vi c tính c a nhi u thành ph n c a ph ủ ầ ủ ề ươ ể ệ ầ

ng đ c s p x p ho c làm cho hoàn ch nh m t vài các thông toán v đ nh y th ề ộ ạ ườ ượ ắ ế ặ ộ ỉ

ng pháp kích ho t trong kho ng th i gian gi i h n cho tr c. s c a ph ố ủ ươ ạ ả ờ ớ ạ ướ

Các thông s cho kích ho t phóng x th ng đ ạ ườ ạ ố ượ c ch n đ đ a ra đ y đ ể ư ầ ọ ủ

các m c c a kích ho t phóng x đ đáp ng các đi u ki n v đ nh y. Quá trình ứ ứ ủ ạ ể ề ộ ề ệ ạ ạ

x lý sau khi chi u x và ph ử ế ạ ươ ợ ng pháp v phép đo phóng x c n ph i thích h p ạ ầ ề ả

v i nhi u m c. N u các m c cao c a kích ho t phóng x c a các nhân phóng x ớ ạ ủ ứ ủ ứ ề ế ạ ạ

quan tâm đ c t o ra, thì đi u ki n cho s tìm ra phóng x và ph ng pháp các ượ ạ ự ệ ề ạ ươ

phép đo tr nên d dàng h n đ đ t đ ễ ể ạ ượ ở ơ ơ c m c chính xác và đ chính xác cao h n. ộ ứ

N u m c kích ho t phóng x th p, thì h th ng nh y c a phép đo b c x tr nên ứ ạ ở ạ ủ ạ ấ ệ ố ứ ế ạ

quan tr ng h n. S l a ch n c a ph ng pháp kích ho t phóng x t ng quát bao ọ ủ ự ự ọ ơ ươ ạ ổ ạ

ậ ặ g m phân tích kích ho t hóa phóng x , công c phân tích, và m t vài kĩ thu t đ c ồ ụ ạ ạ ộ

bi t. Hai ph ng pháp đ nh l ng ch y u là tuy t đ i và so sánh phân tích kích ệ ươ ị ượ ệ ố ủ ế

ho t phóng x . ạ ạ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 4

ạ

ươ

ạ

K thu t chung c a phân tích kích ho t theo tính ch t có th đ

7.1 Phân tích kích ho t hóa phóng x ạ ạ

ủ ấ ậ ỹ ể ượ c g i là ọ

phân tích kích ho t hóa phóng x . Nó b sung vào hai b ạ ạ ổ ướ ơ ả ủ c khái ni m c b n c a ệ

phân tích kích ho t phóng x (t c là, các b c ạ ứ ạ ướ c a kích ho t phóng x và phép đo ủ ạ ạ

c th ba c a vi c xác đ nh các tia phóng x b i nguyên t hóa b c x ) là m t b ứ ạ ộ ướ ạ ở ứ ủ ệ ị ố

c làm gi m h c. B c này đã đ ọ ướ ượ ả ở ầ h u h t các tr ế ườ ế ng h p thay đ i trong k t ợ ổ

qu phân tích hóa h c t vi c đánh giá lo i b c x , năng l ng và chu kỳ bán rã. ọ ừ ệ ạ ứ ạ ả ượ

Đi u này th t s đ c bi t trong vi c phân tích nguyên t đánh d u, trong đó ch có ậ ự ặ ề ệ ệ ử ấ ỉ

c đ a ra. S l ng l n các h t nhân các m c th p c a h t nhân phóng x đ ạ ạ ượ ứ ủ ấ ố ượ ư ạ ớ

phóng x này b phân rã v i b c x tia gamma trong kho ng năng l ng t ớ ứ ạ ả ạ ị ượ ừ ả kho ng

0.5-1.5 MeV làm cho vi c phát hi n các h t nhân phóng x đ c tr ng ệ ạ ặ ư g p khó ặ ệ ạ

khăn. Trong nhi u tr ng h p, s c n thi t v m t thu n l i và nhanh chóng hay ề ườ ự ầ ợ ế ề ặ ậ ợ

t ph i b o toàn m u đo t hóa ch t phá h y làm cho d ng c đo kích s c n thi ự ầ ế ả ả ẫ ừ ủ ụ ụ ấ

ho t phóng x tr nên c n thi ạ ở ạ ầ ế ệ t, mong mu n. Đi u đó có th k t lu n r ng vi c ậ ằ ể ế ề ố

xác đ nh các h t nhân phóng x đ c tìm th y c a nguyên t hóa h c là m t khía ạ ượ ạ ị ấ ủ ố ọ ộ

c nh t ng quát c a phân tích kích ho t phóng x . ạ ạ ủ ạ ổ

7.1.1 K thu t t ng quát ậ ổ ậ

ỹ ỹ

ệ K thu t chung c a phân tích kích ho t phóng x bao g m vi c th c hi n ạ ủ ự ệ ạ ồ

c mà có các tham s đ m t lo t các b ạ ộ ướ ố ượ ự c l a ch n đ t ọ ể ố ư i u hóa đ nh y và đ ộ ạ ộ

chính xác cao v i s c g ng và hao phí th p nh t. Các l a ch n chính là : ớ ự ố ắ ự ấ ấ ọ

1. Các ph n ng h t nhân ph i trong đi u ki n t ả ứ ệ ố ề ả ạ t nh t ấ

2. Đi u ki n chi u x thích h p ợ ế ạ ề ệ

c khi chi u x n u có 3. Quá trình x lý (gia công) tr ử ướ ế ạ ế

4. Các đi u ki n c a s chi u x ệ ủ ự ế ề ạ

5. Th i gian chi u x đ y đ ế ạ ầ ủ ờ

6. Quá trình x lý sau khi chi u x ế ạ ử

7. H th ng đo b c x ph i đ t giá tr t ứ ạ ả ạ ệ ố i u ị ố ư

8. Th c hi n phép đo v i đ chính xác mong mu n ố ớ ộ ự ệ

M i s l a ch n đ u đ c ki m tra thêm. ỗ ự ự ề ượ ọ ể

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 5

ạ

ươ

L a ch n c a m t ph n ng h t nhân t i u: ọ ủ ả ứ ự ộ ạ ố ư

ạ ứ Ba bi n s đ c l p trong m t ph n ng h t nhân là h t nhân bia, h t b c ế ố ộ ậ ả ứ ạ ạ ộ

x , và s n ph m h t nhân. Trên th c t ạ ạ ự ế ả ẩ ộ ậ các bi n s này không hoàn toàn đ c l p. ế ố

Trong k thu t t ng quát c a phân tích kích ho t, các h t nhân bia đã đ c quy ậ ổ ủ ạ ạ ỹ ượ

c xác đ nh trong phân tích. Đ i v i các nguyên t đ nh là các nguyên t ị đ ố ượ ố ớ ị ố có

ế ố nhi u h n m t đ ng v ch y u và n đ nh, thì h t nhân bia v n là m t bi n s . ị ị ủ ế ộ ồ ề ạ ẫ ơ ổ ộ

L y ví d , n u thi c (Sn) là nguyên t ế ụ ế ấ đ ố ượ c tìm th y, thì ph n ng h t nhân có ả ứ ấ ạ

th đ ể ượ ủ ế ủ c xem xét cho b t kỳ 10 đ ng v n đ nh c a nó. S kh o sát ch y u c a ị ự ả ị ổ ủ ấ ồ

vi c l a ch n đ ng v bao g m đ ph c p c a các ch t đ ng v và ti ộ ổ ậ ủ ấ ồ ệ ự ọ ồ ồ ị ị ế ệ t di n

ngang cho ph n ng c th . Đ i l i, s l a ch n c a các h t b c x có th đ ụ ể ổ ạ ự ự ạ ứ ạ ọ ủ ả ứ ể ượ c

xác đ nh b i tham s bên ngoài. Nó cũng có th đ c quy t ể ượ ở ố ị ế đ nhị cho m t h t nhân ộ ạ

bia d a trên tính ch t c a các h t nhân t o thành, ch ng h n nh chu kỳ bán rã và ạ ấ ủ ư ự ạ ẳ ạ

s đ phân rã phóng x . Các s n ph m kích ho t có th s ng đ lâu đ có th đo ơ ồ ể ố ủ ể ể ả ẩ ạ ạ

đ c, và b c x đó ph i đ c ch n đ thích h p cho h th ng đo đ c có s n. ượ ứ ạ ả ượ ệ ố ể ạ ẵ ọ ợ

Vi c l a ch n các ph n ng h t nhân t ệ ự ả ứ ạ ọ ố ư ầ ấ ậ i u c n xem xét v tính ch t v t ề

lý, tính ch t hóa h c, và tính ch t c a h t nhân không ch c a ch t đ ng v c a các ấ ủ ạ ấ ồ ỉ ủ ị ủ ấ ọ

nguyên t đã tìm đ ố ượ ữ c và v n đ kích ho t s n ph m c a chúng mà còn là nh ng ẩ ạ ả ủ ề ấ

thành ph n ch t n n và các nguyên t ấ ề ầ ố ủ ế ủ ề ả ứ ch y u c a nó. M t đánh giá v ph n ng ộ

nhi u có th x y ra ho c là các s n ph m kích ho t c nh tranh thì đ ả ạ ạ ể ả ễ ẩ ặ ượ ậ c th o lu n ả

trong ch ng 8 . Các ngu n d li u h t nhân đ y đ , ch ng h n nh nh ng danh ươ ồ ữ ệ ạ ư ữ ầ ủ ẳ ạ

m c trong ph n 7.4.2, thì nên có s n đ s d ng. ể ử ụ ụ ẵ ầ

Nh v y s l a ch n c a các ph n ng h t nhân t ư ậ ự ự ọ ủ ả ứ ạ ố ư ấ i u có th bao g m r t ể ồ

nhi u s th a hi p trong vi c đi u ch nh ba thông s . Đ xem l ề ự ỏ ố ể ệ ệ ề ỉ ạ ứ i nghiên c u

đ c đ a ra trong ch ng 3 cho nguyên t Đ ng (Cu) đ c tìm th y, m t so sánh ượ ư ươ ố ồ ượ ấ ộ

các kích ho t có s n cho hai ch t đ ng v c a nó đ c th c hi n trong b ng 7.1 ấ ồ ị ủ ẵ ạ ượ ự ệ ả

ạ cho b n ph n ng h t nhân khác nhau. D li u minh h a s đa d ng c a các h t ọ ự ữ ệ ả ứ ủ ạ ạ ố

nhân phóng x mà có th đ ạ ể ượ ả c s n xu t v i ∆Z = 0 ho c ±1, v i chu kỳ bán rã ặ ấ ớ ớ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 6

ạ

ươ

trong kho ng t ả ừ 5.1 phút đ n 92 năm, và v i s bi n đ i l n trong các lo i, đ ớ ự ế ổ ớ ế ạ ộ

ph c p, và các năng l ổ ậ ượ ng c a các ch t phóng x . ạ ấ ủ

B ng 7.1 D li u cho kích ho t phóng x c a các đ ng v Đ ng (Cu) ữ ệ ạ ủ ị ồ ạ ả ồ

L a ch n đi u ki n chi u x phù h p ợ ệ ế ạ ự ọ ề

S nghiên c u các kĩ thu t ch y u trong vi c l a ch n đi u ki n chi u x ệ ự ủ ế ế ạ ứ ự ệ ề ậ ọ

ạ phù h p thì ph thu c vào lo i h t nhân, ph thu c vào vi c ch n ph n ng h t ạ ạ ả ứ ụ ụ ệ ợ ộ ộ ọ

nhân. Các lo i c a h t chi u x đã đ ạ ủ ạ ế ạ ượ ệ c phân lo i nh neutron, h t mang đi n, ư ạ ạ

photon và electron. T ươ ứ ạ ng ng v i các h t là s h ng kích ho t neutron, kích ho t ố ạ ạ ạ ớ

S xem xét l h t mang đi n và kích ho t photon (ho c electron). ạ ạ ệ ặ ự ạ ồ ủ i các ngu n c a

c đ a vào trong ch các h t chi u x này đã đ ế ạ ạ ượ ư ươ ng 3. Đ ng năng l ườ ượ ặ ng đ c

tr ng c a h t chi u x là m t nghiên c u th hai. Th ba, mà quan tr ng trong s ứ ế ạ ủ ạ ư ứ ứ ộ ọ ự

l a ch n m t thi ự ọ ộ ế ị ụ ể t b c th cho m t lo i đã cho và cho năng l ạ ộ ượ ủ ạ ứ ng c a h t b c

ng ho c c ng đ chùm h t c n thi t đ hoàn thành đ nh y nh x , là thông l ạ ượ ặ ườ ạ ầ ộ ế ể ạ ộ ư

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 7

ạ

ươ

mong mu n. Tính ch t quan tr ng khác c a thi t b bao g m các tính ch t v t lý ủ ấ ố ọ ế ị ấ ậ ồ

hình h c b c x và m u đo, đ c bi t là s đi u ch nh và các đi u ki n đ c tóm ọ ứ ạ ặ ẫ ệ ự ề ệ ượ ề ỉ

t b , và hao phí chi u x . V trí c a thi t b v gi i h n phép đo g n, v trí c a thi ọ ủ ị ế ị ế ạ ị ủ ế ị ề ớ ạ

sau chi u x thì có th đ c dùng cho m t ph m vi trong chu kỳ bán rã mà có th ế ạ ể ượ ạ ộ ể

đ ượ c kh o sát cho s n ph m kích ho t. ả ạ ả ẩ

Có nhi u lý do đ neutron nhi t đ ể ề ệ ượ ử ụ c s d ng r ng rãi trong t ộ ấ ả ạ t c các lo i

h t chi u x , ví d : ụ ế ạ ạ

1. Thông l ng l n các neutron nhi t đã có s n trong m t lo t các thi t b ượ ớ ệ ẵ ạ ộ ế ị

2. Th tích c a c ng đ thông l ng neutron đ u thì l n. ủ ườ ể ộ ượ ề ớ

3. Gi m thi u sai s do không ch c ch n c a ph năng l ng ắ ủ ể ắ ả ố ổ ượ

4. Ti t di n ngang r ng nên d dàng trong vi c b t b c x c a neutron nhi ế ệ ắ ứ ạ ủ ễ ệ ộ t ệ

5. Lo i tr nhi u h t nhân phóng x đ ng ề ạ ạ ừ ạ ượ ạ c t o ra qua ph n ng thu năng l ả ứ ượ

M t s ngu n s n sinh c a neutron nhi ồ ả ộ ố ủ ệ t là ph n ng h t nhân. Vi c làm ạ ả ứ ệ

chi u x d dàng có giá tr v i các thông l ng neutron trong kho ng t 10 ế ạ ễ ị ớ ượ ả ừ 10 đ nế

1014n/cm2-s. Các ngu n thích h p c a neutron nhi ợ ủ ồ ệ t có th thu đ ể ượ ớ ệ c v i đi u ki n ề

làm ch m thích h p trong máy xiclotron, máy gia t c, và các ngu n đ ng v phóng ậ ợ ồ ố ồ ị

t b , đ c bi x . Các thi ạ ế ị ặ ệ ớ t v i máy phát neutron có đi n th th p (d,t), có th t o ra ệ ế ấ ể ạ

12 n/s. Kích ho t neutron nhanh thì

m t s l ng l n neutron nhanh c kho ng 10 ộ ố ượ ả ớ ỡ ạ

đ c s d ng cho các ph n ng nh (n,p), (n,α), và (n,2n), đ c bi t trong tr ượ ử ụ ả ứ ư ặ ệ ườ ng

c m t s n ph m kích ho t thích h p. S h p mà ph n ng (n,γ) không t o ra đ ợ ả ứ ạ ượ ộ ả ạ ẩ ợ ự

i c a kích ho t neutron nhanh mà nguyên nhân b t đ u t ti t di n ngang b t l ấ ợ ủ ắ ầ ừ ế ạ ệ

nh th hi n năng l ng và năng l ng c a neutron b m t nhanh khi xuyên qua ỏ ể ệ ở ượ ượ ị ấ ủ

m u đo. ẫ

ng t Kích ho t photon b i ph n ng photoneutron (γ,n) thì t ả ứ ạ ở ươ ự ư ả nh ph n

ứ ạ ng kích ho t neutron nhanh (n,2n) trong quá trình s n xu t ra các s n ph m h t ấ ả ẩ ả ạ

nhân khác. M c dù photon có th d dàng đ c t o ra m c năng l ng v t quá ể ễ ặ ượ ạ ở ứ ượ ượ

14 MeV, ti t di n ngang c a ph n ng photon neutron thì nh , nói chung là ế ả ứ ủ ệ ỏ ở ứ m c

milibarn ho c s ph n c a milibarn. ầ ủ ặ ố

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 8

ạ

ươ

Các h t mang đi n, m c dù đ c dùng trong nhi u phân tích riêng, tuy ệ ặ ạ ượ ề

nhiên cũng có nhi u v n đ trong vi c s d ng chúng trong kích ho t. Ti ệ ử ụ ề ấ ề ạ ế ệ t di n

ngang c a nhi u ph n ng nh (p,n), (p,d), (d,p), (d,n) r t khác nhau v i năng ả ứ ủ ư ề ấ ớ

ng và th ng th p h n so v i năng l ng t ng ng c a neutron. Thêm vào là l ượ ườ ấ ơ ớ ượ ươ ứ ủ

c trong máy gia t c h t mang đi n bao g m b thi v n đ v b c x thu đ ề ề ứ ạ ấ ượ ố ạ ệ ồ ộ ế ị t b

ng ng v i chùm h t đã b m t và đi u ki n t c a bia trong d ng thích h p t ạ ủ ợ ươ ứ ị ấ ệ ả i ề ạ ớ

nhi t. ệ

Quá trình x lý tr c khi chi u x ử ướ ế ạ

Nó đã đ c đ ngh trong ph n 6.1.1 c a phân tích kích ho t phóng x , quá ượ ề ủ ầ ạ ạ ị

trình x lý tr ử ướ ấ c khi chi u x trên m u th ph i nên gi m b t đ n m c nh nh t ử ả ế ạ ớ ế ứ ẫ ả ỏ

t. V n còn m t vài l a ch n đã đ c đ a cho gia công hóa h c c a các c n thi ầ ế ự ẫ ộ ọ ượ ư ọ ủ

m u đo tr c khi kích ho t thì đ ẫ ướ ạ ượ c (a) quá to l n c ng k nh đ chi u x , (b) quá ề ế ạ ớ ồ ể

không đ ng ch t đ l y m u đo đ i di n, và (c) quá phóng x sau khi chi u x . ế ạ ệ ấ ể ấ ạ ạ ẫ ồ

Nói chung, m c đ c a quá trình x lý tr ứ ộ ủ ử ướ ầ c khi chi u x các m u đo c n ế ạ ẫ

ỉ ủ ph i xem xét v tính ch t v t lý, hóa h c và các tính ch t h t nhân không ch c a ọ ấ ạ ấ ậ ề ả

ể thành ph n n n mà còn c a s n ph m kích ho t. Các tính ch t v t lý có th có ủ ả ấ ậ ề ạ ẩ ầ

nh h ng đ n kh i ch t n n, đ dày t i thi u đ m t v t có th đ t đ ả ưở ấ ề ế ố ộ ố ể ộ ậ ể ạ ượ ế c đ n ể

t b chi u x thì không cho phép chi u x b t, ch t l ng, đ r n. M t s các thi ộ ắ ộ ố ế ị ế ạ ấ ỏ ạ ộ ế

ể ho c ch t d bay h i. Vi c xem xét tính ch t hóa h c bao g m các m i nguy hi m ấ ễ ệ ấ ặ ơ ố ồ ọ

do nhi t ho c các v t li u phân h y phóng x ho c các v t li u d n . Xem xét ệ ậ ệ ậ ệ ễ ổ ủ ạ ặ ặ

v tính ch t h t nhân bao g m các h n ch v kh i l ề ế ề ố ượ ấ ạ ạ ồ ẫ ng ho c đ dày c a m u ặ ộ ủ

đo cho c neutron và h t mang đi n chi u x . S gi m theo chi u sâu v c ế ạ ự ả ề ườ ng ề ệ ả ạ

đ hay năng l ộ ượ ng c a các h t chi u x có th tr thành m i quan tâm nghiêm ể ở ế ạ ủ ạ ố

tr ng. Ch t n n chính là y u t v i ti ấ ề ế ố ớ ế ọ t di n ngang l n có th làm cho các m u đã ể ệ ẫ ớ

đ c kích ho t tr nên nguy hi m cho các ho t đ ng phòng thí nghi m n u không ượ ạ ở ạ ộ ế ệ ể

đ c che ch n. ượ ắ

Đi u ki n đ chi u x ế ạ ệ ể ề

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 9

ạ

ươ

V n đ cu i cùng liên quan đ n vi c thu đ c m t b c x là s chu n b ề ố ệ ế ấ ượ ộ ứ ạ ự ẩ ị

m u đo thành m t hình th c thích h p đ chi u x và cho các m u vào h p kín đ ể ế ạ ứ ẫ ẫ ộ ợ ộ ể

t b chi u x . Ph ng di n này c a kích ho t phóng đ a vào ho c đ a ra kh i thi ặ ư ư ỏ ế ị ế ạ ươ ủ ệ ạ

ẻ ư ế x thì không ph i luôn luôn ho t đ ng m t cách đ n gi n nh nó có v nh th . ạ ạ ộ ư ả ả ơ ộ

V n đ đ c bi t thông d ng ề ặ ấ ệ ụ ở trong các máy gia t c h t mang đi n mà đ ố ạ ệ ượ c

chi u x v i chùm tia chính thì đ t đ c nh mong mu n. M u đo ph i tr thành ế ạ ớ ạ ượ ả ở ư ẫ ố

ấ ủ m t ph n c a h th ng chân không n u không s có s gi m ph m ch t c a ế ầ ủ ệ ố ự ả ẽ ẩ ộ

chùm tia đã đ c tìm ki m. Trong tr ượ ế ườ ng h p này, bia ph i r n và c ng đ có th ả ắ ứ ể ợ ể

c chân không, và có hi n t t cao. Nh ng tính ch t nh b o qu n đ ả ả ượ ệ ượ ng d n nhi ẫ ệ ữ ấ ư

v y th ậ ườ ng b h n ch b i kim lo i. Các v t li u yêu c u m t s hình th c đóng ậ ệ ộ ố ế ở ị ạ ứ ầ ạ

gói và ph ng pháp ho c các thi t b cho vi c b o qu n bu ng kín v trí trong ươ ặ ế ị ệ ả ả ồ ở ị

quá trình chi u x này. Nhi u v n đ c a máy gia t c đ ề ấ ế ạ ề ủ ố ượ ố ớ c làm gi m đi đ i v i ả

các chùm tia b c x bên ngoài. Các hao phí nói chung thì làm gi m đi c ng đ ứ ạ ả ườ ộ

ng h t. c a chùm tia và làm gi m giá tr c a năng l ủ ị ủ ả ượ ạ

Tính không đ ng nh t trong c ồ ấ ườ ề ng đ c a chùm tia thì có m t trong nhi u ộ ủ ặ

ề máy gia t c, tính cho c hai lo i h t: neutron và h t mang đi n. Trong nhi u ạ ạ ệ ạ ả ố

tr ng h p quy đ nh ườ ợ ị là làm quay các bia trong su t quá trình chi u x đ t o ra ố ế ạ ể ạ

m c trung bình cho nh ng tính không đ ng nh t. Quá trình này là đ c bi t quan ứ ữ ấ ặ ồ ệ

tr ng khi s chi u x c a m t vài m u đo (ví d : m u đo r ng và m u đo tiêu ế ạ ủ ự ụ ẫ ẫ ẫ ộ ọ ỗ

c th c hi n đ ng th i. chu n) đ ẩ ượ ự ệ ồ ờ

ặ S chi u x trong lò ph n ng h t nhân d n đ n yêu c u nghiêm ng t ít ế ạ ả ứ ự ế ầ ạ ẫ

h n. Thông l ơ ượ ứ ng neutron là không đ i trên m t th tích l n so v i chùm tia b c ể ổ ộ ớ ớ

x . V n đ nhi ạ ấ ề ệ ộ t đ cũng ít nghiêm ng t. Nh a và các h p kín polietilen thì ự ặ ộ

th ng đ ườ ượ ử ụ c s d ng cho các bu ng kín chi u x . ế ạ ồ

Th i gian chính xác đ đ a vào và di chuy n c a m u đo trong m t môi ể ủ ể ư ẫ ờ ộ

tr ng chi u x th ườ ế ạ ườ ủ ng là m t v n đ trong phân tích kích ho t. Các m c tiêu c a ộ ấ ụ ề ạ

vi c đ a vào và di chuy n nhanh, đ c bi ệ ư ể ặ ệ ờ t là cho các s n ph m kích ho t có th i ẩ ả ạ

gian s ng ng n, đ c k t h p v i các m c tiêu c a hình h c chi u x có kh ắ ố ượ ế ợ ủ ụ ế ạ ọ ớ ả

năng s n sinh. Các m c tiêu này thì đ c đáp ng trong nhi u tr ụ ả ượ ứ ề ườ ng h p do s ợ ự

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 10

ạ

ươ

gi i thi u c a m t h th ng truy n tách khí (a separate pneumatic transfer system) ớ ộ ệ ố ệ ủ ề

trong thi t b chi u x . H th ng nh v y đ c g i là “th ” và đó là m t mô t ế ị ế ạ ệ ố ư ậ ượ ọ ỏ ộ ả

thích h p. M t h th ng truy n khí ph c t p đ ộ ệ ố ứ ạ ượ ử ụ c s d ng k t h p v i m t máy ế ợ ớ ề ợ ộ

Hình 7.1 S đ d

i d ng gi n đ c a h th ng truy n tách khí t

i C c Phân Tích hóa

ơ ồ ướ ạ

ồ ủ ệ ố

ề

ả

ạ ụ

phóng x tiêu chu n qu c t

c a Vi n Nghiên C u V t Li u ( t

J.R.DeVoe, Ed., C c qu c t

ố ế ủ

ứ

ệ

ậ

ạ

ẩ

ừ

ố ế

ụ

ng M i M , 1966).

v tiêu chu n kĩ thu t l u ý 404, B Th ề

ậ ư

ẩ

ộ

ươ

ạ

ỹ

L i ghi chú: SV Van Sôlênôit

ờ

DN Làm khô khí nitơ

PG Thi

t b đo áp su t

ế ị

ấ

BGC Thi

t b h n ch khí tràn ra ngoài

ế ị ạ

ế

RTA L p ráp bia quay ắ

RV Van đ

ng đi

ườ

RC B đi u ch nh d ng th ộ ề

ạ

ỉ

ỏ

V L thông

ỗ

Nal Detector nh p nháy

ấ

SP Ch t đ nh v Sôlênôit ố ị

ị

AC B đi u ch nh không khí

ộ ề

ỉ

phát đi n neutron 14 MeV đ c hi n th trong hình 7.1. ệ ượ ể ị

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 11

ạ

ươ

AF Máy l c không khí

ọ

CA Thi

t b nén không khí

ế ị

R Máy thu

S M u đo

ẫ

H th ng bao g m ng tuy n kép, m u đo, bia đ c l p ráp và ệ ố ồ m t s l ộ ự ưỡ ề ẫ ượ ắ

đ ượ ư c ki m soát đ cho phép chi u x đ ng th i và liên ti p c a m t m u ch a ế ạ ồ ế ủ ể ể ẫ ộ ờ

· 3 inch. Detector nh p nháy NaI (Tl) thì ấ

bi t và m t m u đo chu n gi a hai 4 ế ữ ẩ ẫ ộ

đ ượ ế ố ớ ữ c k t n i v i m t máy phân tích đa kênh xung chi u cao. Nói chung cho nh ng ề ộ

c s d ng đ tăng lò ph n ng chi u x , m t h th ng truy n khí đ n gi n đ ộ ệ ố ế ạ ả ứ ả ượ ử ụ ể ề ơ

ch a trong đó là m t t t c bu ng kín ồ ố ộ ổ ợ ẩ h p các m u đo, m u r ng, m u tiêu chu n ẫ ỗ ứ ẫ ẫ

và máy ki m tra thông l ng đi vào và đi ra c a v trí chi u x . ể ượ ế ạ ủ ị

Th i gian chi u x ế ạ ờ

Cho m t m u đo vào trong m t thi ng phóng x t i đa ẫ ộ ộ ế ị t b chi u x thì l ế ạ ượ ạ ố

c a h t nhân phóng x đ ủ ạ ạ ượ ấ c cho là ho t đ ng bão hòa, b ng v i t c đ s n xu t ớ ố ộ ả ạ ộ ằ

khi đ dài c a s chi u x g n đúng m c vô h n. Do đó, nó th ế ạ ầ ủ ự ộ ở ứ ạ ườ ố ng mong mu n

chi u x v i kho ng th i gian đ dài (năm chu kỳ bán rã là t ng đ ế ạ ớ ủ ả ờ ươ ươ ớ ng v i

kho ng 97% đ bão hòa) đ g n đúng v i m c đ ho t đ ng bão hòa. M c đ này ớ ứ ộ ứ ộ ạ ộ ể ầ ả ộ

t h u ích khi các nguyên t v t tìm đ c là t i các gi đ c bi ặ ệ ữ ố ế ượ ạ ớ ạ ủ ộ ạ i h n c a đ nh y.

S chi u x lâu h n không làm tăng m c đ h u ích c a s n ph m h t nhân ứ ộ ữ ế ạ ủ ả ự ạ ẩ ơ

ạ ớ phóng xạ mong mu n, nh ng chúng làm tăng m c đ c a h t nhân phóng x v i ứ ộ ủ ạ ư ố

chu kỳ bán rã kéo dài đ c s n xu t t ượ ả ấ ừ ứ các thành ph n ch t n n, t ng s các m c ấ ề ầ ổ ố

b c x c a m u đo, và hao phí chi u x . ế ạ ứ ạ ủ ẫ

Vì v y, ph n th c hành nói chung là gi m th i gian chi u x đ n giá tr ế ạ ế ự ả ầ ậ ờ ị

ạ nh nh t phù h p v i yêu c u v đ nh y và đ chính xác. Đ i v i s n ph m h t ạ ầ ề ộ ố ớ ả ỏ ấ ẩ ớ ợ ộ

28Al, 3.77 m 52V, và 3.5 m 55Cr thì

nhân phóng x có th i gian s ng ng n thì th i gian chi u x không ph i là m t h ế ạ ộ ệ ắ ả ạ ố ờ ờ

s có ý nghĩa, l y ví d : cho s n ph m là 2.3 m ố ụ ả ẩ ấ

5 đ n 10 phút chi u x s t o ra t s l n trong ho t đ ng bão hòa. t ừ ế ạ ẽ ạ ỉ ố ớ ạ ộ ế

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 12

ạ

ươ

Đ i v i s n ph m h t nhân phóng x có th i gian s ng r t dài thì th i gian ạ ố ớ ả ấ ạ ẩ ờ ờ ố

chi u x là m t hàm tuy n tính c b n c a l ơ ả ủ ượ ế ạ ế ộ ng nh phóng x mong mu n. Giá ạ ỏ ố

- = - + - + -

.....

tr c a e ị ủ -x là x p x b i đ giãn n ỉ ở ộ ấ ở

x 2!

x 3!

x 4!

(1)

Cho s h ng x << 1 cho nên x có th đ c b qua. Cho t << T ố ạ ể ượ ỏ ở ủ 1/2 thì đ giãn n c a ộ

e-λt gi m đ n ế ả

1t = -

- (2)

Và h s bão hòa tr thành ệ ố ở

l = )te

R tl= (

)

- - (3) (1

Và (4)

Vì v y s l a ch n v th i gian chi u x thì d a trên s v t m c t ọ ề ờ ậ ự ự ế ạ ự ượ ự ứ ố i

thi u mong mu n c a phóng x cân b ng b i m c đ nhi u c a h t nhân phóng ễ ủ ạ ứ ộ ố ủ ể ạ ằ ở

x và hao phí ho c các đi u ki n khác c a vi c chi u x . ế ạ ạ ủ ệ ề ệ ặ

Quá trình x lý sau khi chi u x ế ạ ử

c th c hi n cho quá trình x lý sau khi chi u x Hai l a ch n ch y u đ ọ ủ ế ượ ự ế ạ ử ự ệ

c a m u đo kích ho t phóng x : ạ ủ ẫ ạ

ế 1. Hóa phóng x so v i công c đo đ n v c a h t nhân phóng x tìm ki m ị ủ ạ ụ ạ ạ ớ ơ

đ cượ

ng pháp phân tích đ nh l 2. Tuy t đ i so v i ph ệ ố ớ ươ ị ượ ạ ng c a phân tích kích ho t ủ

phóng xạ

c th o lu n trong ph n 7.1.3 Hai l c ch n này đã đ ọ ự ượ ậ ầ ả

H th ng đo b c x ph i đ t giá tr t i u ứ ạ ả ạ ệ ố ị ố ư

H th ng đo b c x mà t đ n gi n nh ng đ m G.M. (Geiger-Muller) ứ ạ ệ ố ừ ơ ư ố ế ả

ph c t p có đ phân gi i cao và quang ph k tia gamma đa đ n các máy đi n t ế ệ ử ứ ạ ộ ả ổ ế

c mô t . H th ng t i u cho m t h t nhân phóng x đ c bi t có kênh đ u đã đ ề ượ ả ệ ố ố ư ộ ạ ạ ặ ệ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 13

ạ

ươ

th đ ể ượ c xác đ nh nh là m t trong các bi n pháp v h t nhân phóng x v i s ệ ạ ớ ự ề ạ ư ộ ị

xác đ nh và đ chính xác t ộ ị ố i đa. Nhi u phòng thí nghi m hóa phóng x có nh ng là ệ ư ề ạ

m t h th ng đo b c x . Nhi u phòng thí nghi m nh v y nó là theo đ nh nghĩa ộ ệ ố ứ ạ ư ậ ề ệ ị

c a h th ng t ủ ệ ố ố ư i u. Trong nhi u phòng thí nghi m mà có các detector cho b c x ệ ứ ạ ề

beta và gamma là do s l a ch n c a ng đ m, thì nói chung th ng đ c làm t ọ ủ ố ự ự ế ườ ượ ừ

s xem xét s đ phân rã c a h t nhân phóng x và có ho c không bao g m s ự ủ ạ ơ ồ ạ ặ ồ ự

tách trong hóa phóng x . Vài phòng thí nghi m mà th c hi n các phân tích kích ự ệ ệ ạ

ho t phóng x thì đ c trang b quang ph k v i đ phân gi i năng l ng gamma ạ ạ ượ ổ ế ớ ộ ị ả ượ

cao. Các phòng thí nghi m nh v y s g p khó khăn trong vi c phân tích phân rã ư ậ ẽ ặ ệ ệ

ng tia h t nhân phóng x b ng b c x beta hay trong nh ng phân tích năng l ạ ứ ạ ạ ằ ữ ượ

gamma t h t nhân phóng x có đ ph c p th p. Do s gi m phông n n c a các ừ ạ ề ủ ự ả ổ ậ ấ ạ ộ

ệ h t nhân phóng x phát ra tia beta hay gamma nên nói chung k t qu trong vi c ạ ế ả ạ

tăng đ nh y cho h t nhân phóng x m c đ th p. ộ ạ ạ ở ứ ộ ấ ạ

S chính xác và đ chính xác ự ộ

Trong th c hành phân tích đ nh l ng, trong đó phân tích kích ho t phóng x ự ị ượ ạ ạ

là m t trong nh ng đi u đó, m c tiêu chung là xác đ nh m t s các nguyên t riêng ộ ố ữ ụ ề ộ ị ố

ho c m t thành ph n. Đ i l ạ ượ ặ ầ ộ ng c a s xác đ nh là m t ch c năng c a s chính ộ ủ ự ủ ự ứ ị

xác và đ chính xác đã tìm đ c. Nói chung có th c i thi n đ c m t s m c đ ộ ượ ể ả ệ ượ ộ ố ứ ộ

nh t đ nh n u chú ý đ y đ và đ nh c đ c th c hi n trong su t quá trình phân ầ ủ ấ ị ỡ ượ ế ị ự ệ ố

tích kích ho t. Tuy nhiên, vi c l a ch n ho c vi c c n s chính xác và đ chính ệ ầ ự ệ ự ặ ạ ộ ọ

ơ ở ấ xác cũng là m t ch c năng quan tr ng c a các yêu c u v phân tích. Trên c s r t ủ ầ ề ứ ộ ọ

chung chung thì s c n thi t ph i chính xác và m c đ chính xác có th b mâu ự ầ ế ứ ộ ể ị ả

thu n trong b n lo i, t đó d n đ n các câu h i c n ph i tr l i: ạ ừ ẫ ố ả ả ờ ỏ ầ ế ẫ

1. Đ nh tính: Có ph i nguyên t Z có m t trong m u đo ? ả ị ố ẫ ặ

2. Ng Z có m t v i s l ng l n h n so v i m t s ưỡ ng: Có ph i nguyên t ả ố ặ ớ ố ượ ớ ơ ộ ố ớ

l ượ ng nh t đ nh ? ấ ị

3. T ng đ i: Có ph i nguyên t Z có m t trong m t s l ươ ả ố ố ộ ố ượ ặ ng nh (đã đ ỏ ượ c

xác đ nh) hay trong m t s l ng l n (đã đ ộ ố ượ ị ớ ượ c xác đ nh) ? ị

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 14

ạ

ươ

4. Tuy t đ i: Chính xác có bao nhiêu nguyên t Z trong m u đo ? ệ ố ố ẫ

Rõ ràng là các yêu c u v s chính xác và đ chính xác r t khác nhau cho ầ ề ự ấ ộ

b n lo i m c tiêu. Đ i v i lo i đ u tiên, s chính xác và m c đ chính xác thì có ố ứ ộ ạ ầ ố ớ ụ ự ạ

có th đ c xác đ nh rõ ràng trên s l ng nh t m quan tr ng ít n u nguyên t ầ ế ọ ố ể ượ ố ượ ị ỏ

nh t dò đ ng nh nh t dò đ c đã đ c đ a ra ấ ượ c. M t cu c th o lu n v s l ả ề ố ượ ậ ộ ộ ấ ỏ ượ ượ ư

ch ở ươ ệ ng 8. S chính xác và đ chính xác càng tr nên quan tr ng nh m c hi n ư ứ ự ộ ọ ở

nay g n đúng v i s l ớ ố ượ ầ ng nh nh t dò tìm đ ấ ỏ ượ c. Nh v y nh ng phân tích là ữ ư ậ

đi u th ề ườ ệ ng xuyên mong mu n trong ng d ng v pháp y, trong đó s hi n di n ụ ự ệ ứ ề ố

ho c m t v t li u là b ng ch ng th c t c a m t y u t ủ ộ ế ố ộ ậ ệ ự ế ứ ằ ặ ụ . Vi c xem xét áp d ng ệ

t n u m c đ c đ nh là đ i v i ít b r ng ố ớ ề ộ cho vi c phân tích ng ệ ưỡ ng, đ c bi ặ ệ ế ứ ộ ố ị

ng nh nh t đ c tìm th y. Nhi u b r ng đáng k trên l ể ượ ỏ ấ ượ ề ộ khác có s n đ phân ể ề ẵ ấ

tích t ng đ i, nh ng s chính xác và m c đ chính xác cao h n đ ươ ứ ộ ơ ượ ự ư ố ầ c yêu c u

ng đ c xác đ nh là mô t m t kho ng th p h n gi i h n trên, nh n u s l ế ố ượ ượ ị ả ộ ấ ả ơ ớ ạ ư

ng pháp ti p c n khác. Ki m soát ch t l m t ph ộ ươ ế ậ ấ ượ ể ả ng các t p ch t trong kho ng ấ ạ

c cho phép, có th l n ho c nh so v i đ chính xác có n ng đ nhi m b n đ ồ ẩ ượ ễ ộ ớ ộ ể ớ ặ ỏ

s n c a phân tích, là m t ví d đi n hình. Vi c c g ng xác đ nh chính xác đ đo ẵ ủ ệ ố ắ ụ ể ể ộ ị

ng chính xác và đ chính xác nh thu n l i. Trong nhi u tr l ượ ậ ợ ư ộ ề ườ ể ạ ng h p có th đ t ợ

đ c đ chính xác cao h n kho ng xác đ nh thu đ c, trong khi đó vi c đ phòng ượ ộ ả ơ ị ượ ệ ề

i mà s làm gi m t ng s l i thì đ c s d ng. c a m i ng ọ ủ ườ ố ỗ ẽ ả ổ ượ ử ụ

7.1.2 Vi c tính toán đ nh y

Vi c tính toán đ nh y thì th ng đ c s d ng đ đánh giá các thông s

ệ ệ

ộ ạ ạ

ộ ườ ượ ử ụ ể ố

ng đ n l ng nh nh t c a m t nguyên t có th đ mà nh h ả ưở ế ượ ỏ ấ ủ ộ ố ể ượ ặ c tìm th y ho c ấ

đo đ ượ c cho m t b nh t đ nh c a s chi u x và giai đo n phân tích. S tính toán ế ạ ủ ự ộ ộ ấ ị ự ạ

đ a vào trong b n báo cáo tính ch t c a nguyên t ư ấ ủ ả ố ấ ủ và ch t n n, các tính ch t c a ấ ề

các ph ng ti n chi u x và các đi u ki n, và tính ch t c a hóa phóng x và h ươ ấ ủ ệ ế ề ệ ạ ạ ệ

th ng phép đo phóng x đ ạ ượ ử ụ ợ ớ c s d ng. Nh v y, vi c tính toán đ nh y h p v i ư ậ ệ ạ ố ộ

vi c nh là “ch y khô” ho c “ch y gi y” c a m t phân tích kích ho t phóng x ấ ư ủ ệ ạ ạ ạ ặ ộ ạ

c th trong đó vi c v ch ra k ho ch xác đ nh đ ụ ể ệ ạ ế ạ ị ượ c quy t đ nh ho c tính kh thi ặ ế ị ả

c thi i gi i cho ph c a phân tích đ ủ ượ ế ậ t l p. V c b n, s tính toán là m t l ự ề ơ ả ộ ờ ả ươ ng

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 15

ạ

ươ

trình kích ho t phóng x theo m t gi thi các đi u ki n. Đ i v i đ nh y t ạ ạ ộ ả t t ế ừ ố ớ ộ ạ ố i ệ ề

đa thì giá tr thích h p l n nh t hay nh nh t c a m t vài thông s s đ c đánh ố ẽ ượ ợ ớ ấ ủ ấ ộ ỏ ị

giá.

Trong quan đi m v t m quan tr ng c a vi c tính toán đ nh y trong phân ề ầ ủ ể ệ ạ ọ ộ

ng trình kích tích kích ho t,thì nó mong mu n xem xét m i tham s trong ph ố ạ ỗ ố ươ

ho t. Nói chung, các tham s đ c ch n đ c c đ i hóa (phóng c c to) l ng nh ố ượ ạ ể ự ạ ự ọ ượ ỏ

B ng 7.2 Các thông s nh h

ố ả

ả

ưở

ng đ n đ nh y l n nh t ấ

ạ ớ

ế

ộ

nh t phát hi n đ c v i l c. ệ ượ ớ ượ ấ ng chi u x có th đ t đ ạ ể ạ ượ ế

I. Phép đo phóng x ạ

1. Phông detector, B

2. T l

phân gi

i thi u trên phông,

ỷ ệ

i t ả ố

ể

i năng l

Am(t) ; 2B ng c a h th ng, FWHM

3. Đ phân gi ộ

ả

ủ ệ ố

ượ

˛=

4. Tính hi u su t toàn ph n cho h t nhân phóng x , ạ ầ

ệ

ạ

ấ

iC D

II. Quá trình x lý sau khi chi u x

ế ạ

ử

1. Phân rã trong su t kho ng th i gian trôi qua t

ả

ố

ờ

ừ ố ủ

ắ cu i c a quá trình chi u x đ n khi b t

ạ ế

ế

eλt

đ u đ m, ầ

ế

2. Năng l

ượ

ng hóa h c c a ch t, ọ ủ

ấ Y

ẫ

ộ

h p th trong đ dày m u đo, 3. Đ t ụ ộ ự ấ III. Đi u ki n chi u x ế ạ ệ ề

1. Ti

t di n ngang cho ph n ng đ

c l a ch n,

ế

ả ứ

ệ

ượ ự

ọ σ

2. Thông l

ng l n nh t và c

ng đ chùm tia,

ượ

ấ

ớ

ườ

ộ

uv f , J

(1- e -λT)

bão hòa, 3. Nhân t ố IV. Đi u ki n m u đo ẫ ệ

ề

1. Đ ph c p c a các đ ng v đ

ổ ậ ủ

ị ượ ự

ọ fi c l a ch n,

ồ

ộ

2. Kích th

c l n nh t c a m u đo thích h p cho chi u x ,

ướ ớ

ấ ủ

ạ S

ế

ẫ

ợ

3. Đ c đi m c a các thành ph n khác trong m u đo

ủ

ể

ẫ

ặ

ầ

Danh sách trong b ng 7.2 g m nhi u h ng s và các nhân t ồ ề ằ ả ố ố ử th nghi m đ xác ệ ể

i đa c a m t phân tích c th . Và vi c l a ch n các giá tr cho các đ nh đ nh y t ộ ị ạ ố ụ ể ệ ự ủ ộ ọ ị

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 16

ạ

ươ

tham s thì b t đ u v i h th ng phép đo phóng x và k t thúc v i kích th ớ ệ ố ắ ầ ế ạ ố ớ ướ c

m u c n thi t. ẫ ầ ế

Phép đo phóng x ạ

M c t i thi u có th thu đ ứ ố ể ể ượ ố ộ ế c t c đ đ m c a m u đo đã đ ủ ẫ ượ ạ c kích ho t

thì b nh h ị ả ưở ng rõ ràng b i phông đ m, hi u su t và m c đ c a các nhân phóng ấ ứ ộ ủ ế ệ ở

x nhi u trong m u đ m. V i s tách hóa phóng x thì vi c nh h ạ ớ ự ệ ả ế ễ ạ ẫ ưở ng đ n nhân ế

phóng x nhi u có th đ c làm gi m đáng k , th ng thì nh ng giá tr g n đúng ể ượ ễ ạ ể ườ ả ị ầ ữ

t nhiên thì s nhi u trong đ ng v phóng x v i b n ch t c a phông đ m. Và t ớ ả ấ ủ ế ấ ự ễ ồ ị ạ

không th đ c gi m b ng ph ng pháp hóa h c. Cho c a cùng m t nguyên t ộ ủ ố ể ượ ả ằ ươ ọ

m t phép đo b c x có phông là ứ ạ ộ ả ứ B cpm ( đây có th là giá tr c a ch t ph n ng ị ủ ể ấ

ho c thành ph n tán x Compton c a tia gamma năng r ng v i các m u th c t ỗ ự ế ặ ủ ầ ạ ẫ ớ

ng cao h n t l ượ ơ ừ ạ ộ các h t nhân phóng x t p ch t mà góp ph n t o nên ho t đ ng ầ ạ ạ ạ ấ ạ

đo l ng c a m t quang đ nh), m c t i thi u có th thu đ c t c đ đ m trên ườ ứ ố ủ ộ ỉ ể ể ượ ố ộ ế

ng đ c gi đ nh là 2 phông n n ề Am(t) thì th ườ ượ ả ị ấ B. Do đó cho m t ng đ m nh p ộ ố ế

nháy mà m u r ng c ch n đ đo ẫ ỗ cho th y giá tr là 200 cpm trong các kênh đ ấ ị ượ ể ọ

quang đ nh c a các nhân phóng x mong mu n, ho t đ ng quang đ nh t ạ ộ ủ ạ ố ỉ ỉ ố i thi u có ể

th v ể ượ t quá yêu c u 400 cpm. ầ ấ ủ Cho m t máy đ m đ i trùng phùng phông th p c a ế ộ ố

phông 0.2 cpm mà m ng l ạ ướ i ho t đ ng nh nh t có th đ ỏ ạ ộ ể ượ ố ằ c b trí th p b ng ấ ấ

0.4 cpm. Tuy nhiên, vì nh ng l n đ m kéo dài c n thi ữ ế ầ ầ t đ đ t đ ế ể ạ ượ ầ c th ng kê đ y ố

i thi u c a 1 cpm thì th ng đ đ t c đ đ m, m t m c t ủ ố ộ ế ứ ố ộ ể ủ ườ ượ ử ụ c s d ng.

Liên quan v i phông trong h th ng quang ph k tia gamma là đ phân ệ ố ổ ế ớ ộ

gi i c a h th ng. Nói chung đ phân gi i càng l n, phông càng th p, t m t vài ả ủ ệ ố ộ ả ấ ừ ộ ớ

kênh là c n thi t đ bao g m toàn ph n năng l ng đ nh. Đ phân gi ầ ế ể ầ ồ ượ ộ ỉ ả ủ i c a

detector nh p nháy và tinh th ch t bán d n đã đ ể ấ ẫ ấ ượ ầ c cho nh FWHM, b r ng đ y ề ộ ư

ng đ y đ t i m t n a c c đ i. Thêm m t thông s đ c a m t đ nh năng l ộ ỉ ủ ủ ượ ầ ủ ạ ộ ử ự ạ ộ ố

˛=

quan tr ng cho đ nh y c c đ i là tính hi u su t toàn ph n. ạ ự ạ ệ ấ ầ ộ ọ

iC D

(trong c/d) (5)

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 17

ạ

ươ

ng c a s phân rã c a h t nhân trong V i ớ Ci là s đ m c a b c x i và D là s l ủ ứ ạ ố ế ố ượ ủ ạ ủ ự

cùng kho ng th i gian. Tính hi u su t toàn ph n cho riêng m t h t nhân phóng x ộ ạ ệ ầ ấ ả ờ ạ

ph thu c vào c hi u su t năng l ng b c x c a h th ng máy dò và trên s đ ả ệ ụ ấ ộ ượ ứ ạ ủ ệ ố ơ ồ

phân rã c a các h t nhân t ủ ạ ự ộ phân rã, mà là đ c l p v i h th ng đo. Theo đó m t ớ ệ ố ộ ậ

65Cu ( xem b ng 7.1) phân rã ch có

ố ớ detector nh p nháy NaI có th có hi u su t là 20% hi u su t cho 1.04 MeV đ i v i ấ ệ ệ ể ấ ấ

tia gamma, nh ng các h t nhân phóng x 5.1 m ạ ư ạ ả ỉ

ộ ạ 9% v i s phát x c a 1.04 MeV tia gamma. Tính hi u su t toàn ph n cho m t h t ớ ự ạ ủ ệ ầ ấ

ạ ể ế

= 0.20 0.09 0.018

nhân phóng x trong máy đ m có th là : ˛= · (c/d) (6)

Các đi u ki n đ m khác, ch ng h n nh đ dày m u ho c tính hình h c, có th ư ộ ế ề ệ ẫ ặ ạ ẳ ọ ể

˛ nh h là th ng xuyên đ c xác ả ưở ng đ n tính hi u su t toàn ph n. Theo đó ấ ế ườ ượ ệ

đ nh t ị m t đ ừ ộ ườ ủ so v i ớ Eradn cho m t b trí c đ nh c a ộ ố ố ị ầ ẩ ủ ˛ ng cong hi u chu n c a ệ

các đi u ki n đ m (xem hình 6.7). ế ề ệ

Quá trình x lý sau khi chi u x ế ạ ử

Trong phân tích kích ho t hóa phóng x , các m u đ m đ ế ạ ạ ẫ ượ c chu n b t ẩ ị ừ

vi c ch t mang đã đ c r a s ch và đ ệ ấ ượ ữ ạ ượ ợ c đóng khung trong m t d ng thích h p ộ ạ

cho h th ng phát hi n; cho ví d , m t k t t a m ng trên gi y l c ho c tinh th ụ ộ ế ủ ấ ọ ệ ố ệ ặ ỏ ể

ph ng đ m tia gamma. Các y u t ng ng làm nh h t ế ố ươ ứ ế ả ẳ ưở ạ ự ng đ n đ nh y c c ộ ế

đ i là th i gian trôi qua t ạ ờ ừ lúc b t đ u đ m cho đ n cu i c a s chi u x : ế ạ ế ố ủ ự ắ ầ

ế ( ) A t el (7)

Năng l ượ ng hóa h c c a ch t: ọ ủ ấ

(8)

Và s m t mát c a b c x trong m u v i s ủ ứ ạ ự ấ ớ ự tự h p th : ụ ẫ ấ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 18

ạ

ươ

(9)

Vì v y, t l ậ ỉ ệ ủ ế ạ ế

0 min

.60

(dps) (10) ˛ phân rã c a nhân phóng x khi k t thúc chi u x là ạ mA t e ( ) Y F . .

Các đi u ki n chi u x ệ ế ạ ề

t di n cho ph n ng đ Các tham s chính c a chi u x là các ti ủ ế ạ ố ế ả ứ ệ ượ ự c l a

ch n, thông l ng h t c c đ i ho c c ọ ượ ạ ự ạ ặ ườ ờ ng đ chùm tia có s n, và kho ng th i ẵ ả ộ

gian c a quá trình chi u x này. Tham s đ u tiên là m t giá tr c đ nh; th hai thì ố ầ ị ố ị ế ạ ủ ứ ộ

c đ nh b i các ph ở ố ị ươ ế ng ti n chi u x nói riêng. Vì v y ch có th i gian c a chi u ế ạ ủ ệ ậ ờ ỉ

i u đ c l c x là m t bi n thiên nói chung có giá tr t ạ ị ố ư ượ ướ ượ ế ộ ng. C s đ đánh ơ ở ể

giá thì đ c xem xét trong ph n 7.1.1. ượ ầ

min dps thì khi y đ

L ng t i thi u c a h t nhân bia đo đ ượ ố ể ủ ạ ượ ư 0 c nh D ấ ượ c

0 min

tính b ngằ

n min

D (1

e l

(các nguyên t ) (11) ử - -

Các đi u ki n m u đo ệ ề ẫ

ng t i thi u c a các nguyên t c a ch t đ ng v i có th N u nế min(i) là l ượ ố ể ủ ử ủ ấ ồ ị ể

tìm ra b i các tham s đã nói trên, kh i l ng t i thi u (đ nh y t ở ố ở ố ượ ố ộ ạ ố ể ủ i đa) c a

A n .

i ( )

nguyên t c là ố có th tìm đ ể ượ

min

min f N .

(12)

Ho c, tóm l i, đ hi n th t t c các tham s mà đã đ c xem xét: ặ ạ ể ệ ị ấ ả ố ượ

min

. f N Y F .

A A t e ( ) m sf .60. .

. .(1

)

(13) - ˛ -

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 19

ạ

ươ

V i A = s nguyên t c a nguyên t , ố ớ ử ủ ố

i thi u có th tìm đ ố ể ể ượ c trong th i gian đ m, ờ ế

e khi k t thúc chi u x đ n khi b t đ u đ m, Am(t) = t c đ đ m t ố ộ ế l t = s phân rã t ừ ự ế ạ ế ắ ầ ế ế

f = đ ph c p c a các đ ng v , ị ổ ậ ủ ộ ồ

ằ ố

N = h ng s Avogadro, ˛ = hi u su t toàn ph n, ấ ệ ầ

Y = năng l ng hóa h c, ượ ọ

F = các m t mát trong quá trình t ấ ự ấ h p th , ụ

60 = y u t đ chuy n dp phút sang dp giây, ế ố ể ể

t di n ph n ng, ế ả ứ

σ = ti ệ f = thông l ượ ng chi u x , ế ạ

)Tel

- = nhân t ố bão hòa cho th i gian dài chi u x , ế ạ ờ

Nói chung đó là n ng đ c a m t nguyên t ộ ủ ồ ộ đ ố ượ c mong mu n ch không ố ứ

ng tuy t đ i trong m u đo, và do đó l ph i là l ả ượ ệ ố ẫ ượ ế ạ ng m u đo l y cho chi u x là ẫ ấ

S gram thì n ng đ t t ố i đa cho đ nh y t ộ ạ ố i đa. N u kh i l ế ố ượ ng c a m u đo là ẫ ủ ộ ố i ồ

thi u c a nguyên t đo đ c là ể ủ ố ượ

min

W min S

· (14)

Trong đó UF là nhân t đ n v , ví d n u ố ơ ệ ụ ế Cmin là mong mu n trong ph n tri u ầ ố ị

UF = (ppm) ho c mg/l thì ặ UF = 10+6. N u ế Cmin là mong mu n trong ph n trăm thì ầ ố

102.

ầ Đ c đi m c a các thành ph n khác trong m u đo có th đóng m t ph n ủ ể ể ầ ẫ ặ ộ

quan tr ng trong phân tích nh t o ra nguy c b c x , làm gi m thông l ng có ơ ứ ạ ư ạ ả ọ ượ

ng đ c a chùm tia ho c năng l ng (xem ng 8), ho c đòi s n, ho c c ẵ ặ ườ ộ ủ ặ ượ ch ở ươ ặ

h i s tách hóa phóng x t ng th gi m sinh ra hóa ch t có th đ t đ ể ả ỏ ự ể ạ ượ ạ ổ ấ ữ c. Nh ng

nh h ng nh v y đ c l c ả ưở ư ậ ượ ướ ượ ng d a trên c s cá nhân k t ơ ở ể ừ ự khi nh ng quy ữ

lu t t ng quát không còn đ y đ và chính xác đ đánh giá s thay đ i trong đ ầ ủ ậ ổ ự ể ổ ộ

nh y t i đa. ạ ố

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 20

ạ

ươ

M t ví d v vi c tính toán đ nh y, m t phân tích kích ho t đ xác đ nh ụ ề ệ ạ ể ạ ộ ộ ộ ị

c đánh giá. Các d li u sau đ c gi đ ng (Cu) trong đ gia d ng nhôm s đ ồ ẽ ượ ụ ồ ữ ệ ượ ả

đ nh đ biên so n chop hen ng kích ho t ị ứ ể ạ ạ 65Cu(n,γ)66Cu.

1. H th ng đ m: ệ ố ế

Detector nh p nháy NaI(Tl), t ng B (quang đ nh) = 100 cpm, ấ ổ ỉ

Amin(t) = 200 cpm,

Hi u su t toàn ph n = 1.8%. ệ ấ ầ

2. Quá trình x lý sau khi chi u x : ế ạ ử

Kho ng th i gian đ m = 8.3 phút, ế ả ờ

Hi u su t hóa h c (ph n ng hóa h c nhanh) = 48%, ả ứ ệ ấ ọ ọ

; 0,

Đ t h p th trong m u đo ộ ự ấ ụ ẫ

3. Đi u ki n chi u x : ế ạ ệ ề

Ti t di n ngang = 2.3 barn, ế ệ

12n/cm2s,

Thông l ượ ng có s n = 10 ẵ

Th i gian chi u x = 10 phút ( ế ạ ờ đ gi m thi u s đóng góp c a 1.34 MeV tia ể ả ể ự ủ

gamma t 12.8 gi ừ ờ 64Cu)

4. Đi u ki n m u đo: ệ ề ẫ

Đ phong phú đ ng v c a ị ủ 65Cu = 0.309 ồ ộ

Kích th c l n nh t c a m u = 5g ướ ớ ấ ủ ẫ

27Al(n,γ)2.30

Không có các thành ph n chính b nhi u, ngo i tr nhôm 100% ạ ừ ễ ầ ị

m 28Al (σ = 0.23b)

Tính:

(%)

min

W 10 min S

(0.693/5.1)8.3

(%)

· · ·

min

(0.693/5.1)10

5 0.309 6.023 10

e 10 63.54 200 24 0.018 0.48 1.0 2.3 10

12 10

)

- - · · · · · · · · · · -

2.86 10 %-

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 21

ạ

ươ

Đ tính s ho t đ c a nhôm vào cu i các quá trình chi u x : ế ạ ố ạ ộ ủ ể ố

sf D n

e l

- -

(0.693/2.30)10

2.3 10

)

· · - - · · · -

5 6.023 10 26.98 10 2.82 10

dps

quá trình x lý sau khi chi u x

7.1.3 Quá trình x lý sau khi chi u x ế ạ ử ử

a. Hóa phóng x ạ so v i công c

Có 2 cách l a ch n cho ự ọ ế ạ c th : ụ ể

b. Ph

ớ ụ phân tích phóng xạ

ươ ng pháp so sánh đ i v i s xác đ nh tuy t đ i ố ớ ự ệ ố . Tiêu chu n cẩ ơ ị

mu n đo. Y u t nh h b n có th xem đ nh y v i nguyên t ộ ả ể ạ ớ ố ế ố ả ố ưở ộ ạ ng đ n đ nh y ế

ch t n n cũng g m tính ch t hóa h c, v t lý, và tính ch t h t nhân c a nguyên t ồ ấ ạ ủ ấ ậ ọ ố ấ ề

nh c a các nguyên t mong mu n. N u b c x c a các nhân phóng x tìm đ ư ủ ố ế ứ ạ ủ ạ ố ượ c

ng theo đ nh l có th đo l ể ườ ị ượ ng chính xác và không c n hòa tan các m u và chia ầ ẫ

các h t nhân phóng x b nhi u c a nó, t tách hóa h c các h t nhân phóng x t ạ ạ ừ ọ ễ ủ ạ ị ạ ấ t

nhiên, sau đó thì ph ng pháp phân tích s đ ươ ng ti n c a ph ệ ủ ươ ẽ ượ ư ộ c u chu ng

nhi u h n. Tr ng h p các h t nhân phóng x không th tìm hi u m t cách rõ ề ơ ườ ể ể ạ ạ ợ ộ

ràng tính đ n tr gi a các h t nhân phóng x sinh ra, vi c đòi h i ph ng pháp chia ị ữ ệ ạ ạ ơ ỏ ươ

ơ tách hóa phóng x ph i rõ ràng. Nó là ph m vi trung bình c a quang ph này, n i ạ ủ ạ ả ổ

mà khó khăn trong vi c l a ch n ph ng pháp tr nên hi n nhiên. Các nhân phóng ệ ự ọ ươ ể ở

t rõ ràng trong quang ph k năng l x tìm ki m có th đ ế ạ ể ượ c nh n bi ậ ế ổ ế ượ ứ ng b c

ng c a nó ph i đ x , nh ng phép đo đ nh l ạ ư ị ượ ả ượ ủ ặ ủ c th c hi n trong s có m t c a ự ự ệ

ố phông l n c a các nhân phóng x khác (ví d : tán x comton trên di n r ng, t c ớ ủ ệ ộ ụ ạ ạ

đ đ m c a các nhân phóng x v i năng l ộ ế ạ ớ ủ ượ ng tia gamma l n h n trong các kênh ớ ơ

c a các nhân phóng x tìm ki m c a đ nh ph quang k ). Trong các tr ủ ủ ỉ ế ế ạ ổ ườ ợ ng h p

nh ng đánh giá v vi c tăng đ chính xác c a phép đo c n ph i đ c cân nh c v ề ệ ả ượ ữ ủ ầ ộ ắ ề

s b t ti n ho c khó khăn trong vi c đ a vào thành công trong vi c tách hóa phóng ự ấ ệ ệ ư ệ ặ

x trong kho ng th i gian đ m k c tr ờ ạ ể ả ướ ế ả ế c khi phân rã nhân phóng x đ n khi k t ạ ế

c). Trong nhi u tr ng h p, đ c bi thúc phân rã (đ n khi không đo đ ế ượ ề ườ ặ ợ ệ ạ t các h t

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 22

ạ

ươ

nhân phóng x có chu kỳ bán rã b ng th i gian x lý hóa phóng x , và nó đánh giá ờ ử ạ ằ ạ

là khó khăn đ th c hi n. Cho nh ng tr ng h p này, nh ng kinh nghi m hóa ể ự ữ ệ ườ ữ ệ ợ

phóng x c a nhà phân tích nói chung đóng vai trò quan tr ng trong vi c đ a ra ệ ư ạ ủ ọ

quy t đ nh cu i cùng. ế ị ố

Vi c th hai c a l a ch n này nói chung là d dàng th c hi n h n. ủ ự ơ Kỹ ứ ự ễ ệ ệ ọ

thu t thí nghi m hoàn toàn xác đ nh s phân tích b ng cách đánh giá v ph ự ệ ề ằ ậ ị ươ ng

c sinh ra ban đ u đ c cho b i: ạ ầ ượ ở

sf n Đ phân tích s h t nhân bia c a m t nguyên t

- - (15) trình kích ho t phóng x , trong đó phóng x đ ạ ạ ượ e l

D ố ạ

(1 ủ

)t ộ

c tính ể ố trong m u đo đ ẫ ượ

toán t các giá tr đo t c đ phân h y ban đ u, thông l ng neutron ho c c ừ ủ ầ ố ộ ị ượ ặ ườ ng

t c a d li u h t nhân phù đ chùm h t, th i gian chi u x và các giá tr đã bi ộ ế ạ ạ ờ ị ế ủ ữ ệ ạ

t di n ph n ng. Th i gian chi u x th ng đo h p, nh là chu kỳ phân rã và ti ợ ư ế ả ứ ạ ườ ệ ế ờ

ng đ n gi n, m c dù v n đ có th n y sinh v i ph n thêm vào ch m và di l ườ ể ả ề ầ ậ ả ặ ấ ơ ớ

chuy n đi vào lò ph n ng, làm ch m t m th i c a các chùm h t .… T c đ phân ạ ố ộ ờ ủ ả ứ ể ậ ạ

rã nên đ t b đo b c x chính xác cho m t nhân phóng x riêng. ượ c đo b ng thi ằ ế ị ứ ạ ạ ộ

Các thông l ng ho c c ng đ chùm tia ph i đ c đo b ng máy phát hi n phóng ượ ặ ườ ả ượ ộ ệ ằ

ng đ x thích h p, th ạ ợ ườ ượ ế ứ ẩ c th c hi n v i m u chi u x . Nói chung, h t s c c n ự ệ ế ẫ ạ ớ

th n áp d ng đ đ t đ c giá tr chính xác c a m i thông s trong ph ng trình ể ạ ượ ụ ậ ủ ỗ ố ị ươ

kích ho t.ạ

M t đánh giá v đ chính xác và chính xác có th đ t đ c b ng đ m tia ể ạ ượ ằ ề ộ ế ộ

gamma tuy t đ i và phép tính tr c ti p c a tr ng l ng các nguyên t ch a bi ế ủ ệ ố ự ọ ượ ố ư ế t

c th c hi n b i Girardi, Guzzi, và Pauly* t ừ các h ng s h t nhân đã đ ố ạ ằ ượ ệ ở ự

Cách th c c a máy đo m u c a phân tích kích ho t phóng x d a trên ứ ủ ạ ự ủ ẫ ạ

phân tích đ ng th i c a m t m u th đã bi t tiêu chu n cho các nguyên t mong ờ ủ ử ẫ ồ ộ ế ẩ ố

mu n đo trong đó các m u đo đã bi t và ch a bi ẫ ố ế ư t đ ế ượ ướ c x lý nh nhau. D i ư ử

đi u ki n nh v y, m t vài thông s ph bi n trong kích ho t thì b ng nhau, ngay ổ ế ư ậ ề ệ ạ ằ ộ ố

1 F. Girardi, G. Guzzi, và J. Pauly, phân tích kích ho t b i ............

ạ ở

c chính xác. c khi nó không đ ả ượ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 23

ạ

ươ

u u

(16)

- -

(1 (1

e e

) )

0 D u 0 D k

sf n u sf n k

- -

Và cho th i gian chi u x b ng nhau, đi u ki n thông l ế ạ ằ ệ ề ờ ượ ng chi u x , và ti ế ạ ế ệ t di n

(17)

n u

n k

0 D u 0 D k

bia ch a bi c tính b i: ph n ng v i các nguyên t ớ ả ứ ử ư t đ ế ượ ở

Trong th c t ,vi c đo nhân phóng x c a hai m u đo không c n ph i chính xác ự ế ệ ạ ủ ả ẫ ầ

(18)

n u

n k

D t ( ) u D t ( ) k

nh phóng x kích ho t ban đ u, nh ng có th đúng v i m i th i gian: ư ư ể ầ ạ ạ ọ ờ ớ

S d dàng c a ph ng pháp so sánh phân tích kích ho t, mà ch đòi h i các phép ự ễ ủ ươ ạ ỏ ỉ

đo t ng đ i và rút ra s c n thi ươ ự ầ ố ế ế t cho các s li u v h t nhân chính xác, đã có k t ố ệ ề ạ

ng pháp tuy t đ i. Tuy qu trong vi c s d ng r ng rãi nhi u h n so v i ph ộ ệ ử ụ ề ả ớ ơ ươ ệ ố

nhiên trong ph ươ ng pháp này, đi u ki n các m u ph i b ng và so sánh ph i đ ẫ ả ằ ả ượ c ề ệ

c dùng đ so sánh ph i đ duy trì c n th n. Các m u đ ậ ẫ ẩ ượ ả ượ ể c chu n b và tóm l ị ẩ ượ c

các m u ch a bi t đ sao cho chúng chi u x gi ng nhau theo các đi u ki n cùng ư ẫ ế ể ạ ố ệ ế ề

thông l ng. Đi u này không ph i lúc nào cũng d dàng đ t đ ượ ạ ượ ễ ề ả ữ c trong nh ng

i mà trong đó c ng đ chùm tia ho c thông l ng thay đ i liên đi u ki n thu n l ệ ậ ợ ề ườ ặ ộ ượ ổ

t c theo th i gian ho c v trí. Quá trình x lý sau khi chi u x k t qu c a các ụ ạ ế ả ủ ử ế ặ ờ ị

c bi m u đo mà t c đ đ m thì đ ố ộ ế ẫ ượ c đo v i m t hi u qu đ ộ ả ượ ệ ớ ế ế ệ t đ n. Các bi n

pháp khác thì đ t kê trong ch ng 8. c li ượ ệ ươ

7.1.4 Ph

ng pháp đ nh l

ượ

ị

ạ ng pháp hóa phóng x cho vi c phân tích b c x , nó rút ra yêu

ươ M t ph ộ

ng hóa phóng x ệ ạ

ứ ạ ươ

ng hóa h c, đ ã đ c u cho s xác đ nh v năng l ầ ự ề ị ượ ọ ượ c phát tri n b i Ruzicka và ở ể

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 24

ạ

ươ

Stary*2. Ph ng pháp c a h cũng tăng lên tính ch n l c phù h p v i ph ng pháp ươ ủ ọ ọ ọ ợ ớ ươ

chia tách hóa phóng x .ạ

Trong ph c đo ươ ng pháp so sánh, m i liên h c a công th c (18) b c x đ ệ ủ ứ ạ ượ ứ ố

đúng b ng t ng giá tr năng l ng hóa h c. Ph ng pháp hóa h c l ng pháp có ằ ổ ị ượ ọ ươ ọ ượ

ng hóa h c, n u hai cái này b ng nhau, đó là giá tr ch cho m t ph n các năng l ộ ầ ỉ ị ượ ế ằ ọ

kh i l ng c a nguyên t trong m u đo ch a bi t và m u chu n s t l ố ượ ủ ố ư ẫ ế ẩ ẽ ỉ ệ ẫ ậ thu n

c tính: v i ho t đ trong hai m u đ ớ ạ ộ ẫ ượ

(19)

A t ( ) u A t ( ) k c hai yêu c u sau đây m t cách th a mãn: ộ

W u W k ầ

N u đáp ng đ ỏ ứ ế ượ

L ng ch t thêm vào m i m u trong hai m u đo là b ng nhau. ượ ẫ ẫ ằ ấ ỗ

2) Các ph n nh đ c thu h i c a h p ch t tách ra đ c s d ng đ ỏ ượ ầ ồ ủ ợ ấ ượ ử ụ ể

đo b c x thì b ng nhau. ứ ạ ằ

đi u ki n đ u thì d dàng đ t đ c theo ý mu n, đi u ki n th hai M c dùặ ạ ượ ễ ệ ề ầ ứ ệ ề ố

thì nhi u khó khăn h n, ph ng pháp chia tách đ nh l ng tiên ti n c a Ruzicka và ề ơ ươ ị ượ ế ủ

Stary đ t đ đi u ki n th hai b i s không đ y đ ngoài ra phân đo n không c ạ ượ ở ề ầ ủ ở ự ứ ệ ạ

đ i di chuy n c a ch t mang thêm vào. Đây đ ấ ổ ể ủ ượ ộ c th c hi n b ng cách thêm m t ự ệ ằ

ng nh ch t ph n ng mà t ng ng v i l ng pháp hóa h c v i l l ượ ả ứ ấ ỏ ươ ớ ượ ứ ớ ượ ọ ủ ng c a

ch t thêm vào. Đ cho ph ể ấ ươ ả ng pháp này thành công các ch t ph n ng này ph i ả ứ ấ

ph n ng v i s l ng nguyên t mang t d ng c a m t h p ch t d dàng tách t ớ ố ượ ả ứ ố ừ ạ ấ ễ ộ ợ ủ ừ

m t vài nguyên t vi c tăng thêm ch t mang vào và t ấ ệ ừ ộ ố ị ấ ề b nhi u trong ch t n n. ễ

Quá trình tách đ c mô t cho (a) dung môi b ng s chi ượ ả ự ằ ế t, (b) trao đ i ion, (c) s ổ ự

k t t a. Nh ng hi n t ế ủ ệ ượ ữ ng khác có th x y ra, ch ng h n nh đi n phân. Ph ẳ ư ệ ể ả ạ ươ ng

pháp này đ c bi ặ ệ ữ ấ t h u ích cho phân tích kích ho t b i vì vi c thêm vào các ch t ạ ở ệ

mang (th ng dùng đ i l ng là miligam) đ n gi n h n giai đo n tách đ nh l ườ ạ ượ ạ ả ơ ơ ị ượ ng

hóa phóng x .ạ

ộ ế ố ấ ạ

ế c u t o đ c tr ng c a tách phân tích kích ho t: thuy t

ủ

ặ

ạ

ng pháp, Talanta 10, 287-293 (1963).

2 J. Ruzicka và J. Stary, m t y u t ( nguyên lý) c a s xác đ nh hóa h c l ủ ự

ị

ọ ượ

t dung môi S chi ự ế

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 25

ạ

ươ

Cách thi t l p d ng c a s chi t dung môi: ế ậ ủ ự ạ ế

M + N(HA)org → (MAN)org + N(H) (20)

V i đi u ki n h n 99,9% HA ch t ph n ng ả ứ h u c đ ữ ơ ượ ử ụ ệ c s d ng trong vi c ệ ề ấ ơ ớ

N, l

-3 g/ml, và các n ng đ phân t

chi t tách ph c t p đ hình thành nên MA ng c a ch t ế ứ ạ ể ượ ấ mang thêm vào ủ

-2 M, ng

ion và ch t h u c ph n ng k t t a thì kho ng 10 ả ồ ộ ử ấ ữ ơ ả ứ ế ủ

ng pH đ kho ng 10 ả ưỡ ượ c xác đ nh b ng công th c ứ ằ ị

log

‡ - (21)

1 N nguyên t

kim lo i có th đ c d đoán trong Giá trị xác đ nh c a pH ị ủ c a ủ m t vài ộ ố ể ượ ự ạ

K đ kho ng t ả ừ giá tr c a log ị ủ ượ ấ c ghi trong b ng 7.3. N u m t t m ch n là ch t ế ộ ấ ắ ả

s, các

c s d ng đ tăng tính ch n l c b ng cách t o thành h p ch t MB HnB đ ượ ử ụ ọ ọ ể ạ ằ ấ ợ

ng ng Ph có th đ c tính t ưỡ ể ượ ừ

]

log

+ K

+ log(1

)

[ K B s

1 N

(23)

‡ - (22)

[

] [ MB s ] [ ] M B

V i ớ

S trao đ i ion ự ổ

ng hóa cho ion trao đ i là đ t đ c b ng cách Đi u ki n cho ệ ề tách đ nh l ị ượ ạ ượ ổ ằ

ủ thêm vào h p ch t ph c t p này v i s phân ly c a các ion trao đ i x y ra sau c a ổ ả ứ ạ ớ ự ủ ấ ợ

nY ph i là m t d ng trung

. H p ch t ph c t p H các d ng ph c t p c a nguyên t ứ ạ ủ ạ ố ợ ứ ạ ấ ộ ạ ả

tính ho c MY mang đi n tích âm v i đi u ki n b n v ng, trong h th ng mà ệ ố ữ ề ệ ệ ề ặ ớ

ng c a h p ch t ph c t p thì là m t n a c a quá trình đ nh l ng hóa, c a l ượ ủ ợ ứ ạ ấ ị ượ ủ

] k ...

‡ (24) (cid:229) ộ ử ủ [ k

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 26

ạ

ươ

B ng 7.3 các giá tr logK đăng trên h th ng chi

t tách khác nhau

ệ ố

ả

ị

ế

Acetyl-

Benzoyl-

Dibenzoyl-

Thenoyltri-

8-hydroxy-

Dithizone

acetone

methane

fluoracetone

quinoline

trong

Kim lo iạ

trong

Carbon

Benzene

Chloroform

Tetra-

chloride

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 27

ạ

ươ

AgI

-7.8

-8.6

-4.5b

8.9

AlIII

-6.5

-7.6

-8.9

-5.2

BaII

-20.9c

-14.4

BeII

-2.8

-3.9

-3.5

-9.6

-3.2

BrIII

-1.2

9.6

-3.2

CaII

-18.3

-18.0

-17.9b

-12.0

CdII

-14.1

-14.0

-5.3c

2.1

-11.4

CoII

-11.1

-10.8

-2.2c

0.0

-6.7

CuII

-3.9

-4.2

-3.8

-1.8

9.6

-1.3

FeIII

-1.4

-0.5

-1.9

4.1

3.3

GaIII

-5.5

-6.3

-5.8

3.7

HgII

26.8

InIII

-7.2

-9.3

-7.6

-0.9

4.8

-4.3

LaIII

-20.5

-19.5

-16.4

-10.5

MgII

-16.6

-14.7

-15.1

MnII

-14.6

-13.7

-9.3

NiII

-12.1

-11.0

-2.2

-0.6

PbII

-10.2

-9.6

-9.4

-8.0

1.2

-5.2

PdII

1.2

15.0

>26

SeIII

-5.8

-6.0

-6.6b

-0.8

SrII

-20.0

-20.9

-19.7c

-14.1

ThIV

-12.2

-7.7

-6.4

-7.2

0.8

TlI

-3.3

-5.2

UVI

-5.2b

-4.7b

-4.1b

-1.6b

-2.0

ZnII

-10.8

-10.7

-2.4c

2.7

ZrIV

9.0

J. Ruzicka và J. Stary, m t y u t

ừ

ộ ế ố ấ ạ

ạ c u t o đ c tr ng c a tách phân tích kích ho t:

ủ

ặ

ng pháp, Talanta 10, 287-293 (1963).

thuy t ( nguyên lý) c a s xác đ nh hóa h c l ủ ự

ọ ượ

ế

ị

b H p ch t MA

c t o thành.

NHA đ

ấ

ợ

ượ ạ

c H p ch t MA

c t o thành

NHA2 đ

ấ

ợ

ượ ạ

a t

[

]

V i: ớ

]

] [ H H Y 1n [ H Y n

- (k0 = 1) (25)

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 28

ạ

ươ

S ch n l c c a vi c tách hóa h c l ng pháp trong vi c trao đ i ion cũng ự ọ ọ ủ ọ ượ ệ ệ ổ

B ng 7.4 các nguyên t

tích h p cho s xác đ nh l

ng pháp hóa phóng x

ả

ố

ự

ợ

ị

ượ

ạ

H t nhân phóng

Chu kỳ bán rã

t di n kích

Nguyên tố

ạ

ế

ệ

Đ ph c p(%) ổ ậ

ộ

ạ

Antimony

xạ 122Sb

2.8 ngày

ho t (barn) 6.8

57.25

Arenic

76As

5.4

100

26.5 giờ

124Sb

60 ngày

2.5

42.75

Bismuth

210mBi

5.0 ngày

0.019

100

Cadmium

115Cd

2.3 ngày

1.1

28.86

115mCd

43 ngày

0.14

28.86

117Cd

1.5

7.58

2.9 giờ

Chromium

51Cr

27.8 ngày

15.9

4.31

55Cr

3.6 phút

0.38

2.38

Cobalt

60mCo

10.5 phút

100

60Co

5.27 năm

100

64Cu

4.51

69.09

Đ ngồ

12.8 giờ

66Cu

5.1 phút

1.8

30.91

Gallium

70Ga

21.1 phút

1.4

60.4

72Ga

5.0

39.6

14.1 giờ

Vàng

198Au

2.7 ngày

100

Indium

114mIn

50 ngày

4.28

116mIn

54 phút

155

95.72

55Fe

2.6 năm

2.8

5.82

S tắ

59Fe

45 ngày

1.01

0.33

Chì

Th y ngân

197mHg

420

0.146

ủ

24 giờ

197Hg

880

0.146

65 giờ

203Hg

47 ngày

3.8

29.8

Molybdenum

99Mo

0.51

23.78

67 giờ

101Mo

15 phút

0.20

9.63

Niken

65Ni

1.52

1.08

2.56 giờ

Palladium

103Pd

17 ngày

4.8

0.96

t dung môi gi ng nh là s chi ư ự ố ế

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 29

ạ

ươ

109Pd

10.4

26.71

13.6 giờ

Platinum

193mPt

4.4 ngày

0.78

197Pt

0.87

25.3

18 giờ

Scandium

46Sc

84 ngày

100

108Ag

2.3 phút

51.35

B cạ

110mAg

253 ngày

3.2

48.65

Thallium

204Tl

3.9 năm

29.5

206Tl

4.3 phút

0.10

70.5

Thorium

233Th

22.4 phút

7.33

100

Vanadium

52V

2.8 phút

4.5

99.76

65Zn

245 ngày

0.47

48.89

K mẽ

69mZn

0.097

18.57

13.9 giờ

69Zn

55 phút

1.0

18.57

Zirconium

95Zr

65 ngày

0.076

17.40

2.80

a t

97Zr J. Ruzicka và J. Stary, m t y u t

ừ

ộ ế ố ấ ạ

17 giờ ạ c u t o đ c tr ng c a tách phân tích kích ho t:

0.053 ủ

ặ

thuy t ( nguyên lý) c a s xác đ nh l

ng pháp hóa phóng x , Talanta 10, 287-293 (1963).

ủ ự

ế

ị

ượ

ạ

S k t t a ự ế ủ

Đi u ki n cho các ph n ng k t t a cho phân ly l ế ủ ả ứ ề ệ ượ ớ ng pháp hóa h c v i ọ

ch t HA có ngu n g c t ố ừ ấ ồ ả

N HA

[

]

[

]

] [ M A

MA N

[ K HA [ N

]

các s n ph m hòa tan: ẩ ] (26)

[

]

V i ớ

] [ H A ] [ HA

(27)

+ +

Dùng phân tích kích ho t cho giá tr ng pH t ng đ ng là ạ ị c a ng ủ ưỡ ươ ươ

(28)

(

NpK

N 2 5 )

MA N

1 N ể ượ ế ụ

c ti p t c tăng lên b ng t m ch n kim lo i gây nhi u trong s ch n l c có th đ ự ọ ọ ễ ằ ấ ắ ạ

trong tr ng h p này pH đ ườ ợ ượ c xác đ nh là ị

+ +

]

NpK

2 5

+ N

+ log(1

[ K B S

MA N

1 N

Ø ø - (29) º ß

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 30

ạ

ươ

s tan trong n

Trong đó Ks h ng s không đ i c a h p ch t MB ổ ủ ợ ấ ằ ố cướ

Do đó tách l ng pháp hóa h c đ c s d ng trong phân tích kích ho t, vì ượ ọ ượ ử ụ ạ

nó không ch lo i b s c n thi t cho vi c ph i xác đ nh năng l ng hóa h c mà ỉ ạ ỏ ự ầ ế ệ ả ị ượ ọ

nó cũng có th làm tăng tính ch n l c c a giai đo n tách và k t qu phân tích ọ ọ ủ ể ế ạ ả

nhanh h n ho c nh y h n. M t s h t nhân phóng x phù h p v i s xác đ nh ộ ố ạ ớ ự ạ ặ ạ ơ ơ ợ ị

ng pháp hóa h c thì đ t kê trong b ng 7.4. l ượ ọ c li ượ ệ ả

c ngày càng chú

7.1.5 T phân chia hóa phóng x ự Trong nh ng năm g n đây t ữ

ạ đ ng phân tích hóa h c đã đ ự ộ

ầ ọ ượ

ý t i đ x lý s l ng l n các m u trong phòng thí nghi m. M c dù nó rõ ràng ớ ể ử ố ượ ệ ẫ ặ ớ

mà t đ ng phân tích kích ho t hóa phóng x s t b sung đ th c hành phân tích ự ộ ạ ẽ ự ổ ể ự ạ

kích ho t, m t vài k t qu đã đ đ ng tách hóa ế ạ ả ộ ượ c báo cáo v vi c áp d ng t ề ệ ụ ự ộ

phóng x . Đây là đi u ch y u b i vì nh ng khó khăn v n có trong các quá trình ủ ế ữ ề ạ ố ở

ho t đ ng hóa ch t có liên quan đ n giai đo n thay đ i và phân tách s c ký. ạ ộ ế ạ ắ ấ ổ

S t đ ng hóa không nh t thi t nghĩa là c i ti n, nó th ng ch có ý nghĩa ự ự ộ ấ ế ả ế ườ ỉ

ng. v s thu n ti n và kinh t ề ự ệ ậ ế , đôi khi s gi m v ch t l ẽ ả ấ ượ ề Phân tích kích ho tạ

ng pháp dùng d ng c không th t này có th không ch duy nh t b ng các ph ỉ ấ ằ ể ươ ể ự ụ ụ

c cho công c phân tích kích ho t. t cho kh năng phân đ ng hóa đ ộ ượ ạ Vi c c n thi ệ ầ ụ ế ả

tích cho các m u v i s l c ch ng minh trong nhi u tr ớ ố ượ ẫ ng r t l n đã đ ấ ớ ượ ứ ề ườ ng

đ ng hóa. Đi u đ c bi h p phát tri n c a máy t ể ợ ủ ự ộ ề ặ ệ ạ t quan tâm khi m t giai đo n ộ

hóa phóng x s phân tách m t tr ng h p nhi u khó khăn nh t mà r c r i trong ạ ẽ ộ ườ ắ ố ễ ấ ợ

vi c đo l đ ng hóa phân tích kích ệ ườ ng c a m t nguyên t ộ ủ ố mong mu n. Vi c t ố ệ ự ộ

ho t hóa phóng x đ ạ ượ ạ c phát tri n đ đ ể ể ươ ủ ng đ u v i nh ng v n đ chung c a ữ ề ấ ầ ớ

nh ng ch t hi n có Natri và Clo trong các m u sinh h c ho c m u n ữ ệ ẫ ặ ẫ ấ ọ ướ ể c bi n,

4 l n so v i ớ

trong đó các h t nhân phóng x có th có m t v i n ng đ l n h n 10 ặ ớ ồ ộ ớ ể ạ ạ ơ ầ

các nguyên t tìm đ c. trong m t s tr ng h p lo i b h t nhân phóng x ố ượ ộ ố ườ ạ ỏ ạ ợ ạ 24Na

và 38Cl đã cho phép đo kích th c nguyên t mong mu n tìm đ ướ ố ố c đ ượ ượ ằ c đo b ng

quang ph tia gamma mà không c n làm s ch thêm. ầ ạ ổ

T tách hóa ch t c a nhi u m u có th có đ c b ng hai cách nh đ ấ ủ ự ề ể ẫ ượ ư ượ c ằ

mô t b i Girardi et al *. ả ở

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 31

ạ

ươ

1. M u đ ẫ ượ c di chuy n liên t c xem nh m t “quá trình phân tích”, nó có ư ộ ụ ể

th đ ể ượ ế c đ nh nghĩa nh là chu i c a các quá trình ho t đ ng d n đ n ạ ộ ỗ ủ ư ẫ ị

tách ra h p ch t mong mu n trong m t hình th c thích h p đ n detector ứ ế ấ ợ ợ ố ộ

thích h p quá trình ho t đ ng (phân tích). ạ ộ ợ

2. Ch t ph n ng thêm vào m u, b t đ u v i m t chu i m u đ ẫ ắ ầ ả ứ ẫ ượ ẫ ế c d n đ n ấ ộ ỗ ớ

và t i đa hóa vi c x lý m u trong m i bình ph n ng. ố ệ ử ả ứ ẫ ỗ

Trong ph ng pháp đ u tiên các ch t đ c đ a vào và các ch t th i ra ươ ấ ượ ầ ư ấ ả

đ c chi t tách t i các th i đi m thích h p trong quá trình ho t đ ng. Hình 7.2 cho ượ ế ạ ạ ộ ể ờ ợ

th y s đ h th ng t ấ ơ ồ ệ ố ự ộ ộ đ ng trong đó các m u di chuy n liên t c trong su t m t ụ ể ẫ ố

quá trình phân tích và các giai đo n c a ph ng pháp tách. Trong h th ng này các ạ ủ ươ ệ ố

m u đ c tách t ẫ ượ ừ ộ ấ m t ch t khác b ng cách b m không khí ho c tr n l n các ch t ộ ẫ ặ ằ ấ ơ

quá trình phân tích đ n ch t th i có th đ t đ l ng gi a các m u. S tách t ỏ ự ữ ẫ ừ ể ạ ượ c ế ả ấ

t đ v n hành n m u là: v i các giai đo n tách. Th i gian c n thi ớ ầ ạ ờ ế ể ậ ẫ

Tn = T + nt (30)

V i T = th i gian c n thi t cho h t quá trình phân tích. ầ ờ ớ ế ế

t = th i gian tách gi a các m u liên k t (… th i gian t ữ ế ẫ ờ ờ ố i thi u c n thi ể ầ ế t

đ tránh dò tìm đ ng th i cùng lúc hai m u) ể ẫ ồ ờ

Trong ph ng pháp th hai vi c di chuy n m i m u t ươ ẫ ừ ứ ệ ể ỗ ế lò ph n ng đ n ả ứ

c th c hi n ch khi có yêu c u: ví d , khi m t giai đo n tách là n i ti p theo đ ơ ế ượ ự ụ ệ ạ ầ ộ ỉ

c n thi ầ ế ạ t. Detector ki m tra k t thúc c a quá trình phân tích khi s tách đã đ t ủ ự ế ể

đ c. quá trình ho t đ ng c a các m u đ c th hi n qua s đ ượ ạ ộ ẫ ượ ủ ể ệ ơ ồ ở ờ hình 7.2. Th i

t đ v n hành n m u l n n a đ c tính t công th c (30) v i t bây gian c n thi ầ ế ể ậ ẫ ầ ữ ượ ừ ứ ớ

gi ờ là th i gian c trú dài nh t c a m u trong lò ph n ng. ấ ủ ả ứ ư ẫ ờ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 32

ạ

ươ

detector

Quá trình phân tích

Các m u đo ẫ

Ch ng c t ấ

Hình 7.2 S đ c a h th ng tách hóa phóng x . H th ng

ơ ồ ủ ệ ố

ệ ố

ạ

ở

đ ng liên t c c a cùng m t m u phân tích v i ph ộ

ụ ủ

ẫ

ớ

ộ

ươ

ng pháp tách giai đo n thích h p. Các h ạ

ợ

ệ

th ng trong (b) đ

ố

ượ

ạ c d a trên s chuy n đ ng không liên t c c a các m u gi a các giai đo n

ụ ủ

ữ

ự

ể

ẫ

ộ

F. Girardi, G. Guzzi, J. Pauly, và R. Pietra, S d ng m t h th ng t

liên ti p. [ t ế

ừ

ộ ệ ố

ử ụ

ự ộ

ồ đ ng bao g m

các b

c hóa phóng x trong phân tích kích ho t, trong khuynh h

ng hi n đ i trong phân tích

ướ

ạ

ướ

ệ

ạ

ng đ i h c Texas A và M, College Station, 1965) trang 337-343.]

kích ho t ( tr ạ

ườ

ạ ọ

ể hình (a) là d a trên chuy n ự

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 33

ạ

ươ

M c d u hai h th ng có th là ph i h p khi c n thi ệ ố ố ợ ể ầ ầ ặ t đ đ t đ ế ể ạ ượ ế c k t

qu t t nh t, nh ng u tiên cho ph ng pháp th hai m c d u là nó ch m h n, vì ả ố ư ư ấ ươ ặ ầ ứ ậ ơ

nh ng lý do sau đây: ữ

1. S hòa tan c a các m u ch t r n, đi u ch nh môi tr ng theo yêu c u và ấ ắ ự ủ ề ẫ ỉ ườ ầ

n ng đ mol đ n gi n. ồ ả ơ ộ

2. Tách s c ký ch có ắ

ng pháp này. ỉ ph ở ươ

3. M t m r ng đa d ng h n nhi u tr ng thái khác nhau c a tách hóa phóng ạ ở ộ ủ ề ạ ộ ơ

x là có th x y ra. ạ ể ả

4. B máy này cũng h u ích cho vi c nghiên c u s phân ly theo ph ứ ự ữ ệ ộ ươ ng

pháp đ u tiên. ầ

Hình 7.3 bi u di n m t s đ b n v c a hai b t ộ ơ ồ ả ẽ ủ ộ ự ộ đ ng c a h th ng tách ủ ệ ố ể ễ

hóa phóng x , b l p trình đ ạ ộ ậ ượ ế ố ớ ộ ề ề c k t n i v i b đi u khi n b ng dây cáp m m. ể ằ

Ng i l p trình quy đ nh b đi u khi n; các máy b m, các van,… theo 1 trình t ườ ậ ộ ề ể ơ ị ự

ả ứ th i gian xác đ nh. Nó cũng ki m tra t c đ dòng ch y c a các ch t ph n ng ả ủ ố ộ ể ấ ờ ị

b ng m t ch ằ ộ ươ ộ ng trình l p trình mà có th trong d ng c a m t m ch in. M t ủ ể ạ ạ ậ ộ

ch ng trình đ c s p x p cho vi c phân hu v t li u sinh h c cũng đ ươ ượ ắ ế ỷ ậ ệ ệ ọ ượ ể c bi u

di n ễ ở ầ hình 7.3. b đi u hành bao g m nh ng nút đi u khi n máy b m và van c n ộ ề ữ ể ề ồ ơ

thi ế ấ t cho b t đ u kh i đ ng, ki m soát, và ngăn ch n các dòng ch y c a các ch t ả ủ ắ ầ ở ộ ể ặ

ph n ng khác trong su t quá trình phân tích. ả ứ ố

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 34

ạ

ươ

Hình 7.3 (a) Bi u đ d

i d ng gi n đ c a h th ng t

đ ng tách hóa phóng x ; (b)

ồ ướ ạ

ồ ủ ệ ố

ể

ả

ự ộ

ạ

M t th l p trình đi u khi n theo m t trình t

th i gian và t c đ ch y theo qui trình, ví d : cho

ẻ ậ

ể

ề

ộ

ự ờ

ố ộ ả

ụ

m t h th ng phân h y đ i v i v t li u sinh h c. [t

F. Girardi, G. Guzzi, J. Pauly, và R. Pietra,

ủ ố ớ ậ ệ

ộ ệ ố

ọ

ừ

S d ng m t h th ng t

đ ng bao g m các b

c hóa phóng x trong phân tích kích ho t, trong

ộ ệ ố

ử ụ

ự ộ

ồ

ướ

ạ

khuynh h

ng hi n đ i trong phân tích kích ho t (tr

ng đ i h c Texas A và M, College Station,

ướ

ệ

ạ

ườ

ạ ọ

1965) trang 337-343.]

Hình 7.4

M t quá trình phân tích cho b n xác đ nh đ ng th i Cs trong các m u v t sinh h c bao g m c

ẫ

ậ

ồ

ọ

ộ

ố

ồ

ờ

ị

ả

phân rã c a các m u, lo i b

ạ ỏ 56Mn và h p th c a

ụ ủ 134mCs trong amoni molyphophat (AMP). [ t

ủ

ấ

ẫ

F.ừ

Girardi, G. Guzzi, J. Pauly, và R. Pietra, S d ng m t h th ng t

đ ng bao g m các b

c hóa

ộ ệ ố

ử ụ

ự ộ

ồ

ướ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 35

ạ

ươ

phóng x trong phân tích kích ho t, trong khuynh h

ạ

ướ

ạ ng hi n đ i trong phân tích kích ho t

ệ

ạ

( tr

ng đ i h c Texas A và M, College Station, 1965) trang 337-343.]

ườ

ạ ọ

Hình 7.4 bi u di n m t quá trình phân tích đ xác đ nh cesium (Cs) trong các ể ể ễ ộ ị

m u sinh h c, có ch a m t l ng t p ch t natri và mangan. Các b c trong quá ộ ượ ứ ẫ ọ ạ ấ ướ

56Mn, và h p th c a ấ

trình là phân h y m u, lo i b các ủ ạ ẫ ỏ ụ ủ 134mCs trên amoni

molyphotphat (AMP) v i b n h th ng song song đ c l p. ớ ố ệ ố ộ ậ

Đ đo phóng x cho các h th ng nh v y th ng đo b ng quang ph tia ệ ố ư ậ ể ạ ườ ằ ổ

gamma và đ c tính toán b ng máy tính. Hóa phóng x là b ượ ạ ằ ướ c làm gi m đáng k ả ể

ng c a các nguyên t c n khi các nguyên t s không ch c ch n v i s l ự ớ ố ượ ắ ắ ủ ố ầ ố ễ nhi u

có m t v i s l ng l n. Hình 7.5 bi u di n cho th y trình t c i thi n đ phân ặ ớ ố ượ ể ễ ấ ớ ự ả ệ ộ

gi i c a các v ch c a ả ủ ủ 137Cs v i tách hóa phóng x t ạ ừ 56Mn và 24Na. h th ng t ng ổ ệ ố ạ ớ

quát t c đ a vào ự ộ đ ng phân tích kích ho t, bao g m c s tách trong hóa h c, đ ồ ả ự ạ ọ ượ ư

hình 7.6, trong đó cho th y các bi u đ dòng c a các h th ng t đ ng s d ng d ệ ố ủ ể ấ ồ ự ộ ử ụ ễ

dàng làm gi m ả 56Mn và 24Na có l n trong vi c xác đ nh cesium trong m u sinh h c. ệ ẫ ẫ ọ ị

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 36

ạ

ươ

Hình 7.5

các đ

trình tự

ngườ

đã

ượ ả c c i

thi nệ

c a sủ ự

phân

tích l

ngượ

trong quang

gamma: A,

ph tiaổ

khi tách hóa

cướ

h c; B, ọ

sau khi lo iạ

56Mn trong

bỏ

MnO2; và

c tộ

C, sau

khi lo i bạ ỏ

b ng cách ằ

Csữ

trong c tộ

amoni

molybd

ophosphate.

[ t

Girardi, G.

F.ừ

Guzzi,

J. Pauly, và

Pietra, Sử

d ngụ

m t hộ ệ

th ngố

ự ộ đ ng

bao

g m các ồ

hóa phóng

cướ b

trong phân

xạ

tích

kích ho t,ạ

trong khuynh h

ng hi n đ i trong phân tích kích ho t ( tr

ng đ i h c Texas A và M, College

ướ

ệ

ạ

ườ

ạ ọ

Station, 1966), trang 337-343.

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 37

ạ

ươ

Hình 7.6 m t quy trình công ngh cho h th ng t

ệ ố

ệ

ộ

ự ộ

ồ đ ng phân tích kích ho t mà bao g m

ạ

ạ phân ly trong hóa phóng x đ t p trung các h t nhân phóng x mong mu n ho c lo i b các h t

ạ ể ậ

ạ ỏ

ạ

ặ

ố

nhân phóng x nhi u. [ t

F. Girardi, G. Guzzi, J. Pauly, và R. Pietra, S d ng m t h th ng t

ễ

ạ

ừ

ộ ệ ố

ử ụ

ự

c hóa phóng x trong phân tích kích ho t, trong khuynh h

đ ng bao g m các b ộ

ồ

ướ

ạ

ướ

ạ ng hi n đ i ệ

trong phân tích kích ho t ( tr

ng đ i h c Texas A và M, College Station, 1966), trang 337-343.]

ạ

ườ

ạ ọ

M t ví d v ph ng pháp đ u tiên c a s t đ ng tách trong hóa phóng ụ ề ộ ươ ủ ự ự ộ ầ

x , đo liên t c v i các m u đ ụ ớ ạ ẫ ượ c tách b i b t khí, đã đ ở ọ ượ c báo cáo đ đo iot có ể

trong các v t li u sinh h c. h th ng t đ ng đ c b trí d ậ ệ ệ ố ọ ự ộ ượ ố ướ ạ ồ ể i d ng bi u đ bi u ể

di n hình 7.7; bao g m 4 giai đo n x lý. ễ ở ạ ử ồ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 38

ạ

ươ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 39

ạ

ươ

1. L y m u và pha loãng v i ch t không ho t đ ng. ạ ộ ấ ẫ ấ ớ

2. Trao đ i và tách r a c a iôt trên m t c t trao đ i ion. ử ủ ộ ộ ổ ổ

3. Tinh ch b ng cách chi ế ằ ế t và ch ng c t dung môi. ấ ư

4. Đo phóng x .ạ

Thu n l s gi i đ i phóng iot phóng x t c l y t ậ ợ ượ ấ ừ ự ả ạ ừ ấ ữ nh ng h p ch t h u ợ ữ

c d ơ ướ ạ i d ng chi u x neutron làm trao đ i h p lý trên nh a anion. M t s tính ổ ợ ộ ố ự ế ạ

năng c a h th ng t đ ng nh l y m u và trao đ i ion, thi t b ch ng c t, h ủ ệ ố ự ộ ư ấ ẫ ổ ế ị ư ấ ệ

Hình 7.8 B n phác th o c a m t s thành ph n c a h th ng x lý t ộ ố

ầ ủ ệ ố

ả ủ

ử

ả

ự ộ

ố đ ng hóa cho I- t

trong các v t li u sinh h c. (a) M u đo và h th ng nh a trao đ i ion; (b) B máy ch ng c t; (c)

ậ ệ

ệ ố

ự

ẫ

ấ

ộ

ổ

ọ

H th ng đ m; và (d) Phép đo th i gian chu kỳ trên thùng hình tr ng c a các l p trình viên. [ t

ệ ố

ủ

ế

ậ

ố

ờ

ừ

D. Comar và C.LePoec, trong S d ng h th ng t

ệ ố

ử ụ

ự ộ

ạ đ ng x lý hóa h c trong phân tích kích ho t

ử

ọ

th ng đ m, và chu kỳ đo c a vi c l p ch ng trình đ c bi u di n hình 7.8. ệ ậ ủ ế ố ươ ượ ễ ở ể

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 40

ạ

ươ

ng hi n đ i trong phân tích kích ho t ( tr

c a các m u sinh h c, trong khuynh h ọ ủ

ẫ

ướ

ệ

ạ

ườ

ạ ọ ng đ i h c

Texas A và M, College Station, 1965), trang 351-356.]

Hình 7.8 (b)

Hình 7.8 (c)

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 41

ạ

ươ

B Giáo D c Và Đào T o ạ

ụ

ộ

Tr

ng Đ i H c S Ph m TP HCM

ườ

ạ ọ ư ạ



NHÓM 9

TI U LU N V T LÝ Ậ

Ậ

Ể

Giáo viên h ng d n ướ ẫ : Ph m Nguy n Thành Vinh ễ ạ

Sinh viên th c hi n ng ệ : L i Th Trúc Ph ự ạ ị ươ

Tr n Bá Tín ầ

Huỳnh Chí Dũng

Võ Th Thanh Uyên ị

Tp. H Chí Minh – Năm 2010 ồ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 42

ạ

ươ

ụ

c đ nh nghĩa là ph ng pháp

7.2 Ph ươ Ph ươ

ng pháp phân tích kích ho t d ng c ng pháp phân tích kích ho t d ng c đ ị

ạ ụ ụ ượ

ạ ụ ươ

phân tích nguyên t hóa h c b ng cách phân tích h t nhân đ ố ọ ằ ạ ượ ằ c ki m ch ng b ng ứ ể

cách đo l ng s phóng x c m ng đ c tr ng mà không c n s d ng ph ườ ầ ử ụ ạ ả ứ ự ư ặ ươ ng

pháp tách hóa h c phóng x . u đi m c a ph ạ Ư ể ủ ọ ươ ạ ụ ng pháp phân tích kích ho t d ng

t kê hay c là quá rõ ràng đ n n i mà chúng ta không c n ph i lo l ng v b ng li ụ ề ả ế ầ ả ắ ỗ ệ

nh ng y u t c b n nh là l i th , t c đ , ti ế ố ơ ả ữ ư ợ ế ố ộ ế ẫ t ki m và không phá ho i m u. ệ ạ

Trong nhi u tr ề ườ ng h p thì s xem xét cu i cùng là quan tr ng nh t. ố ự ấ ợ ọ

Tri n v ng là chúng ta có th nh p m t m u vào trong m t h p đen ậ ộ ộ ể ể ẫ ọ ộ ở ộ m t

đ u kia đ u và nh n m t b ng in phân tích h p ph n nguyên t ầ ộ ả ầ ậ ợ ố hóa h c c a nó ọ ủ ở ầ

trong vòng ít h n m t phút đã th c s thúc đ y các cu c nghiên c u và khám phá ự ự ứ ẩ ơ ộ ộ

quan tr ng trong ph ọ ươ ng pháp phân tích kích ho t d ng c . ụ ạ ụ

M c dù tr c đó tri n v ng này v n ch a đ ặ ướ ể ọ ư ượ ẫ c th c hi n, đ c bi ệ ự ặ ệ ố ớ t đ i v i

các phân tích có đ nh y t i đa, nh ng ti n trình quan tr ng này đã đ c ti n hành ạ ố ộ ư ế ọ ượ ế

đ có th đ t đ ể ể ạ ượ c tính kh thi c a ph ả ủ ươ ộ ng pháp phân tích kích ho t nh là m t ư ạ

ph ươ ng pháp phân tích hóa h c nhanh và chính xác. ọ

Nh ng thành công trên c b n là do s ti n b v t b c đ ự ế ơ ả ộ ượ ậ ượ ữ c th c hi n trong ệ ự

1. Máy gia t c và lò ph n ng

sau: quá trình phát tri n nh ng y u t ể ế ố ữ

2. Các ph

. ả ứ ho t đ ng n đ nh ạ ộ ố ổ ị

ng pháp t đ ng chuy n m u vào các ngu n chi u x và các h ươ ự ộ ể ế ẫ ạ ồ ệ

th ng dò b c x . ứ ạ ố

ả ế ố ớ 3. Nh ng detector b c x bán d n và nh p nháy có hi u qu k t n i v i ữ ứ ệ ạ ẫ ấ

nh ng quang ph k năng l ng b c x có đ phân gi i cao. ổ ế ữ ượ ứ ạ ộ ả

4. Nh ng ph ữ

ng pháp và thi ươ ế ị t b tính toán t c đ cao phân tích đ nh l ộ ố ị ượ ng

nh ng đ ữ ườ ng cong phân rã ph c t p và s h n h p c a ph ph c c a các ự ỗ ợ ủ ứ ủ ứ ạ ổ

b c x thành nh ng h t nhân phóng x c u thành c a chúng. ứ ạ ạ ấ ữ ủ ạ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 43

ạ

ươ

Các h th ng phân tích kích ho t t đ ng đã đ ệ ố ạ ự ộ ượ ể ặ c phát tri n có th đ t ể

ch ng trình đ u đ n cho toàn b h th ng phân tích. Đó là chuy n m t m u vào ươ ộ ệ ố ề ể ẫ ặ ộ

ờ v trí chi u x trong m t th i gian chi u x đ nh s n, r i chuy n m u sau th i ế ị ạ ị ế ể ẵ ẫ ạ ộ ồ ờ

gian phân rã vào v trí đo trong m t h th ng dò b c x , thu đ c đ ng cong ộ ệ ố ứ ạ ị ượ ườ

phân rã và / ho c ph b c x v i th i gian đo đã xác đ nh tr c, và sau đó thu các ổ ứ ạ ớ ặ ờ ị ướ

d li u đo b c x , chi u x và m u trong m t b ng in phân tích hóa h c t ữ ệ ứ ạ ộ ả ọ ừ ộ m t ế ẫ ạ

máy vi tính.

Các nguyên lý c a quang ph h c năng l ng b c x và chi u x đã đ ổ ọ ủ ượ ứ ạ ế ạ ượ c

ki m ch ng. S phát tri n ch y u đ đ t đ c s thành công c a ph ng pháp ể ạ ượ ự ủ ế ứ ủ ự ể ể ươ

phân tích kích ho t d ng c chính là đ phân gi i c a h n h p ph tia Gamma ạ ụ ụ ộ ả ủ ợ ỗ ổ

ph c mà không c n ph i tách các nguyên t c. Thành ph n trong ứ ả ầ ố hóa h c ra tr ọ ướ ầ

ph c a m t h t nhân phóng x tinh khi t cũng đã đ c ki m ch ng. Ng i ta ộ ạ ổ ủ ạ ế ượ ứ ể ườ

cho r ng phép đo năng l ng đ nh toàn ph n (còn g i là photopeak) b gi i h n do ằ ượ ị ớ ạ ầ ọ ỉ

s có m t c a continuum (mi n liên t c) tán x Compton và c hai không ch là ự ặ ủ ụ ề ả ạ ỉ

nh ng hàm c a ngu n mà còn là nh ng hàm c a các đ ủ ữ ủ ữ ồ ườ ư ng detector đ c tr ng ặ

cũng nh d ng hình h c c a detector ngu n. Trong nhi u ph ng pháp thì ch có ọ ủ ư ạ ề ồ ươ ỉ

ph ng pháp photopeak là đ c s d ng đ nh n bi t và đo m t h t nhân phóng ươ ượ ử ụ ể ậ ế ộ ạ

x xác đ nh. Mi n tán x Compton đ ạ ề ạ ị ượ ố c xem nh m t phông không mong mu n ư ộ

trong phép đo photopeak c a năng l ng pháp khác đánh giá ủ ượ ng th p h n. Các ph ơ ấ ươ

ư ộ mi n tán x Compton (và nh ng thành ph n khác c a ph tia Gamma) nh m t ủ ữ ề ầ ạ ổ

ph n c a đ ng đ c tr ng toàn ph n c a detector. Vài ph ng pháp làm gi m s ầ ủ ườ ầ ủ ư ặ ươ ả ự

xu t hi n c a tán x Compton t c phát tri n. Đ i v i năng l ng tia ệ ủ ấ ạ ớ i ph đã đ ổ ượ ố ớ ể ượ

nh ng s t o c p và các đ nh thoát Gamma trên 1.02Mev r i ro l n h n tăng lên t ủ ớ ơ ừ ữ ự ạ ặ ỉ

li n k nh đã chú ý ề ư ề ở ả b ng 6.8. Vì v y mà đ phân gi ậ ộ ả ủ ự i c a ph tia Gamma th c ổ

s ph c t p. ự ứ ạ

Nh ng s r i ro l n h n xu t hi n khi s l ng các h t nhân phóng x ự ủ ố ượ ữ ệ ấ ớ ơ ạ ạ

quan tr ng t p trung vào ph toàn ph n không th bi t đ c, khi nh ng h t nhân ể ế ượ ầ ậ ổ ọ ữ ạ

phóng x có th i gian s ng ng n có m t và khi t ng ho t đ phóng x nh . ạ ỏ ặ ạ ộ ắ ạ ờ ố ổ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 44

ạ

ươ

Các ph ng pháp đ c g i là ph ươ ể phân tích ph tia Gamma ph c đ ứ ổ ượ ọ ươ ng

pháp lo i b (Stripping) đã đ ạ ỏ ượ c phát tri n d a trên nh ng chu trình phân tích và ữ ự ể

ng ti n đi n t trong máy phân tích đa kênh và các ph ng ti n s đ th , các ph ồ ị ươ ệ ử ệ ươ ệ ố

h c trong máy vi tính. ọ

ổ

7.2.1 Ph Ph

ng pháp ng pháp

ng pháp xác đ nh tu n t s l

ươ ươ

lo i phạ lo i ph là ph ổ ạ

ươ ầ ự ố ượ ị ỗ ng c a m i ủ

Gamma c a các h t nhân phóng x h t nhân phóng x có m t trong m t ph tia ạ ặ ạ ổ ộ ủ ạ ạ

c th c hi n b ng s đ và b ng đi n t ph c. S lo i ph đ ự ạ ổ ượ ứ ơ ồ ệ ử ằ ậ b ng cách nh n ự ệ ằ ằ

bi t năng l ế ượ ỗ ạ ng photopeak c a tia Gamma và lo i b thành công ph c a m i h t ạ ỏ ổ ủ ủ

nhân phóng x , b t đ u v i photopeak năng l ng c a tia Gamma cao nh t. S ạ ắ ầ ớ ượ ủ ấ ố

ng ph b lo i b chính là m t th c đo cho h t nhân phóng x đó. Tóm l l ượ ổ ị ạ ỏ ộ ướ ạ ạ ạ ự i s

chu n hóa các ph b lo i b đ ổ ị ạ ỏ ượ ẩ ớ c th c hi n b ng cách so sánh các ph đó v i ự ệ ằ ổ

c ti n hành m t ph tiêu chu n thích h p c a h t nhân phóng x tinh khi ợ ủ ạ ạ ẩ ổ ộ t đ ế ượ ế

trong đi u ki n detector ngu n gi ng nhau. ệ ề ồ ố

Vài ph ng pháp đ c áp d ng cho s lo i ph th công. M t ph ươ ượ ự ạ ổ ủ ụ ộ ươ ng

c áp d ng cho các ph mà trong đó các photopeak đ c phân pháp đ n gi n ơ ả , đ ượ ụ ổ ượ

bi t rõ ràng v i các ph n ch ng chéo nh , là ph ệ ầ ớ ỏ ồ ươ ng pháp xác đ nh tr c ti p đ ị ự ế ộ

cao c a photopeak (hay vùng c a photopeak). Đ i v i vi c lo i b phông thì ng ạ ỏ ố ớ ủ ủ ệ ườ i

ta đã c tính dùng m t v ch chu n ngo i suy gi a các ch lõm li n k v i đ nh. ướ ề ớ ỉ ộ ạ ữ ề ạ ẩ ỗ

Hình minh h a 7.9 trình bày vài cách có th dùng đ ể ướ ể ọ ạ c tính v ch chu n. V ch ẩ ạ

chu n là m t đ gi a các đ ng c c ti u đ n gi n nh t m c dù ộ ườ ẩ ng th ng ẳ ở ữ ườ ự ể ặ ấ ả ơ

không ph i là đ ng t c v m t cách ch ả ườ ố t nh t. M c dù v ch chu n có th đ ạ ể ượ ẽ ộ ẩ ặ ấ ủ

quan v i s bi n thiên đáng k khi photopeak đ c xác đ nh rõ ràng thì t l sai s ớ ự ế ể ượ ỉ ệ ị ố

ỗ trong đ cao hay vùng photopeak v n khá nh . Sai s tr nên đáng k h n khi h n ố ở ể ơ ẫ ộ ỏ

ng th p có m t nhanh h p c a h t nhân phóng x tăng lên và nh ng đ nh năng l ợ ủ ạ ữ ạ ỉ ượ ặ ấ

chóng làm tăng nh ng t l các s đ m t ng nh h n trong phân b đ cao xung. ỉ ệ ữ ố ế ố ộ ỏ ơ ổ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 45

ạ

ươ

Hình 7.9. S lo i b v ch chu n đ n gi n t m t đ nh năng l ự ạ ỏ ạ ả ừ ộ ỉ ơ ẩ ượ ng

toàn ph n trong m t ph tia Gamma ph c. Các sai s đ c tr ng có th cho ố ặ ư ứ ổ ộ ể ầ

k t qu đ c bi t, n u mi n tán x Compton c a 1 tia Gamma năng l ả ặ ế ệ ủ ế ề ạ ượ ng

cao h n đ c tr ng cho t l đáng k c a s phân b t ng trong các kênh ỉ ệ ư ơ ặ ể ủ ự ố ổ

năng l ượ ng toàn ph n tích h p. ầ ợ

ng pháp t ng quát khi xác đ nh c ng đ tia Gamma t ph đ M t ph ộ ươ ổ ị ườ ộ ừ ổ ộ

cao xung là ph ng pháp lo i b b ng đ th . Ph ng pháp này đòi h i m t danh ươ ạ ỏ ằ ồ ị ươ ộ ỏ

m c nh ng đ th phân b đ cao xung đã đ nh c cho m i năng l ng tia Gamma ố ộ ồ ị ụ ữ ỗ ỡ ị ượ

ng pháp lo i b ph theo đ th c có trong ph . Trong ph ổ ươ ồ ị ườ ạ ỏ ổ ng đ năng l ộ ượ ng

c a tia Gamma cao nh t trong ph đ ủ ổ ượ ấ c xác đ nh b ng vi c ch ng lên trên ph ệ ằ ồ ị ổ

t m t ph chu n c a năng l ng tia Gamma đó. ch a bi ư ế ẩ ủ ộ ổ ượ

ữ Vi c chu n hóa có th hoàn thành b ng đ th b ng cách v s đ nh ng ằ ồ ị ằ ẽ ơ ồ ệ ể ẩ

ph tiêu chu n trên gi y phác h a trong su t. Khi thi u các đ nh t ng năng l ế ẩ ấ ổ ổ ố ọ ỉ ượ ng

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 46

ạ

ươ

photopeak cao nh t có hoành đ c a đ ng cong phân b đ cao xung, c ng đ ộ ủ ườ ấ ố ộ ườ ộ

c đo l c a tia Gamma có th đ ủ ể ượ ườ ệ ng tr c ti p b i đ cao hay di n tích đ nh. Vi c ự ế ở ộ ệ ỉ

lo i b t ng kênh đ c th c hi n t quang ph t ng và tia Gamma c a năng ạ ỏ ừ ượ ệ ừ ự ổ ổ ủ

l ượ ng cao nh t ti p theo đ ấ ế ượ c xác đ nh. N u đ nh năng l ế ị ỉ ượ ng toàn ph n có hoành ầ

c đo l ng tr c ti p b i đ cao ho c di n tích đ c a nó, c ộ ủ ườ ng đ c a nó đ ộ ủ ượ ườ ở ộ ự ệ ế ặ

c th c hi n v i ph tiêu chu n đ c ch ng thêm lên đ nh. Vi c chu n hóa đ ỉ ệ ẩ ượ ự ệ ẩ ớ ổ ượ ồ

c thu l i v i ph ng pháp lo i b trên và l n n a tia ph Gamma v n duy trì đ ổ ữ ẫ ầ ượ ạ ớ ươ ạ ỏ

i cho đ n khi các photopeak có th nh n bi t ng kênh. Quá trình đ ừ c l p l ượ ặ ạ ể ế ậ ế t

đ c phân gi i. ượ ả

M t ví d ng pháp này đ c bi u di n hình minh h a 7.10. ph ụ ở ươ ộ ượ ễ ở ể ọ Ở đó

m t quang ph đ c thu t ổ ượ ộ ừ ộ ỗ m t h n h p các h t nhân phóng x ạ ợ ạ 113Sn, 137Cs, 55Mn

và 65Zn đ c phân gi i. Ph tiêu chu n riêng bi t c a m i h t nhân phóng x tinh ượ ả ẩ ổ ệ ủ ỗ ạ ạ

khi t đã cho ế ở ph n cao h n; ph h n h p trong h p B ổ ỗ ầ ơ ợ ộ ở ự ạ ph n th p h n. S lo i ầ ấ ơ

b thành công ph tiêu chu n cho th y đ phân gi ỏ ẩ ấ ổ ộ ả ủ ầ i c a quang ph toàn ph n ổ

ng pháp băng truy n sinh đ ng. b ng ph ằ ươ ề ộ

Ví d khác c a ph ng pháp lo i b theo đ th đ c trình bày hình minh ụ ủ ươ ồ ị ượ ạ ỏ ở

c t o ra v i 3 h t nhân phóng h a 7.11. Trong tr ọ ườ ng h p này m u ph c h p đ ẫ ứ ợ ợ ượ ạ ạ ớ

x , m i h t nhân phát ra m t tia Gamma đ n. Đ cho m t tr ạ ỗ ạ ộ ườ ể ộ ơ ạ ng h p khó thì ho t ợ

ng th p h n đ c th c hi n ít h n 10% đ c a hai h t nhân phóng x có năng l ộ ủ ạ ạ ượ ơ ượ ấ ự ệ ơ

ng cong d li u và đ c a h t nhân phóng x năng l ủ ạ ạ ượ ng cao nh t. Nh ng đ ấ ữ ườ ữ ệ ườ ng

cong băng truy n đ c t o ra t c cho ề ượ ạ ừ ệ vi c lo i b kênh c a ph tiêu chu n, đ ủ ạ ỏ ẩ ổ ượ

b i Health, trình bày ở ở ư ậ hình minh h a 7.11. B ng vi c phân tích c n th n nh v y, ệ ằ ậ ẩ ọ

các k t qu v i sai s ít h n ±3% có th đ t đ c. ể ạ ượ ả ớ ế ố ơ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 47

ạ

ươ

m ế đ ố S

Chi u cao xung

ề

Hình 7.10. Ph ươ ứ ng pháp lo i b theo đ th c a m t ph tia γ ph c. ồ ị ủ ạ ỏ ộ ổ

Ph k t h p c a b n h t nhân phóng x , s phân b đ cao xung c a chúng ổ ế ợ ủ ố ạ ạ ự ố ộ ủ

đ c xác đ nh riêng bi t trong hình minh h a trên cao, đ c lo i b theo th ượ ị ệ ọ ượ ạ ỏ ứ

năng l ng tia γ gi m trong hình minh h a th p h n [t D.F Covell, “xác t ự ượ ơ ọ ấ ả ừ

đ nh đ ph c p tia Gamma tr c ti p t ổ ậ ế ừ ệ ầ vi c h p thu đ nh toàn ph n” ỉ ự ộ ấ ị

Anal.Chem.31.1785(1959)]

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 48

ạ

ươ

y â i g / m ế đ ố s E d )

(

E N

D li u ữ ệ

Hình 7.11. Ph ươ ng pháp lo i b theo đ th c a m t ph tia Gamma ồ ị ủ ạ ỏ ộ ổ

h p ph n trong đó hai ngu n năng l ng th p c ồ ợ ầ ượ ấ ườ ớ ng đ ít h n 10% so v i ơ ộ

ng cao (t c a năng l ủ ượ ừ ấ R.L.Hcalth, Catalog ph tia Gamma và ph k nh p ổ ế ổ

nháy AEC báo cáo IDO-16408, 1958)

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 49

ạ

ươ

Sai s ố ph n trăm ầ Ph h p ph n ổ ợ ầ

Ph ng pháp đ c kh i x ng t ng quát sau ph ng pháp lo i tr ươ ượ ở ướ ổ ươ ạ ừ ủ c a

ph phông đó. Nh ng thành ph n khác nh tán x ng c, s h y b c x hãm và ữ ư ầ ạ ổ ượ ứ ạ ự ủ

nh ng đ nh t ng, yêu c u m t thông tin u tiên nào đó v h n h p c a h t nhân ư ợ ủ ạ ề ỗ ữ ầ ổ ộ ỉ

phóng x đ mà “làm s ch” chúng t ạ ể ạ ừ ổ ph toàn ph n, nh ng thành ph n này đ ữ ầ ầ ượ c

xem xét nh là các b ph n c a ph toàn ph n. M c dù các hi u ng t ng c a các ậ ủ ệ ứ ủ ư ặ ầ ộ ổ ổ

t chúng nh m t đ nh b c tia Gamma có th đ ậ ể ượ c tính toán nh ng vi c nh n bi ư ệ ậ ế ư ộ ỉ

ng khó. Khi đã đ t nh là hai tia γ khác t ng th ổ ườ ượ c nh n bi ậ ế ư ở trong ph phân b ổ ố

ng đ đ cao đ cao xung có th xác đ nh hay lo i b sau khi chu n hóa c ộ ạ ỏ ể ẩ ị ườ ộ ở ộ

t ng.ổ

V n đ chính bên c nh s dài dòng c a quá trình lo i b theo s đ là s ạ ỏ ơ ồ ự ủ ể ấ ạ ự

m t mát th ng có trong đ chính xác c a các m c năng l ấ ườ ủ ứ ộ ượ ở ng tia X th p h n b i ấ ơ

vì hi u ng tích lũy ệ ứ ở ộ ấ đ sai l ch trong quá trình lo i b vi c ki m soát ch t ạ ỏ ệ ệ ể

đ nh năng l ng th p h n là đi u gì đó ch l ượ ng chính xác c a s chu n hóa ủ ự ẩ ở ỉ ượ ề ấ ơ ủ

c th c hi n b ng cách ki m tra ph n d th a trong vùng năng l đ ng và đ ộ ượ ư ừ ự ệ ể ầ ằ ượ ng

băng truy n. Vi c đánh giá l cao h n và “hình d ng t ng quát” c a m t ph n t ổ ầ ử ủ ạ ơ ộ ề ệ ạ i

các ph ng pháp t c tr c đó có th đ ươ ướ ướ ể ượ ặ c yêu c u khi nh ng ph n d ho c ữ ư ầ ầ

ph b t c ổ ị ướ ở ộ m t ph n tr nên không đ y đ . ầ ủ ầ ở

Ph ng pháp lo i b theo s đ ch ng minh đ ươ ơ ồ ứ ạ ỏ ượ ể ữ c đ làm th a mãn nh ng ỏ

nhà phân tích có tay ngh , đ c bi t là nh ng ph đ n gi n h n trình bày các năng ề ặ ệ ổ ơ ữ ả ơ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 50

ạ

ươ

t. Các ph ng pháp theo đ th đã đ l ượ ng đ nh toàn ph n có đ phân gi ầ ộ ỉ i t ả ố ươ ồ ị ượ c

xem xét linh ho t đ trong đó các ph ph c có th đ ổ ứ ạ ể ể ượ ữ ứ c đánh giá b ng nh ng ng ằ

d ng sáng su t c a máy móc làm th n ụ ố ủ ử Co hay đ sai l ch. M c dù tính ch quan ủ ệ ặ ộ

ng pháp phân tích cho các ph đ n gi n. Ph luôn luôn có m t trong các ph ặ ươ ổ ơ ả ươ ng

pháp t c theo đ th có th cho c ướ ồ ị ể ườ ả ng đ tia Gamma có m t đ chính xác kho ng ộ ộ ộ

±3% v i ±5%. Đ i v i đ chính xác c a ph ph c t p h n theo th t ±10% thì ố ớ ộ ứ ạ ứ ự ủ ớ ổ ơ

ph bi n h n. ổ ế ơ

M t trong nh ng ph ng pháp r t s m dùng cho vi c phân tích c a ph tia ữ ộ ươ ấ ớ ủ ệ ổ

Gamma đ c mô t b i Connally và Lebouef là nh ng ng ượ ả ở ữ ườ i có th phân gi ể ả i

đ c ph c a 3 hay 4 h t nhân phóng x b ng cách vi t h p vùng đ nh năng ượ ạ ằ ổ ủ ạ ế ợ ỉ

ng toàn ph n sau khi hi u ch nh phông n n Compton t các đ nh năng l l ượ ệ ề ầ ỉ ừ ỉ ượ ng

cao nh t đi xu ng trong ph . M t ph ấ ố ổ ộ ươ ồ ng pháp khác c a vi c gi m ph bao g m ệ ủ ả ổ

ng phân s đã đ c đ nh c c a vùng năng l s đo l ự ườ ố ượ ỡ ủ ị ượ ầ ng đ nh toàn ph n. ỉ

Ph ng pháp đ c d a trên căn c gi đ nh là t l di n tích N trên m t đ ươ ượ ự ứ ả ị ỉ ệ ệ ộ ườ ắ ng c t

ngang có đ dài không đ i v i di n tích toàn ph n c a đ nh ổ l thì t l ỉ ệ ớ ầ ủ ỉ ệ ộ S mà vì thế

mà nó bi n thiên t c thì v i c ớ ườ ứ ế ệ ng đ tia Gamma. Hình 7.12 trình bày khái ni m ộ

theo đ th c a t s c đ nh ng pháp này có ồ ị ủ ỉ ố ố ị N v i di n tích đ nh toàn ph n ớ ầ S. Ph ệ ỉ ươ

nh ng u đi m v t c đ nhanh h n so v i ph ng pháp t c theo đ th và ề ố ư ữ ể ộ ơ ớ ươ ướ ồ ị

không yêu c u m t danh m c các ph tiêu chu n; nó có nh ụ ẩ ầ ộ ổ ượ ệ c đi m là không hi u ể

ch nh cho m c đ hay hình d ng c a v ch ranh gi i. ứ ộ ủ ạ ạ ỉ ớ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 51

ạ

ươ

ng đ nh toàn ph n đ c phân gi Hình 7.12. Đ i v i nh ng năng l ố ớ ữ ượ ầ ỉ ượ ả i

t ố t, trong đó mi n tán x Compton thì c ng h ạ ộ ề ưở ư ng ph ng , di n tích N đ a ệ ẳ

ra m t t s phù h p v i di n tích đ nh toàn ph n S [t D.F.Covell, xác đ nh ợ ớ ệ ộ ỉ ố ầ ỉ ừ ị

đ ph c p tia Gamma tr c ti p t ổ ậ ự ộ ế ừ ệ ầ vi c h p thu đ nh toàn ph n, ấ ỉ

Anal.Chem.31.1785 (1959)]

ng pháp cho d đoán tr c ti p h n v c ng đ tia Gamma trong M t ph ộ ươ ự ế ề ườ ự ơ ộ

ph ph c đ c bi u di n nh là ph ng pháp ứ ổ ượ ư ể ễ ươ ng pháp “lo i b ph n bù”. Ph ạ ỏ ầ ươ

c a máy phân tích nhi u kênh đ tr giúp trong đo này dùng kh năng đi n t ả ệ ử ủ ể ợ ề

ng h t nhân phóng x t ph tia Gamma h n h p tr c ti p, không có các thao l ườ ạ ừ ạ ự ế ỗ ợ ổ

tác d li u hay b t kỳ quá trình tính toán nào. ữ ệ ấ ph Ở ươ ẩ ng pháp này ph tiêu chu n ổ

t đã bi c lo i b tr c ti p t c a nh ng h t nhân phóng x tinh khi ủ ữ ạ ạ ế t đ ế ượ ạ ỏ ự ế ừ ữ ệ d li u

c l u tr đ cao xung đ ộ ượ ư ữ trong máy phân tích nhi u kênh. Ho t đ th c t ề ạ ộ ự ế ủ c a

m i h t nhân phóng x đ c xác đ nh b ng cách so sánh v i nh ng l n đ m. Hàm ỗ ạ ạ ượ ữ ế ầ ằ ớ ị

ng s đ m đã l u tr trong b sung c a máy phân tích nhi u kênh lo i b đi l ổ ạ ỏ ủ ề ượ ố ế ư ữ

ệ m i kênh c a b nh toàn ph n c a kênh. K t qu nh đã th y trên máy hi n ủ ủ ư ế ả ấ ầ ộ ớ ỗ

sóng c a máy phân tích là m t s đ o ng c c a ph đ cao xung. Khi m t tiêu ộ ự ả ủ ượ ủ ổ ộ ộ

chu n h t nhân phóng x tinh khi ẩ ạ ạ t đ ế ượ ủ c tính đ n sau đó thì ph đ cao xung c a ổ ộ ế

nó s đ ẽ ượ ự ạ c thêm vào b nh b sung. K t qu này trong hi u ng trong s lo i ả ệ ứ ớ ổ ế ộ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 52

ạ

ươ

b đi ph tiêu chu n t ng kênh m t, t ỏ ẩ ừ ộ ừ ổ ố ph g c. Đi m cu i cho vi c k t n i ph ố ệ ế ố ể ổ ổ

t v i ph h n h p đ t đ h t nhân phóng x đã bi ạ ạ ế ớ ổ ỗ ạ ượ ợ ộ c b ng cách k t n i m t ế ố ằ

photopeak chính y u v i màn hình hi n sóng. T c đ phân rã đã cho b i đ cao ở ộ ế ệ ớ ố ộ

c xác đ nh b ng t c đ phân rã đã bi c a photopeak trong ph ch a bi ủ ổ ư t đ ế ượ ố ộ ằ ị ế ủ t c a

ph tiêu chu n và t l các l n đ m c a ph đ ỉ ệ ẩ ổ ổ ượ ủ ế ầ c yêu c u đ k t n i các đ cao ể ế ố ầ ộ

ng pháp này là nh ng sai bi c a photopeak. Nh ng v n đ chính trong ph ủ ữ ề ấ ươ ữ ệ ề t v

ủ th i gian h h i c a d ng c gi a m u và t c đ đ m tiêu chu n, kéo theo c a ư ạ ủ ụ ụ ữ ộ ế ẩ ẫ ờ ố

ặ d ng c gi a các l n đ m và s có m t c a nh ng tiêu chu n đã đ nh s n, đ c ặ ủ ụ ụ ữ ữ ự ế ẩ ẵ ầ ị

bi t là nh ng h t nhân phóng x có th i gian sóng ng n. Nh ng v n đ g n đây ệ ề ầ ữ ữ ấ ắ ạ ạ ờ

đ c lo i tr ch y u trong ph ng pháp so sánh h n c a ph ng pháp phân tích ượ ạ ừ ủ ế ươ ơ ủ ươ

t b b m gi đ đo đ c chính xác th i gian s ng c a m u và kích ho t. Các thi ạ ế ị ấ ờ ể ượ ủ ẫ ố ờ

tiêu chu n có giá tr . ị ẩ

Các ph ng pháp lo i b theo đ th này và nh ng bi n thiên c a chúng có ươ ạ ỏ ồ ị ữ ủ ế

chung nh ng gi s chuy n bi n d li u k ữ ớ ạ i h n vi c cho k t qu chính xác t ế ệ ả ừ ự ữ ệ ế ể ỹ

ộ thu t s c b n c a máy phân tích nhi u kênh sang d ng s đ . Chúng ph thu c ậ ố ơ ả ủ ơ ồ ụ ề ạ

i và vì th mà chúng không cho m t n n t ng phân vào đ sai l ch c a con ng ệ ủ ộ ườ ộ ề ả ế

tích cho s xác đ nh đ chính xác. Vài ph ng pháp đã đ ự ộ ị ươ ượ c phát tri n đ phân ể ể

d ng k thu t s c a nó. Chúng đã d n t tích ph tia X ổ ở ạ ậ ố ủ ẫ ớ ỹ ữ i cách s d ng nh ng ử ụ

máy tính đi n t t c đ cao đ phân tích ph tia Gamma. ệ ử ố ộ ể ổ

M t phát hi n s m là ch ệ ớ ộ ươ ề ặ ng trình phân tích k thu t s d a trên 3 b m t ậ ố ự ỹ

kích th c, đ c trình bày ướ ượ ở ủ hình minh h a 6.18, nó đ i di n cho s đáp ng c a ạ ự ứ ệ ọ

detector đ c tr ng c a nh ng phân b đ cao xung th nghi m c a ph tia ố ộ ư ử ủ ữ ủ ệ ặ ổ

Gamma đ n đ c th c hi n nh m t t ng c a vài hàm phân tích. Nh ng thành ơ ượ ư ộ ổ ữ ủ ự ệ

c lên phân tích b ng 6.8, đ c bi u di n hình 7.13a. ph n c a ph đ ủ ổ ượ ầ ở ả ượ ễ ở ể

Photopeak đ c đ c tr ng b i hàm Gauss có d ng: ượ ặ ư ạ ở

(

2 ) /

x x 0

b 0

y e-

(31)

=

ng s đ m đã tính trong kênh x Trong đó: y : s l ố ượ ố ế

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 53

ạ

ươ

trung tâm c a s phân b xo: đ cao xung ộ ở ủ ự ố

ng s đ m trên m i kênh t yo: s l ố ượ ố ế ỗ i x ạ 0

(32)

b 0

2 0 2 ln 2

c cho b i công th c: bo: m t tham s c a đ phân gi ố ủ ộ ộ i đ ả ượ ứ ở

Trong đó wo là đ r ng toàn ph n c a đ nh t ầ ủ ỉ ộ ộ ạ o/2 i y

Hình 7.13. (a) Các chi ti t c a c u trúc và ph ế ủ ấ ươ ng pháp s d ng trong ử ụ

ơ vi c tính toán phân b Compton trong m t ph đ cao xung tia Gamma đ n ổ ộ ố ộ ệ

gi n; (b) So sánh đáp ng đã tính v i ph quan sát cho tia Gamma 1.78 MeV ứ ớ ổ ả

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 54

ạ

ươ

c a ủ 28Al 2.6m [t ừ ắ R.L. Health, kĩ thu t phân tích d li u đ i v i phép tr c ữ ệ ố ớ ậ

ph nh p nháy tia Gamma, AEC báo cáo IDO-16784, 1962] ổ ấ

Nh ng ph n khác c a phân b đ cao xung ố ộ ủ ữ ầ ở ỉ ơ ả h nh minh h a 7.13a. c b n ọ

là do quá trình Compton và s sinh c p, nh ng hi u ng do ph tia Gamma đ ệ ứ ự ữ ặ ổ ượ c

mô t trong ph n 6.3.3. Quá trình phân tích chia ph d i đ nh năng l ng toàn ả ổ ướ ỉ ầ ượ

1, L2, .., L5; gi

b, XP1,XP2, XC và Xo.

ph n thành phân đo n L ầ ạ ớ ạ i h n b i 0; X ở

Đ i v i tia Gamma có Eγ <1.02 MeV thì ch chia thành phân đo n v i các ố ớ ạ ớ ỉ

b, Xc, Xo đ

gi i h n X c yêu c u đ mô t ớ ạ ượ ẩ ầ ả ủ phân b Compton m t các đ y đ . ầ ố ộ

sin

= + +(cid:229) a bx

M i phân đo n đ c làm cho h p v i d ng chu i sau: ạ ượ ỗ ớ ạ ỗ ợ

p K x L

= 1

(33)

Trong đó gi i h n kênh th p h n đ c s d ng nh là m t ngu n và gi ớ ạ ấ ơ ượ ử ụ ư ồ ộ ớ i

c t o ra đ đ m b o m t s phù h n cao h n là L. Vùng A c a s trùng l p đ ạ ủ ự ắ ơ ượ ạ ộ ự ể ả ả

nh ng đ u cu i c a phân đo n. S l h p uy n chuy n ợ ể ở ữ ố ủ ố ượ ể ạ ầ ng các s h ng k trong ố ạ

khai tri n đ ể ượ c ch n đ cho 1 s l ể ố ượ ọ ể ng ch c ch n phù h p đ i v i nh ng đi m ố ớ ữ ắ ắ ợ

d li u. ữ ệ

c đ nh s n N(E) dE trong m i kênh nh là m t hàm T c đ đ m đã đ ộ ế ố ượ ư ẵ ộ ỗ ị

năng l ng tia X đ c tr ng cho 1 ph n xuyên su t b m t 3 th nguyên tr c giao ượ ố ề ặ ư ự ứ ầ ặ

c làm phù h p v i 1 đa th c trong năng v i tr c đ cao xung. Nh ng đi m đ ớ ụ ữ ể ộ ượ ứ ợ ớ

ng tia X. S l l ượ ố ượ ợ ng các s h ng k trong đa th c có th đi u ch nh đ co h p ứ ể ề ố ạ ể ỉ

v i các đi m d li u. Qúa trình này là m t t p h p các đa th c có năng l ớ ữ ệ ộ ậ ứ ể ợ ượ ộ ng, m t

quá trình cho m i kênh trong ph m vi đ cao xung. Quá trình đ ạ ỗ ộ c l p l ượ ặ ạ ỗ i cho m i

28Al (Eγ=1.78MeV)

phân đo n c a phân b Compton. M t s so sánh c a các d ng phân tích c a 1 ộ ự ủ ủ ủ ạ ạ ố

ph đ cao xung cho h t nhân phóng x 2.6m ạ ổ ộ ạ ở ự hình th c

nghi m minh h a 7.13b trình bày nh ng chi ti t c a ph th c nghi m đã đ c tái ữ ệ ọ ế ủ ổ ự ệ ượ

t o m t các chính xác nh ch ạ ờ ươ ộ ữ ng trình tái t o hình d ng. S phù h p c a nh ng ợ ủ ự ạ ạ

kênh riêng bi ệ ự t bên trong ph m vi c a s bi n thiên th ng kê c a d li u th c ủ ự ế ữ ệ ủ ạ ố

nghi m. Vi c hi u ch nh cho nh ng tr ữ ệ ệ ệ ỉ ườ ổ ng h p ng u nhiên nh ng hi u ng t ng ệ ứ ữ ẫ ợ

và nh ng t ng tia Gamma đ ữ ầ ượ c thêm vào. Ph t ng đã tính c a ổ ổ ủ 94Nb đã trình bày ở

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 55

ạ

ươ

hình minh h a 6.15. S hi u ch nh này và ph ự ệ ọ ỉ ươ ứ ng pháp phân tích c a ph ph c ủ ổ

th ng yêu c u tính toán c a máy vi tính. ườ ủ ầ

ng pháp khác c a vi c phân tích ph tia Gamma d ng k thu t s M t ph ộ ươ ậ ố ủ ệ ạ ổ ỹ

đ c mô t b i ông Covell. Trong ph ượ ả ở ươ ng pháp này đ nh y c a máy phân tích đ ạ ủ ộ ộ

cao xung đ c mô t ượ ả ằ ủ b ng đ th nh nh ng d ng hình ch nh t mà di n tích c a ồ ị ư ữ ữ ậ ệ ạ

nó t l thu n v i s l ng s đ m trong các kênh. Hình 7.14 minh h a m t đ nh ỉ ệ ớ ố ượ ậ ố ế ộ ỉ ọ

năng l ng toàn ph n đ c v d i d ng bi u đ . Đ nh y c a kênh ch a s ượ ầ ượ ẽ ướ ạ ứ ố ủ ể ạ ồ ộ

o. K theo đ nh y kênh, phía d

ng l n các s đ m đ c đ nh nghĩa là a l ượ ố ế ớ ượ ị ế ạ ộ ướ ặ i m t

1, a2, a3,… an; phía d

1, b2, b3, … bn.

c đ nh rõ là a i m t biên đ cao biên đ th p c a đ nh đ ộ ấ ủ ỉ ượ ị ướ ặ ộ

c a đ nh là b ủ ỉ

Phép c ng các đ nh y c a b ạ ủ n thông qua ao t ộ ộ i aớ n cho 1 giá tr đ c tr ng cho ị ặ ư

c trình bày theo đ th nh di n tích P s đ m t ng ch a trong các kênh này, đ ố ế ứ ổ ượ ồ ị ư ệ ở

c chia ra b i 1 đ ng k t n i v i các giá tr c a a hình 7.14. N u di n tích P đ ế ệ ượ ở ườ ế ố ớ ị ủ n,

c cho b i N trong hình minh ho t 7.14 bn thì di n tích phía trên đ ệ ườ ng th ng đ ẳ ượ ạ ở

t ươ ố ng ng v i di n tích minh h a trong hình 7.10. Vì th mà s bi n thiên th ng ự ế ứ ế ệ ớ ọ

kê c a nh ng s đ m trong các kênh t ng ng thì N có liên quan v i di n tích ố ế ữ ủ ươ ứ ệ ớ

ng đ tia Gamma. đ nh t ng và vì th có liên quan t ỉ ế ổ i c ớ ườ ộ

ệ Hình 7.14. D li u phân tích đ cao xung b ng m t bi u đ bên trong di n ữ ệ ồ ộ ộ ể ằ

trên

n t

tích P đ c tr ng cho s đ m t ng có ch a trong nh ng kênh a ổ ố ế ư ữ ư ặ i bớ n ở

di n tích N sinh ra m t m i quan h không đ i v i di n tích t ng c ng có ổ ớ ộ ộ ố ổ ệ ệ ệ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 56

ạ

ươ

ch a đ nh và c c ng đ tia Gamma [t ứ ở ỉ ả ườ ộ ừ ộ ổ ậ D.F.Covell, xác đ nh đ ph c p ị

tia Gamma tr c ti p t ự ế ừ ầ vi c h p thu đ nh toàn ph n, ệ ấ ỉ

Anal.Chem.31.1785(1959)]

T hình minh h a 7.14 ng i ta cho bi t: ừ ọ ườ ế

= P a 0

a i

b i

(34)

= 1

Và:

(cid:229) (cid:229)

b n

) +

= = - Q P N

(

= )

+ n

(

)(

)

+ n

b n

+ n

b n

(35)

+ a 1)( n 2

1 2

- + ( n

)(

)

B ng cách thay th ằ ế

= + N a 0

a i

b i

+ n

b n

(36)

1 2

= 1

(cid:229) (cid:229)

T khi (36) là 1 t ng đ i s c a các s h ng đ c l p (2n+1) thì m i s ạ ố ủ ộ ậ ố ạ ỗ ố ừ ổ

c xem nh phân b Poisson, s bi n thiên c a s l h ng c a nó đ ủ ạ ượ ủ ố ượ ự ế ư ố ố ế ng s đ m

có th đ c c tính t ể ượ ướ : ừ

var(

)

[(

1](

)

= + a 0

a i

b i

+ a n

b n

(37)

1 2

= 1

- - (cid:229) (cid:229)

var(

)

= + - n

(

)(

+ n

)(

)

+ a n

b n

(38)

1 2

Có th đ ể ượ ơ c đ n gi n thành: ả

(

)

[

+ - n (

)(

+ n

)(

)]

+ a n

b n

(39)

1 2

Đ l ch chu n là: ộ ệ ẩ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 57

ạ

ươ

7.2.2 Vi c s d ng máy tính

S phát tri n và ti n ích c a máy tính đi n t

ệ ử ụ ể ự

ệ ử ố ệ t c đ cao đã d n đ n vi c ủ ế ệ ẫ ộ

s d ng r ng rãi máy tính trong v t lý h t nhân, hoá h c phóng x , và phân tích ạ ử ụ ậ ạ ộ ọ

kích ho t phóng x . c phát tri n chính xác ạ Trong s các ng d ng ụ sau này đã đ ứ ạ ố ượ ể

nh t h n n i b t lên là nh ng ph ng pháp phân tích ph tia h n, và rõ ràng ít t ơ ẻ ạ ơ ổ ậ ữ ươ ổ

ng d ng khác bao g m phân tích đ ng cong phân rã gamma ph c t p. Nh ng ứ ạ ữ ứ ụ ồ ườ

phóng x nhi u thành ph n, gi i thi u nh ng h ng s phân rã nh là m t tham s ề ầ ạ ớ ư ữ ệ ằ ố ộ ố

khác đ phân tích v quang ph tia Gamma ph thu c th i gian, nh ng tính toán ụ ữ ể ề ộ ờ ổ

i u hóa, và ki m soát các h th ng phân tích kích ho t t đ ng. t ố ư ệ ố ạ ự ộ ể

H tr c a máy tính trong s lo i ph ỗ ợ ủ ự ạ ổ

Máy tính có th đ ể ượ ử ụ ư ộ c s d ng trong phép tr c ph tia gamma ho c nh m t ặ ắ ổ

i quy t ph h n t p ho c nh m t thi t b tính s tr giúp " nhà phân tích" đ gi ự ợ ể ả ổ ỗ ạ ư ộ ế ặ ế ị

toán s h c cho cách gi i quy t c a “máy tính”. Nh ng máy tính l n hi n đ i và ố ọ ả ế ủ ữ ệ ạ ớ

"ch ng trình " đ c c i ti n th ng có th đáp ng vi c phân tích ph tia ươ ượ ế ả ườ ứ ể ệ ổ

gamma t t nh b t kỳ nhà phân tích nào đ c đào t o ố ư ấ ượ ạ , ch c ch n trong th i gian ít ắ ắ ờ

i s h c ít h n nhi u. Vi c đ u t h n nhi u và các l ề ơ ỗ ố ọ ệ ầ ư ờ ộ th i gian và chi phí cho m t ề ơ

c phép n u s l h th ng máy tính l n v n còn l n tuy nhiên ch đ ẫ ệ ố ỉ ượ ớ ớ ế ố ượ ng l n các ớ

phân tích đ c th c hi n. Nh ng d ch v th ng m i v đ tin c y đ ượ ụ ươ ự ữ ệ ị ạ ề ộ ậ ượ ứ c ch ng

minh cho nh ng nhu c u phân tích nh h n có th tìm đ c. ỏ ơ ữ ể ầ ượ

Vi c s d ng máy tính tr c đây đ h tr ệ ử ụ ướ ể ổ ợ làm tr n ph tia gamma đã ổ ơ

đ c mô t b i Anders và Beamer. M t máy tính k thu t s nh đ c l p trình ượ ả ở ậ ố ỏ ượ ậ ộ ỹ

ng hóa b c x chu n và đi u ki n kh i l đ làm tr n, bình th ơ ể ườ ứ ạ ố ượ ề ệ ẩ ng m u, và gi ẫ ả i

quy t s ph thu c th i gian c a ph tia gamma, đ c bi ế ự ụ ủ ặ ộ ờ ổ ệ ố ớ t đ i v i nh ng h t nhân ữ ạ

phóng x có th i gian s ng ng n sinh ra trong nh ng m u đ ắ ữ ẫ ạ ố ờ ượ c kích ho t neutron ạ

có th i gian chi u x ng n. S d ng ph chu n cho vi c lo i b s tránh đi s ạ ỏ ẽ ử ụ ế ệ ẩ ạ ắ ờ ổ ự

t ng t c n thi ầ ế t cho vi c chi u x đ ng th i c a y u t ạ ồ ờ ủ ế ố ươ ế ệ ự ẫ ữ m u chu n. Nh ng ẩ

c chi u x v i nh ng lá dò thông l m u đ ẫ ượ ạ ớ ữ ế ượ ng trong m t th i gian chi u x ờ ế ộ ạ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 58

ạ

ươ

c và đ c đ m m t cách chính xác đ nh tr ị ướ ượ ế ộ ở kho ng th i gian đ nh tr ờ ả ị ướ ộ c. Cu n

1. K t h p các đi m d li u đ

gi y đ c l t máy phân tích đ c s d ng làm đ u vào cho máy tính: ấ ụ ỗ ừ ượ ử ụ ầ

2. Hi u ch nh th i gian ch t c a detector

ế ợ ữ ệ ể làm tr nơ ph và tăng ý nghĩa th ng kê. ể ố ổ

3. Chuy n đ i d li u thành giá tr ho t đ ng.

. ế ủ ệ ờ ỉ

4. Tr phông ghi nh n đ

ị ạ ộ ổ ữ ệ ể

5. Bình th

c. ậ ượ ừ

ườ ng hóa ph đ n kích th ổ ế ướ c m u đ nh s n và thông l ẵ ẫ ị ượ ng

6. Đ a ra nh ng d li u đ ữ

neutron.

ữ ệ ư ượ c hi u ch nh nh nh ng đ th d ng logarit ữ ồ ị ạ ư ệ ỉ

trên gi y.ấ

Ph này sau đó "đ c tách" b ng cách l p đi l p l i vi c tr ph chu n cho ổ ượ ặ ạ ằ ặ ừ ổ ệ ẩ

tách c a máy tính - đ n khi ch còn nhi u th ng kê. Hình 7.15 cho th y trình t ế ễ ấ ố ỉ ự ủ

đi u ch nh d li u đ phân tích m t l ng nh mangan ữ ệ ộ ượ ề ể ỉ ỏ ặ và vanađi trong m t qu ng ộ

đã đ CaCO3. Ph chu n c a 69 nguyên t ẩ ủ ổ ố ượ ụ c biên so n b i Anders (xem m c ạ ở

7.4.1).

M t s d ng sau này c a máy tính đ gi m xác su t tán x trong ph tia ộ ử ụ ể ả ủ ấ ạ ổ

c mô t b i Yule. M t ch ng trình gamma b ng m t k thu t làm tr n đã đ ỹ ằ ậ ộ ơ ượ ả ở ộ ươ

máy tính s d ng k thu t ch p d li u đ xác đ nh đ nh ph , xác đ nh ti ữ ệ ử ụ ể ậ ậ ổ ỹ ị ỉ ị ế ệ t di n,

và c tính năng l ng c a chúng nh là m t s tr giúp trong phân tích quang ướ ượ ộ ự ợ ủ ư

ph tia gamma. Ph ổ ươ ng pháp tích ch p, áp d ng cho các đa th c, đ ụ ứ ậ ượ c d a trên ự

gi đ nh r ng năm đi m d li u xác đ nh m t đ nh cao mà có th đ ả ị ữ ệ ộ ỉ ể ượ ể ằ ị ệ c đ i di n ạ

b i m t đa th c m c đ th hai ho c th ba; các đa th c th hai đ ở ứ ộ ứ ứ ứ ứ ứ ặ ộ ượ ử ụ c s d ng

trong ph ng pháp này xác đ nh v trí đ nh cao đi m v i đ chính xác h n. ươ ớ ộ ể ơ ỉ ị ị

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 59

ạ

ươ

M uẫ

1 - c e S 2 -

m C N

8 0 1 x 1 /

R G

/ t ú h p

/

m ế đ ố S

Canxi

1 - c e S 2 -

m C N

8 0 1 x 1 /

R G

/ t ú h p

/

m ế đ ố S

ẫ Hình 7.15. S lo i ph tia Gamma ph thu c vào th i gian c a m u ự ạ ủ ụ ổ ộ ờ

O.U.Anders và W.H.Beamer, đ CaCO3 đ ượ c làm tr n b ng máy tính [t ằ ơ ừ ộ

phân gi ả ủ ứ i c a ph Gamma ph thu c th i gian v i máy tính s và ng ụ ổ ờ ố ớ ộ

d ng c a nó trong phân tích kích ho t, Anal. Chem. 33, 226-230 (1961)] ủ ụ ạ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 60

ạ

ươ

1 - c e S 2 -

m C N

8 0 1 x 1 /

R G

/ t ú h p

/

m ế đ ố S

1 - c e S 2 -

m C N

8 0 1 x 1 /

R G

/ t ú h p

/

m ế đ ố S

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 61

ạ

ươ

1 - c e S 2 -

m C N

8 0 1 x 1 /

R G

/ t ú h p

/

m ế đ ố S

1 - c e S 2 -

m C N

8 0 1 x 1 /

R G

/ t ú h p

/

m ế đ ố S

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 62

ạ

ươ

/

h n ê k m ế đ ố S

Hình 7.16. Nh ng đi m d li u v s ch ng ch p đ nh c a ề ự ồ ữ ệ ữ ể ậ ỉ ủ 131Ba và

135mBa tr

c và sau khi tích ch p [ t H.P.Yule, phép tích ch p d li u và v ướ ậ ừ ậ ữ ệ ị

trí đ nh, di n tích đ nh, và đo năng l ệ ỉ ỉ ượ ấ ng đ nh trong phép tr c ph nh p ổ ắ ỉ

nháy, Anal. Chem. 38, 103-105 (1966)]

Ph ng pháp tích ch p đ ươ ậ ượ ự ồ c minh h a trong hình 7.16, trong đó s ch ng ọ

ng b bi n d ng. Ph ch p đ nh c a ỉ ủ 131Ba và 135mBa cho m t đ nh cao năng l ộ ỉ ậ ượ ị ế ạ ươ ng

trình dùng đ t o ra các đi m ph đ c làm tr n là ể ạ ổ ượ ể ơ

(

)

( +

)

+ C +

= - D i

+ C 1 2

+ C + i

C i

1 1

C i

· · · · (40) - -

kênh th i Trong đó Ci là s đ m thu đ ố ế c ượ ở ứ

kênh th i t ph đ c làm tr n. Di là s đ m ố ế ở ứ ừ ổ ượ ơ

Nh ng b h s khác nhau t o ra đ o hàm c p m t và c p hai. M t khi các ộ ệ ố ữ ạ ấ ạ ấ ộ ộ

c th c hi n b ng cách tìm d u hi u c a s d li u đã b ch p, v trí c a đ nh đ ữ ệ ủ ỉ ị ậ ị ượ ệ ủ ự ự ệ ằ ấ

thay đ i trong đ o hàm c p m t ho c c c ti u c a đ o hàm c p hai. Ph ng pháp ặ ự ể ủ ạ ấ ạ ấ ổ ộ ươ

lo i tr "đ nh" th t ra là lo i tr Compton hay không đúng th ng kê, ạ ừ ỉ ạ ừ ậ ố ạ nh ng nó t o ư

ra nh ng "đ nh" do hi u ng tán x ng c ho c t ng h p. ệ ứ ạ ượ ữ ỉ ặ ổ ợ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 63

ạ

ươ

Ch ng trình máy tính đã đ c vi t r ng rãi mang thu n l i v đ phân ươ ượ ế ộ ậ ợ ề ộ

gi i cao c a h th ng phát hi n tr ng thái r n; ví d , Guzzi, Pauly, Girardi, và ả ệ ố ủ ụ ệ ắ ạ

Dorpema đã báo cáo m t ch ộ ươ ng trình máy tính dùng đ xác đ nh h t nhân phóng ể ạ ị

detector Ge-Li có đ phân gi x và nhi u có th có trong quang ph t ạ ổ ừ ễ ể ộ ả ế i cao k t

h p v i nh ng máy phân tích biên đ đa kênh có b nh l n. ợ ộ ớ ớ ữ ớ ộ

Ch ng trình bao g m m t máy quét c a các d li u ph đ xác đ nh ươ ữ ệ ổ ể ủ ồ ộ ị

nh ng đ nh trên năm kênh và đánh giá chúng nh là nh ng đ nh quang h c. Cho ữ ữ ư ọ ỉ ỉ

m t đ nh c c đ i kênh n, đi u ki n đ th a là ự ạ ở ộ ỉ ể ỏ ệ ề

> n

+ n

- - (41)

C c ti u n m hai bên kênh l n nh t đ ự ể ằ ấ ượ ớ c ch n là kênh n-k và n+k’ v i ớ ọ

n n

n k

‡ - - - - - (42)

+ + ' 1

n k

+ n k

‡ - (43)

+ n k

V i nh ng đ nh quang h c, di n tích S đ c tính b ng ữ ệ ớ ọ ỉ ượ ằ

n k

+ n k

(

+ + k k

) ' 1

n k

- - (cid:229) (44) -

1/ 2

Đ l ch chu n là ộ ệ ẩ

n k

++ C 4

(cid:230) (cid:246) - (45) (cid:231) ‚ Ł ł

c gi Đ nh đ ỉ ượ l ữ ạ i nh là m t đ nh quang h c n u ế ộ ỉ ư ọ

s < s

S 2

(46)

Năng l ng t ng ng v i đ nh đ c đo t tr c đ i x ng đ nh A, sau khi ượ ươ ớ ỉ ứ ượ ừ ụ ố ứ ỉ

)

( k C

tr phông ừ

k 1

(cid:229) (47) (cid:229)

1 và k2 đ

Trong đó gi i h n k c ch n, nh v y s đ m kênh đ c chính ớ ạ ượ ư ậ ố ế ở ọ ượ

t c l n h n m t n a s đ m c a kênh l n nh t. xác Ck thì t ấ ả ớ ộ ử ố ế ủ ấ ơ ớ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 64

ạ

ươ

Ch i c a detector nh là m t hàm ươ ng trình này cũng l p b ng đ phân gi ậ ả ộ ả ủ ư ộ

ng và đánh giá nh ng nhi u có th có. c a năng l ủ ượ ữ ễ ể

Phân tích ph tia Gamma ổ

Nói m t cách xa h n s đóng góp l n lao c a máy tính s t c đ cao là ớ ơ ự ố ố ủ ộ ộ

trong v n đ v phân tích ph tia Gamma. Nhi u ch ng trình đ c vi ề ề ề ấ ổ ươ ượ ế ể ả t đ gi i

quy t ph tia Gamma h p ph n ầ ở ộ m t trong vài cách. M t trong nh ng cách đ ộ ữ ế ổ ợ ượ c

ng theo ph ng pháp bình s d ng r ng rãi nh t là d a trên vi c làm kh p đ ử ụ ự ệ ấ ộ ớ ườ ươ

ph ng t i thi u cho s bi u di n ph tia Gamma đ c làm tr n, liên t c. ươ ố ự ể ễ ể ổ ượ ụ ơ

ng b ng phép phân tích bình ph ng t Hình 7.17. S làm kh p đ ự ớ ườ ằ ươ ố i

thi u. Đ ng bi u di n f(x c tính cho phép l y t ng (d

i) đ

i)2 là nh nh t.

ườ ể ễ ể ượ ấ ổ ỏ ấ

Vi c làm kh p đ ng theo ph ng pháp bình ph ng t i thi u xác đ nh ệ ớ ườ ươ ươ ố ể ị

m t hàm liên h gi a hai bi n đ c l p cho nh ng b s li u đo đ ộ ố ệ ệ ữ ộ ậ ữ ế ộ ượ c. M t minh ộ

ng hình 7.17 bi u di n hàm y=f(x) đ c v là “kh p t h a v s làm kh p đ ọ ề ự ớ ườ ở ễ ể ượ ẽ ớ ố t

nh t” qua tám đi m trong th c nghi m. Ph n d d ữ ư i bi u di n s khác nhau gi a ễ ự ự ể ể ệ ầ ấ

c quan sát và đ c tính t giá tr y đ ị ượ ượ

f(xi)

(48)

hàm f(x), trong đó ừ di = yi -

Hàm làm kh p t c đ nh nghĩa là t o ra ớ ố t nh t cho m t t p h p đi m đ ộ ậ ể ấ ợ ượ ạ ị

bình ph ng c a nh ng ph n d là nh nh t. Vì v y t ng đ c làm c c ti u là ươ ầ ư ỏ ấ ậ ổ ữ ủ ượ ự ể

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 65

ạ

ươ

(

)

(49)

)

y i

f x ( i

= 1

Ø ø - (cid:229) (cid:229) º ß

Ph ng pháp bình ph ng t ươ ươ ố i thi u d a trên gi ự ể ả thuy t nh ng ph n d ữ ế ầ ư

đ c phân b h n đ n, nghĩa là ph ng sai c a phép đo là m t h ng s và trung ượ ố ỗ ộ ươ ộ ằ ủ ố

bình c a nh ng ph n d là không. ầ ư ủ ữ

ữ ệ Khi không có thông tin v đ chính xác c a m i giá tr kh d ng thì d li u ả ụ ề ộ ủ ỗ ị

th ng đ c x lý khi chúng có ph ng sai chung. S phân b chi u cao c a xung ườ ượ ử ươ ủ ự ề ố

có th đ c làm tr n cho m t đ ng cong liên t c y=f(x), đó y là s đ m trên ể ượ ộ ườ ơ ụ ở ố ế

kênh và x là s kênh. Tuy nhiên ph ố ươ ả ng sai c a s đ m trong m i kênh không ph i ủ ố ế ỗ

ỉ ằ là h ng s , nh ng theo b n ch t th ng kê c a s phân rã phóng x nó x p x b ng ủ ự ư ạ ấ ấ ằ ả ố ố

v i s đ m trong kênh (s đ m bao hàm đ l n c a s đ m phông). ớ ố ế ộ ớ ủ ố ế ố ế

Đ khôi ph c l i s đúng đ n c a ph ng pháp bình ph ng t ụ ạ ự ắ ủ ể ươ ươ ố ỗ i thi u m i ể

giá tr d li u kênh ph i đ c hi u ch nh b ng m t tr ng s thích h p, tr ng s ị ữ ệ ả ượ ộ ọ ệ ằ ọ ợ ố ỉ ố

ngh ch v i ph ng sai c a s này trong th ng kê c a s phân rã phóng x t l ủ ự ạ ỉ ệ ố ớ ị ươ ủ ố

ng phân tích chi u cao đ m. Khi đó t ng ph n d đ ổ ế ầ ư ượ c làm c c ti u c a m t đ ự ể ủ ộ ườ ề

xung là

(50)

= (cid:229)

y i var(

) ))

= 1

f x ( i f x ( i

Ø ø - º ß

M c dù nh ng nghi m c a d ng ph f(x) đ c gi ữ ủ ệ ạ ặ ổ ượ ả ằ ớ i b ng vi c làm kh p ệ

bình ph ng t i thi u phi tuy n nh ng nhi u ch ng trình l ươ ố ư ề ế ể ươ ạ ử ụ ứ i s d ng công th c

bình ph ng t i thi u tuy n tính. Trong tr ươ ố ế ể ườ ng h p này, đ i v i m t máy phân ố ớ ộ ợ

tích đa kênh ph c a n kênh ch a m t ph h n h p c a m h t nhân phóng x , có ợ ủ ổ ỗ ổ ủ ứ ạ ạ ộ

i đã bi

m t b n phép đo và y t ph ộ ộ ế ươ ng sai. M i giá tr đ ỗ ị ượ ộ c làm kh p b i m t ớ ở

bi u th c đó là m t k t h p tuy n tính nh ng hàm đã bi ng a ộ ế ợ ữ ứ ế ể ế t m ho c đ i l ặ ạ ượ

t x v i nh ng h s ch a bi ớ ệ ố ữ ợ ế j, s đ m trên h t nhân phóng x trong h n h p. ố ế ạ ạ ỗ

Trong tr ng h p ng trình ườ có m t b n ph ộ ộ ươ ư ợ n m‡

y i

a ij

(51)

= 1

(cid:229)

Trong đó di là ph n d . Vì v y ầ ư ậ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 66

ạ

ươ

(52)

= 1

(cid:230) (cid:246) - (cid:231) ‚ (cid:229) a x ij y i (cid:231) ‚ Ł ł (cid:229) var( ) y i

ng ng v i m i tham s x Đ làm c c ti u S hàm đ ự ể ể ượ ấ c l y đ o hàm t ạ ươ ứ ố k và ớ ỗ

m i đ o hàm b ng không. Vì v y ằ ỗ ạ ậ

(53)

= 1 j var(

= 1

(cid:230) (cid:246) - (cid:231) ‚ 2 (cid:229) a x ij y i a ki (cid:231) ‚ ¶ Ł ł = = 0 (cid:229) ¶ ) y i S x k

)

i (

= 1

(54)

= 1

- (cid:229) a a x ij ki a y ki = 0 (cid:229) var( ) y i

B ng cách đ o b c trong phép l y t ng ấ ổ ả ằ ậ

(55)

)

= 1

Ø ø = Œ œ (cid:229) (cid:229) (cid:229) ) º ß a a ij ki y var( i a y i ki y var( i

Trong m i giá tr k ch y t ng trình này ạ ừ ỗ ị 1 đ n m. Nghi m cho nh ng ph ệ ữ ế ươ

j (c

mang l i giá tr x ng đ tia Gamma đ c tính c a m i h t nhân phóng x làm ạ ị ườ ộ ượ ỗ ạ ủ ạ

c quan sát) c c ti u đ i l ự ể ạ ượ ng S đ i v i s phân b chi u cao c a xung đ ố ố ớ ự ủ ề ượ

Nghi m cho nh ng ph ng trình này th ng đ c gi ữ ệ ươ ườ ượ ả ử ụ i quy t khi s d ng ế

c vi t ra, ví d cho n đ i s ma tr n. H ph ạ ố ệ ậ ươ ng trình cho b i (55) có th đ ở ể ượ ế ụ

m=4 h t nhân phóng x là kênh ch a nh ng s đ m t ữ ố ế ứ ừ ạ ạ

a a 1 i i

x 2

a a 1 i i

x 3

a a 1 i i

x 4

a a 1 i i

a y 1 i i

(cid:229) (cid:229) (cid:229) (cid:229) (cid:229)

a a 2 i i

x 2

a a 2 i i

x 3

a a 2 i i

a y i 2

(56)

(cid:229) (cid:229) (cid:229) (cid:229) (cid:229)

a a 3 i i

x 2

a a 3 i i

x 3

a a 3 i i

x 4

a a 3 i i

a y 3 i

(cid:229) (cid:229) (cid:229) (cid:229) (cid:229)

x x x x

a a 4 i i

x 2

a a 4 i i

x 3

a a 4 i i

a y i 4

(cid:229) (cid:229) (cid:229) (cid:229) (cid:229)

Trong đó phép l y t ng trên n kênh. H ph ng trình này có th đ ấ ổ ệ ươ ể ượ ể c bi u

di n theo d ng ma tr n ậ ạ ễ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 67

ạ

ươ

a a 1 i i 1

a a 1 i i

a a i 1 i

y 1 y

a a 2 i i

œ=

(57)

a a 3 i i 1

a a 3 i i

y 3 y

x 1 x 2 x 3 x 4

a a 4 i i

Ø ø (cid:229) (cid:229) (cid:229) (cid:229) Ø ø Ø ø Œ œ Œ œ Œ œ Œ œ (cid:229) (cid:229) (cid:229) (cid:229) Œ œ Œ Œ œ Œ œ Œ œ (cid:229) (cid:229) (cid:229) (cid:229) Œ œ Œ œ Œ œ Œ œ º ß º ß (cid:229) (cid:229) (cid:229) (cid:229) º ß

Trong đó b h s trong d u ngo c đ u tiên đ ộ ệ ố ầ ấ ặ ượ ậ c bi u di n b i ma tr n ễ ể ở

j đ

[A], b bi n x ộ ế ượ c bi u di n b i m t ma tr n c t (vector) (X) và b h ng s y ố i ậ ộ ộ ằ ể ễ ộ ở

[A](X)=(Y)

(58)

c vi là vector (Y). Trong đ i s ma tr n (57) có th đ ạ ố ể ượ ậ t ế

Phép nhân hai ma tr n [A] và [B] ch có th đ ể ượ ậ ỉ ố ộ c th c hi n n u s c t ự ệ ế

trong [A] b ng s dòng trong [B]. Ph n t ầ ử ằ ố ậ trong dòng th i và c t th j c a ma tr n ộ ứ ủ ứ

tích [P] đ c tìm ra b ng cách l y t ng nh ng tích s c a nh ng c p liên ti p ượ ấ ổ ố ủ ế ở ữ ữ ặ ằ

nh ng ph n t [A] ầ ử ữ trong dòng th i c a [A] và c t th j c a [B], ví d cho n c t ộ ứ ủ ứ ủ ộ ở ụ

và n dòng [B]ở

a (

(59)

= 1

) b )( kj = (cid:229) k

Trong tr ng h p chung m

h n s kênh trong ph , ma tr n [A] không ổ ơ ố ậ ở ạ d ng phù h p đ i v i phép nhân. Tuy ố ớ ợ

nhiên ma tr n [A] có th đ c bi n đ i thành m t ma tr n vuông (ma tr n mà đó ể ượ ậ ế ậ ậ ộ ổ ở

s dòng và s c t b ng nhau) b ng cách nhân nó v i ma tr n chuy n v c a nó ố ố ộ ằ ị ủ ể ằ ậ ớ

[AT]. Ma tr n chuy n v đ c hình thành b ng cách trao đ i dòng và c t c a ma ị ượ ể ậ ộ ủ ằ ổ

T] có (n x m) cho m t ma

tr n [A]. Phép nhân ma tr n [A] có (m x n) v i ma tr n [A ậ ậ ậ ớ ộ

tr n vuông (m x m), bi u di n theo bình ph ng biên đ c a m t vector trong ể ễ ậ ươ ộ ủ ộ

không gian n.

[

]

T A

(60)

2 i

= 1

Ø ø (cid:229) º ß

Ph ng trình (58) khi đó tr thành ươ ở

)

T A

( A X

(61)

ß= T A

Ø ø Ø ø Ø ø Y ( ) º ß º ß º

Phép toán chia không đ c đ nh nghĩa trong ma tr n, m c dù trong tr ượ ậ ặ ị ườ ng

-1]

t c a m t ma tr n vuông [M] có t n t i m t ma tr n ngh ch đ o [M h p đ c bi ặ ợ ệ ủ ồ ạ ậ ộ ả ậ ộ ị

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 68

ạ

ươ

-1] v i M cho ma tr n đ n v [I]

đó t t c các ph n t tích s c a [M ố ủ ậ ớ ơ ị ở ấ ả ầ ử ủ ườ ng c a đ

t c nh ng ph n t khác là không chéo chính b ng nhau và t ằ ấ ả ữ ầ ử

(62)

- - Ø ø Ø ø = = Ø ø Ø ø Ø ø M M M M I º ß º ß º ß º ß º ß

c s d ng trong nghi m c a m t h M t ma tr n ngh ch đ o có th đ ị ể ượ ử ụ ộ ệ ủ ệ ả ậ ộ

TA]

ph c gi i đ i v i (X) ươ ng trình tuy n tính đ ng th i. H cho b i (61) có th đ ờ ể ượ ệ ế ồ ở ả ố ớ

(

)

(

)

T A A

T A

(63)

= º

b ng cách nhân c hai v c a ph ằ ế ủ ả ươ ng trình v i ngh ch đ o c a [A ị ả ủ ớ - Ø ø Ø ø ß º ß

TA]-1 v i vector ớ

c a tích c a ma tr n ngh ch đ o [A Vì v y nh ng ph n t ữ ầ ử ủ ủ ậ ả ậ ị

h ng (Y) s là giá tr (X) ch a bi ằ ư ẽ ị ế t. Phép ngh ch đ o ma tr n và phép tính giá tr X ậ ả ị ị

đ c th c hi n b ng máy vi tính. M t vài ph ượ ự ệ ằ ộ ươ ố ớ ng pháp s kh d ng đ i v i ả ụ ố

ng pháp nghi m c a nh ng ph ủ ữ ệ ươ ng trình tuy n tính đ ng th i đó là nh ng ph ồ ữ ế ờ ươ

ng pháp kh Gauss-Jordan, s d ng qui khác phép ngh ch đ o ma tr n, ví d ph ả ụ ậ ị ươ ử ụ ử

ng pháp l p Gauss-Seidel. t c c a Cramer và ph ắ ủ ươ ặ

Ph ng pháp bình ph ng t i thi u ng d ng đ phân tích ph cũng nh ươ ươ ố ể ứ ụ ể ổ ư

i đ

cho phép đánh giá ch t l ng c a vi c làm kh p y c tính toán đ i v i y ấ ượ ủ ệ ớ ượ ố ớ i đ cượ

quan sát b ng cách ki m tra , trong đó bi u di n (n-m) b c t ể ằ ậ ự ể ễ ầ do. N u ph n ế

i đ

c tính và y c quan sát đ c cho b i r đ d gi a y ư ữ ượ ượ ượ ở i, khi đó ượ c đ nh ị

= (cid:229)

(64)

r i var(

)

y i

= 1

nghĩa là

T đó, trong tr ừ ườ ng h p chung, s h t nhân phóng x đ ố ạ ạ ượ ợ c xác đ nh nh ị ỏ

ầ h n nhi u so v i s kênh c a máy phân tích nghĩa là m<

thì nh h n so v i nh ng s h ng (n-m) và t s làm kh p phù h p Q tiên c a ủ ố ạ ỏ ơ ỉ ố ữ ợ ớ ớ

(65)

;

đ c đ nh nghĩa là ượ ị

n m

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 69

ạ

ươ

Nhi u ch ề ươ ng trình máy vi tính bao hàm vi c tính toán Q đ ki m tra tính ệ ể ể

phù h p c a vi c làm kh p t s đ c quan sát cho nh ng l ớ ỉ ố ượ ợ ủ ệ ữ i đ ỗ ượ ế c tiên đoán. N u

Q l n h n nhi u so v i m t thì m t vài ngu n l i có th đ c đánh giá l ồ ỗ ề ộ ơ ớ ớ ộ ể ượ i ạ

1. i trong ch ng trình ho c vi c tính toán. Nh ng l ữ ỗ ươ ệ ặ

Nh ng th ng kê v s đ m không đ đ đ t đ c ph ng sai y ủ ể ạ ượ ề ố ế ữ ố ươ

thích h p.ợ

3. D ng ph ho c vi c làm tr n ph không chính xác. ổ ặ ệ ạ ơ ổ

4. Không đ chu n đ i v i nh ng h t nhân phóng x hi n có. ạ ệ ố ớ ủ ữ ạ ẩ

5. Nh ng thay đ i trong giá tr thu đ c ho c giá tr ng ữ ổ ị ượ ặ ị ưỡ ữ ng gi a

chu n và m u. ẩ ẫ

c th o lu n ph n 3.8.2 Hi u qu sau này đ ả ệ ượ ậ ở ầ ả

S phân tích đ ng cong phân rã nhi u thành ph n ự ườ ề ầ

S phân tích đ ng cong phân rã nhi u thành ph n đ c l p trình đ máy ự ườ ề ầ ượ ậ ể

ng pháp tính x lí b ng nhi u hình th c. M t trong nh ng hình th c này là ph ộ ử ứ ữ ứ ề ằ ươ

bình ph ng t ng t đ phân gi ươ ố i thi u, t ể ươ ự ộ ả ủ ộ ỗ i c a ph tia gamma. Khi m t h n ổ

c đ m trên m t kho ng th i gian, hình thành h p các h t nhân phóng x đ ợ ạ ượ ạ ế ả ộ ờ

đ c mô t b i công ườ ng cong phân rã, sau khi hi u ch nh v i phông detector, đ ệ ớ ỉ ượ ả ở

th cứ

)

( A t

= (cid:229)

0 x e j

= 1

- (66)

jx = s h t nhân phóng x j ban đ u ầ

Trong đó ( )A t = t ng ho t đ t i th i đi m t ạ ộ ạ ổ ể ờ

l = h ng s phân rã c a h t nhân phóng x j ạ

ố ạ ạ

ủ ạ ằ ố

t = kho ng th i gian đã qua, t =0 th ng là th i gian k t thúc chi u x ả ờ ườ ế ế ờ ạ

hay th i đi m xu t hi n s đ m đ u tiên ệ ố ế ể ầ ấ ờ

Vi c làm kh p bình ph ng t i thi u đ c th c hi n v i các thi ệ ớ ươ ố ể ượ ự ệ ớ ế ậ ủ t l p c a

công th cứ

t j i

= (cid:229)

A i

x e j

= 1

- (67)

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 70

ạ

ươ

s ẩ i

có tr ng s b ng đ l ch chu n ố ằ ộ ệ ọ c aủ iA

j it

= (cid:229)

y i

A i s

e s

= 1

(68)

Vector (X) đ ượ ủ c tính b ng công th c (63) và đ tin c y c a vi c làm kh p c a ộ ủ ứ ệ ậ ằ ớ

vector đ c tính b ng công th c (65) ượ ứ ằ

ng pháp đ c thi t l p b i Nervik tránh s m t mát s liên quan M t ph ộ ươ ượ ế ậ ự ấ ở ố

[

]

[

Ø ø b i quá trình tr c giao hoá và chéo hoá. Quá º ß đ n ngh ch đ o c a ma tr n ậ ế ả ủ ị ự ở

]U v iớ

]B , trong đó

trình đ u tiên t ầ ng ng v i nhân ph i ma tr n v i ma tr n tam giác trên ậ ứ ả ươ ớ ớ

]

[

các y u t ậ ằ ộ đ ế ố ừơ

ậ ớ [ ng chéo b ng 1, t o thành m t ma tr n m i [ B= ạ ] [ A U (69)

T A

Ø ø Ø ø Ø ø (70) º ß º ß º ß

(

)

(

)

[

]

] [ B U

T A

Đi u này bi n đ i (64) thành ế ổ ề - Ø ø Ø ø Ø ø (71) º ß º ß º ß

[

]

[

]D v i các s h ng ngoài đ ố ạ

Ø ø Tích ng chéo t vi c nhân º ß là ma tr n chéo ậ ớ ườ ừ ệ

TBØ

]B tr c giao l n nhau đ u b ng 0. Vì v y ậ

ø và[ º ß hai ma tr nậ ề ằ ự ẫ

(

)

[

] 1

] [ U D

T A

- Ø ø Ø ø (72) º ß º ß

Vi c làm gi m sai s trong vi c làm tròn k t qu t s thay th m i y u t ả ừ ự ế ỗ ế ố ệ ệ ế ả ố

[

T A A

ậ ả ủ ự ừ ằ - - Ø ø Ø ø trong ma tr n tr c giao b ng ngh ch d o c a nó. T (63) và (72) ta suy ra ] ị ] [ U D (73) º ß º ß

Đ c g i là ma tr n sai s và có th đ ậ ượ ọ ể ượ ử ụ ẩ c s d ng đ tính đ l ch chu n ộ ệ ể ố

ng cong tính toán c a m i đi m t ỗ ủ ể đ ừ ườ

M t bi n th đ i v i ph ng pháp phân tích bình ph ng t i thi u này, là ể ố ớ ế ộ ươ ươ ố ể

trong đó m t b ng d phòng đ xác đ nh chu kì bán rã c a nh ng h t nhân phóng ộ ả ữ ự ủ ể ạ ị

c thêm vào, đ c mô t x đ ạ ượ ượ ả ở ằ b i Cumming. M t v n đ n y sinh b i vì h ng ộ ấ ề ả ở

(68) không có d ng tuy n tính. Vi c gi i bao hàm m t khai tri n hàm s phân rã ố ở ệ ế ạ ả ể ộ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 71

ạ

ươ

l và 0

và t m t thi t l p gi thi t ban đ u mũ trong các s h ng thay đ i nh ố ạ ổ ỏ jxd ừ ộ ế ậ ả ế ầ 0 jx

. Sau đó từ

(

)

0 + j

t i

0 j

t i

t j i

- - - (74) » -

(

)

(

)

dl x

0 j

+ 0 j

0 j

t e i

. M t chu trình l p đi l p l c s d ng cho t i đ Có th tìm đ ể ượ ố ạ dl c s h ng ặ ạ ượ ử ụ ặ ộ ớ i

khi đ t đ n đ c đ h i t đã ch n tr c. ạ ế ượ ộ ộ ụ ọ ướ

ng t i thi u là ph M t ph ộ ươ ng pháp luân phiên v i phân tích bình ph ớ ươ ố ể ươ ng

pháp chuy n hóa Fourier đ c mô t b i Gardner. Ph ng pháp gi thi ể ượ ả ở ươ ả ế ằ t r ng

t j i

)

(

)

( A t

l l t e d

0 x e j

= 1

)

c bi u di n b ng công th c tích phân Laplace chu i e mũ c a (67) có th đ ủ ể ượ ỗ ễ ằ ứ ể ¥ - - (cid:229) (cid:242) (75)

Trong đó ( g l là t ng c a hàm delta, m i s h ng trong đó đ c xem nh b ng 0 ỗ ố ạ ủ ổ ượ ư ằ

ngo i tr tr riêng c a nh ng h t nhân phóng x đóng góp vào A(t). K t qu ạ ừ ị ủ ữ ế ạ ạ ả

l ầ ố ủ j

)

th ng kê t nhiên c a A(t), tuy nhiên trong s đóng góp t n s c a ố ự ủ ự nh m t hàm ư ộ

)

. Vì v y đ th c a ng c aủ ( g l ồ ị ủ ( g l ậ cượ l v i s ch ra m t h t nhân phóng x ộ ạ ớ ẽ ỉ ạ

max

)

( g l

là h ng s phân rã và đ cao c a đ nh t l khi xu t hi n đ nh l n. ệ ấ ớ ỉ ủ ỉ ỉ ệ ằ ố ộ ở ( g l

jx . Hàm

( g e-

thu đ c b ng phép chuy n hóa Fourier c a bi n s ớ ệ ố 0 v i h s ượ ủ ể ế ằ ố

đ c l c ng b ng vi c gi i s c a công đ i v i hi u su t hàm ệ ố ớ ấ ượ ứơ ượ ệ ằ ả ố ủ

)

th c chuy n hóa Fourier v i ứ ể ớ

)

( g e

( l

( g l

) / l

- (76)

đ c v ng . M t cách gi ng cong phân Giá trị c v i ượ ẽ ượ ớ ộ i đ ả ườ

rã 4 thành ph n b ng ph ng pháp này đ c bi u di n trên hình 7.18. H ng s ầ ằ ươ ượ ể ễ ằ ố

;

0, 0035

phân rã đ c xác đ nh m t cách d dàng b ng ch ng trình cũng nh đ nh sai s ượ ễ ằ ộ ị ươ ư ỉ ố

c chú í trong hình t i . l n đ ớ ượ ạ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 72

ạ

ươ

( g l

) / l

Hình 7.18. Đ phân gi ộ i c a đ ả ủ ườ ằ ng cong phóng x 4 thành ph n b ng ạ ầ

ph ng pháp phân tích chuy n hóa Fourier. (T D.G Gardner, phân tích ươ ừ ể

đ ng cong phóng x nhi u thành ph n b ng cách s d ng ph ng pháp ườ ử ụ ề ầ ạ ằ ươ

chuy n hóa Fourier trong nh ng ng d ng c a máy vi tính đ i v i h t nhân ố ớ ạ ữ ứ ủ ụ ể

và hóa phóng x , NAS-NS 3107, 1963, trang 33-40) ạ

Chu trình t i u hoá ố ư

M t công d ng khác c a máy tính trong phân tích kích ho t d ng c là đ ạ ụ ụ ủ ụ ộ ể

i u hóa đi u ki n chi u x và s l n phân rã t i tâm chi u x t ố ư ế ạ ố ầ ề ệ ạ ế ạ

Nh ng ph ng pháp tính toán đ c đ t ra đ t i u đ dài c a s chi u x ữ ươ ượ ặ ể ố ư ộ ủ ự ế ạ

và phân rã tr c khi đ m đ tăng s l a ch n và cách gi ng trình ướ ự ự ế ể ọ ả i. M t ch ộ ươ

đ c phát tri n b i Isenhour và Morrison xác đ nh th i gian chi u x và phân rã t ượ ế ể ạ ở ờ ị ố i

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 73

ạ

ươ

u c a b t kì nguyên t ư ủ ấ ố ủ nào trong m t h n h p ph c t p, d n đ n s đ m c a ế ố ế ộ ỗ ứ ạ ẫ ợ

ph n ng h t nhân v i nh ng nguyên t c tìm th y và gây r c r i. ả ứ ữ ạ ớ đ ố ượ ắ ố ấ

T ph ừ ươ ạ ng trình t ng quát cho kích ho t phóng x và phân rã dãy, t s ho t ỉ ố ạ ạ ổ

đ c a h t nhân phóng x j trong m t h n h p g n N h t nhân phóng x là ộ ủ ạ ộ ỗ ợ ạ ạ

s f

I n j

A V

(

e )

A i

sf I n i i

= 1

- - - ồ ( ạ ) (77) - - - (cid:229) (cid:229)

Trong đó Ai = t ng ho t đ c a h t nhân phóng x i ạ ộ ủ ạ ạ ổ

ng đ c đo Ii = t s c a s s ki n x y ra trong vùng năng l ỉ ố ủ ố ự ệ ả ượ ượ

ố ạ ạ

j = thông l

t di n ph n ng ni = s h t nhân phóng x s = ti ế ả ứ ệ

l = h ng s phân rã ố

ng h t chi u x gây ra ph n ng v i ượ ế ạ ả ứ ạ ớ

ằ

t = th i gian chi u x ế ạ ờ

T = th i gian phân rã ờ

S l a ch n l n nh t (d a trên t c đ đ m t c th i) cho s h t nhân phóng ố ộ ế ọ ớ ố ạ ự ự ứ ự ấ ờ

j đ

j là s l n nh t. Giá tr c a R ấ

c xác đ nh t vi c gi i hai x j x y ra khi R ạ ả ố ớ ị ủ ượ ị ừ ệ ả

ph ng trình đ o hàm riêng: ươ ạ

j T

¶ ¶ (cid:230) (cid:246) (cid:230) (cid:246) (78) (cid:231) ‚ (cid:231) ‚ ¶ ¶ Ł ł Ł ł

Vi c đó d n đ n ế ệ ẫ

= T

(

) (

)

= 1

- - - - (cid:229) (79)

(

)

(

)

l e

l = e

= 1

- - - - - Ø ø - - - (cid:229) (80) º ß

I N sf=

Trong đó

ng trình này đ i v i t và T, s cho giá tr t i u v Vi c gi ệ ả ồ i đ ng th i hai ph ờ ươ ố ớ ị ố ư ẽ ề

th i gian phân rã và chi u x , t ng ng thu đ c b ng m t ph ng pháp x p x ạ ươ ứ ế ờ ượ ằ ộ ươ ấ ỉ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 74

ạ

ươ

)

ng pháp Newton Raphson. N u x n i ti p, ch ng h n nh ph ố ế ư ạ ẳ ươ ế ị ấ 0 là m t giá tr x p ộ

( f x = , m t giá tr t ộ

c cho b i phu ng pháp Newton Raphson là x cho ỉ t h n đ ị ố ơ ượ ơ

x 0

) )

- (81) ở ( f x 0 ( ' x 0

n, trong

i cho t i giá tr x ế 0 và x1 đ ượ c tính . Đi u này l p l ề ặ ạ ớ ị

j b ng cách

Giá tr x này thay th x ị đó xD r t nh . Ph ng pháp Isenhour và Morrison tính giá tr c a R ươ ấ ỏ ị ủ ằ

làm c c đ i hoá m i t và T khác nhau m t cách phân li cho t i khi chu trình tính ự ạ ỗ ộ ớ

j. Đ b

không thay đ i đáng k (nh h n b c ba) c a R ỏ ơ ủ ể ậ ổ ể ướ ủ c đ u vào quá trình c a ầ

j đ

j, m t ma tr n c a giá tr R ậ ủ

máy tính v i giá tr h p lí c a R c tính trên vùng ị ợ ủ ớ ộ ị ượ

j đ

th i gian chi u x và phân rã và gía tr cho l n nh t c a R ấ ủ ế ạ ờ ớ ị ượ ể ắ ầ c ch n đ b t đ u ọ

th công toàn b ch ng trình v i h tính. M t s mô t ộ ự ả ủ ộ ươ ớ ướ ng d n c th cách s ẫ ụ ể ử

c chu n b s n. d ng c a nó đã đ ủ ụ ượ ị ẵ ẩ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 75

ạ

ươ

B Giáo D c Và Đào T o ạ

ụ

ộ

Tr

ng Đ i H c S Ph m TP HCM

ườ

ạ ọ ư ạ



Nhóm 10

TI U LU N V T LÝ Ậ

Ậ

Ể

Đ TÀI

Ề

Giáo viên h ng d n ướ ẫ : Ph m Nguy n Thành Vinh ễ ạ

Sinh viên th c hi n ệ : Đoàn Ng c Hi n ề ự ọ

L ươ ng H i D ng ả ươ

L u Văn Bán ư

Nguy n Th Huê ễ ị

Tp. H Chí Minh – Năm 2010 ồ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 76

ạ

ươ

ạ ự ộ

đ ng Khái ni m phân tích kích ho t t

đ ng có th t

7.2.3 Phân tích kích ho t t ệ

ạ ự ộ ể ự ộ ế đ ng c quá trình đo chi u ả

x và b c x . ứ ạ ạ

S thúc đ y k t qu t đ ng t đi n th c a phân tích kích ho t thì nhanh, ẩ ế ả ự ộ ự ừ ệ ế ủ ạ

chính xác, chi phí th p cho s l ố ượ ấ ọ ng l n nh ng m u gi ng nhau trong khoa h c, ữ ẫ ớ ố

sinh h c và công nghi p. ệ ọ

c đ u th c hi n phân tích kích ho t là làm quen Cách đ n gi n nh t đ b ả ấ ể ướ ầ ự ệ ạ ơ

d n v i công c phân tích kích ho t. ầ ụ ạ ớ

Thêm vào đó là ph ng pháp phóng x hóa h c, t t nhiên đ a đ n s ươ ọ ấ ạ ư ế ự

thu n l t các nguyên t hóa h c. ậ ợ i là nh n bi ậ ế ố ọ

S phân ly phóng x hóa h c t đ ng có th xem l ph n 7.1.5. i ọ ự ộ ự ể ạ ạ ở ầ

ng cho h th ng t kho ng cách th i gian M t ý t ộ ưở ệ ố ự ộ đ ng s đ a m u ẽ ư ẫ ở ả ờ

đ c đ nh tr ượ ị ướ ẽ ễ ặ c s d dàng cho chi u x ,nh ph n ng, phát neutron nhanh, ho c ế ạ ư ả ứ

m t máy gia t c, d i đi u ki n chi u x có th tái s n xu t đ ố ộ ướ ế ạ ấ ượ ề ệ ể ả c. Cu i cùng s ố ẽ

đ ượ c m u chi u x . ế ạ ẫ

Sau đó m t chu kỳ làm tr thích h p d n đ n m t h th ng đo ph b c x ợ ẫ ộ ệ ố ổ ứ ạ ễ ế ộ

s dành riêng đo s b c x và ghi ra phân tích nguyên t ẽ ự ứ ạ . ố

M t máy tính s đ c dùng đ ch y ch ng trình t ng t ẽ ượ ộ ể ạ ươ ươ ự ế ạ chi u x và

ti p đ n h th ng đo trong đi u ki n t ế ệ ố ệ ố ế ề t nh t và máy tính đ a ra k t qu s li u. ư ả ố ệ ế ấ

Ch ươ ng trình thì đang ti n tri n đ hoàn thành đi u ki n c n thi ể ệ ầ ế ể ề ế ế t tái chi u

t m c đ phân gi i ph c t p c a tia gama. x và c n thi ạ ầ ế ứ ộ ả ứ ạ ủ

M t ki u t đ ng thích h p là h th ng kh i đ ng chi m đo t phân tích h ể ự ộ ở ộ ệ ố ế ạ ộ ợ ệ

th ng Mark II ho t đ ng phòng thí nghi m nghiên c u kh i đ ng phân tích ạ ộ ố ở ở ộ ứ ệ ở ạ đ i

h c Texas. ọ

Trong h th ng này, s đ hình 7.19 h th ng máy tính l n đ gi m b t s ệ ố ệ ố ể ả ơ ồ ớ ố ớ

li u đ u ra đ phân tích đ nh tính và đ nh l ng. ệ ể ầ ị ị ượ

H th ng có th đ c dùng đ đo phóng x gây ra t các m u đ ệ ố ể ượ ể ạ ừ ẫ ượ ế c chi u

t b i các h t đ m t kích x riêng bi ạ ệ ở ạ ượ c tích đi n trong m t máy gia t c hay t ộ ệ ố ừ ộ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 77

ạ

ươ

ho t cùng m t lúc c a nhi u m u đ ẫ ượ ủ ề ạ ộ ả ứ c chi u x b i neutron trong lò ph n ng ạ ở ế

h t nhân. ạ

Hình 7.19 H th ng phân tích kích ho t t đ ng Mark II tr ệ ố ạ ự ộ ườ ạ ọ ng đ i h c

Texas A&M [t ừ ế R.E. Waiderdi et al., k t c u và vi c s d ng h th ng tiên ti n, ệ ử ụ ệ ố ế ấ

đ ng và ch ng trình máy tính đ i v i phân tích kích ho t Neutron, h p nh t, t ợ ấ ự ộ ươ ố ớ ạ

trong nh ng ph ng pháp hóa h c phóng x kích ho t, Vol II (c quan năng l ữ ươ ạ ạ ọ ơ ượ ng

nguyên t , Vienna, 1935), trang 149-159] qu c t ử ố ế

C u t o l n c a h th ng đ c trình bày trong dãy hàm s 7.20 . ấ ạ ớ ủ ệ ố ượ ố

M u khác chi u x d dàng cho s truy n đ cho m i h th ng detector và ỗ ệ ố ế ạ ễ ự ề ể ẫ

tia gama 3 NaI đ c làm kh p. ượ ớ

M i detector thì đ ỗ ượ c ghép v i máy phân tích có nhi u t n s . ề ầ ố ớ

S li u c a m i m u, bao g m th i gian t ngày b t đ u và k t thúc chu kỳ ố ệ ủ ẫ ỗ ờ ồ ừ ắ ầ ế

đ m, nh s li u tích tr trong b nh c a máy phân tích biên đ xung, và ghi ế ộ ớ ủ ư ố ệ ữ ộ

chép.

ng trình máy tính lúc đ u đ M t ch ộ ươ ầ ượ ữ c phát tri n vì s kh (gi m) nh ng ự ử ể ả

mã AA-6 .Phép phân tích s dung máy tính ng trình này có s li u này thì ố ệ ở ử ch ở ươ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 78

ạ

ươ

th đ c làm b i ph ng pháp t s di n tích đ nh, m t ph ng pháp bình ph ể ượ ở ươ ỉ ố ệ ộ ỉ ươ ươ ng

i thi u, hay m t ki u ph ng pháp ch ng trình bình ph t ố ể ể ộ ươ ươ ươ ng ki u c c b . ộ ể ụ

Hình 7.20 Bi u đ trình bày các kh i h p ph n c a h th ng phân tích kích ố ớ ầ ủ ệ ố ể ồ

ho t t đ ng Mark II tr ng đ i h c Texas A&M [t ạ ự ộ ườ ạ ọ ừ ế ấ R.E. Waiderdi et al., k t c u

và vi c s d ng h th ng tiên ti n, h p nh t, t đ ng và ch ng trình máy tính ệ ử ụ ệ ố ấ ự ộ ế ợ ươ

ng pháp hóa h c phóng x đ i v i phân tích kích ho t Neutron, trong nh ng ph ạ ố ớ ữ ươ ọ ạ

kích ho t, Vol II (c quan năng l ng nguyên t , Vienna, 1935), trang 149- ạ ơ ượ qu c t ử ố ế

159]

Ch ng pháp mà cho phép s ươ ng trình AA-6 bao g m 1 tùy ý đ s ph ồ ể ố ươ ự

ng b c d ng khi ph ng pháp bình ph ng t i thi u l a ch n. c ưỡ ứ ươ ươ ươ ố ể ự ọ

Nó đ c chú ý mà ph ng pháp bình ph ng t ượ ươ ươ ố i thi u b h n ch th ị ạ ế ườ ng ể

k t qu trong máy tính nguyên t ế ả ố trong m u có kh i l ẫ ố ượ ệ ố ấ ề ng âm.H s ch t n n

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 79

ạ

ươ

ng trình AA-6 b c ng b c cho m i y u t đ tr thành d ng hay 0 c a ch ủ ươ ị ưỡ ỗ ế ố ể ở ứ ươ

trong lúc “làm kh p t ớ ố t nh t” ấ

D ng (61) là hàm kh p b c 2 mà sai khác Q thì đ ậ ạ ớ ượ ứ ự c gi m đ n m c c c ế ả

ti u.ể

)

(

)

[

T A

] ( A X

T A

Ø ø Ø ø - (82) º ß º ß

L i th khác c a h th ng t đ ng là tính linh đ ng c a ch ủ ệ ố ế ợ ự ộ ủ ộ ươ ng

trình.Trong ph n chung, m i nguyên t có 3 đ n 10 tiêu chu n, v i tr ng l ng,có ầ ỗ ố ớ ọ ế ẩ ượ

th b kích ho t và có th đ m đ ể ế ể ị ạ c ượ

Ch ng trình thì đúng v i t t c tiêu chu n cho m i nguyên t ươ ớ ấ ả ẩ ỗ ố ố có kh i

c dùng nh tiêu chu n c a ph trung bình. l ượ ng và tham s th i gian và đ ố ờ ượ ẩ ủ ư ổ

ấ Nét đ c đ c tr ng c a s quan tâm nh vi c ki m tra đi u ch nh ch t ặ ặ ủ ự ư ệ ư ể ề ỉ

nhóm l n c a m u đ n gi n. l ng ượ ở ớ ủ ả ẫ ơ

Tiêu chu n đ l ch c a m i nguyên t có th đ c dùng so sánh ph đ ộ ệ ủ ẩ ỗ ố ể ượ ổ ượ c

tính toán c a m u có ph th t. ẫ ổ ậ ủ

Ch ươ ng trình tính toán phân tích kích ho t ph bi n g n đây là “Hevesy”, ạ ổ ế ầ

đ h th ng phân tích kích ho t t đ ng ượ c phát tri n đ gi m s li u t ể ả ố ệ ừ ệ ố ạ ự ộ ể

B ph n chính c a ch ng trình Havesy đ c mô t b i Yule, đ ủ ậ ộ ươ ượ ả ở ượ ễ c di n

trong hình 7.21 t ả

ng đ y c a hình nh đ nh tia gama c a tiêu Sau khi tính hi u su t năng l ệ ấ ượ ầ ủ ủ ả ỉ

ng trình máy tính xác đ nh m c c chu n c a m i c a 3 detecto, ch ỗ ủ ẩ ủ ươ ứ ườ ị ng đ trong ộ

c a quan tâm m u ch a bi t. ppm cho m i nguyên t ỗ ố ủ ư ẫ ế

M t đánh giá đ c làm b i giá tr m i m u cho s x lí nh ng nh ng s ộ ượ ự ử ị ỗ ữ ữ ẫ ở ố

t b t đ ng.S đánh giá d a trên xác đ nh giá tr làm cho l n c a m u nh m t thi ớ ủ ư ộ ẫ ế ị ự ộ ự ự ị ị

kích ho t, giá tr tính toán và th i gian dùng đi n tích d a trên giá tr c a toàn h ị ủ ự ệ ạ ờ ị ệ

th ng và th i gian cho m i phân tích. ỗ ờ ố

th Th i gian phân tích bao g m nh m t kho n chuy n d i c a m u t ư ộ ể ờ ủ ẫ ừ ư ả ờ ồ

vi n đ n (~4 nguyên ch t), đ c s li u (<1/16 sec), và th i gian đ m(~4 sec).s ọ ố ệ ệ ế ế ấ ờ ố

s li u ph m i tia gamma có th đ c l y. c a m u m i giây t ủ ẫ ỗ ừ ố ệ ổ ỗ ể ượ ấ

đây C là th i gian đ m c a m i m u trong giây. Ở ủ ế ẫ ờ ỗ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 80

ạ

ươ

Nó thì đ c ghi chú cho C = 60 sec, h th ng đ m tay c a m u 4040/24hr ượ ệ ố ủ ế ẫ

ngày.

t b phân tích kích ho t t Khái ni m v thi ệ ề ế ị ạ ự ộ ủ đ ng chính là khái ni m c a ệ

trung tâm thi t b chi u x và phép đo chi u x cho phép phân tích kích ho t.Nh ế ị ế ạ ế ạ ạ ư

i toán t h t nhân thu n ti n,cho ví d t h tr h p lý có th mang l ỗ ợ ợ ể ạ ử ạ ụ ổ ứ ch c ệ ậ

th ươ ng m i nh nh t đ a ra d ch v chi u x đa d ng, đó là ph n ng h t nhân, ế ạ ỏ ấ ư ả ứ ụ ạ ạ ạ ị

máy phát neutron d-t, và m t máy gia t c electron th ng. ộ ẳ ố

M u đ c d dàng thì đ ẫ ượ ế c ti n v phía tr ề ướ ễ ượ ỉ ẫ c chi u x tùy theo ch d n ế ạ

c ph tia gama. s p đ t và đ ặ ắ ượ c tính s trang b phù h p đ thu đ ị ự ể ợ ượ ổ

S li u đ c truy n b i d ch v đi n tho i,s li u đ n khách hàng b i s ố ệ ượ ề ở ị ạ ố ệ ụ ệ ở ự ế

i bi u th s l ng b ng s và ti p theo phân tích tính toán b ng ph l p l ặ ạ ị ố ượ ể ế ằ ằ ố ươ ng

pháp l a ch n khách hàng. ọ ự

D ch v đ c bi t hi u su t ng ụ ặ ị ệ ệ ấ ườ ế i dùng đòi h i ch phân tích c h i,hi m ơ ộ ỏ ỉ

ờ khi dùng đi u ki n chi u x ,hay khi s n xu t h t nhân có tính phóng x có th i ế ạ ấ ạ ề ệ ả ạ

gian bán rã ng n cho phép chuyên ch tr . ở ễ ắ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 81

ạ

ươ

Hình 7.21 K t qu chung c a ch ủ ế ả ươ ạ ng trình máy tính phân tích kích ho t, “

Hevesy” [T H.P. Yule, “Hevesy”, ch ng trình máy tính cho vi c phân tích ừ ươ ệ

ph tia Gamma phân tích kích ho t, trong xu h ng hi n đ i trong phân tích ổ ạ ướ ệ ạ

kích ho t (c c tiêu chu n qu c gia, Gaithersburg, Md., 1969) trang 1108-1110] ạ ụ ố ẩ

7.3 Th c hành đ c bi

ự M c dù ph n l n khi th c hành phân tích trên c s phóng x hóa h c hay ặ

ặ ầ ớ

t ệ ự

ơ ở ạ ọ

tia gama xác đ nh quang ph h c b i chi u x neutron nhi ổ ọ ở ế ạ ị ệ ặ t.nh ng th c hành đ c ự ữ

bi t này thì dùng đ m r ng ph m vi chung c a phân tích kích ho t. ệ ể ở ộ ủ ạ ạ

ạ Cái khác thì phát tri n dùng phân tích kích ho t.ví d phân tích kích ho t ụ ể ạ

th ng, phân tích b m t, phân tích đ ng v , và v ch đánh d u n đ nh phân tích ề ặ ấ ổ ạ ẳ ồ ị ị

ng 9. phóng x . Áp d ng nh ng m u này trong ví d ữ ch ụ ở ươ ụ ạ ẫ

V n có ph ng pháp th c hành khác đ phát tri n nh ph ng pháp phân ẫ ươ ư ươ ự ể ể

tích ho t đ phóng x b sung t phân tích kích ho t neutron. Nh ng th c hành ạ ộ ạ ổ ừ ữ ự ạ

này có th đ t t i u ể ạ ố ư ở ớ ổ ủ l p khác c a ph n ng h t nhân hay s bi n đ i c a ạ ự ế ả ứ ủ

nguyên t v i h t tích đi n và photon. ử ớ ạ ệ

Hi u ng c a ph n ng h t nhân có th đ c hi u là phân tích nguyên t ệ ứ ả ứ ể ượ ủ ạ ể ố

hóa h c.ọ

1. Chuy n d i năng l ể ờ ượ ng phóng x , đàn h i hay tán x đàn h i. ồ ạ ạ ồ

2. T o h t nhân h p ph n, hi u ng h p th . ụ ệ ứ ầ ấ ạ ạ ợ

i phóng b c x t c th i. 3. Kh kích thích c a h t nhân h p ph n, gi ủ ạ ử ầ ợ ả ứ ạ ứ ờ

4. Phân rã c a h t nhân h p ph n, phóng x . ạ ủ ạ ầ ợ

Ph ng pháp tán x đàn h i không đ c phát tri n r ng rãi trong phân tích ươ ạ ồ ượ ể ộ

kích ho t. Phân tích hóa h c b ng nguyên t ọ ằ ạ ử ắ ế b t hay h p th c a tia chi u ụ ủ ấ

)

g g ,

ng pháp phân tích h p th ạ ệ ứ ấ ụ

'n n đ s n , ể ả

nguyên t và ( x làm tán x tia X, hi u ng Mossbauer và ph ạ ươ ư ( . Ph n ng tán x không đàn h i nh ả ứ ử ạ ồ

xu t đ ng v không b n thì có ích nh ph ng pháp phân tích kích ho t. ấ ồ ư ươ ề ị ạ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 82

ạ

ươ

Ti m năng phát tri n c a nhi u lò ph n ng và máy gia t c đ ng đ u là ể ủ ố ứ ả ứ ề ề ầ

phép phân tích xung phóng x . Ti m năng này đăc bi t h u ích nh t là cho phép đo ề ạ ệ ữ ấ

c a s n ph m phóng x v i chu kì phân rã nh h n 1 phút. ủ ả ạ ớ ỏ ơ ẩ

t kĩ thu t chi u x phát tri n làm tăng điên tích h t máy gia t c đ Đ c bi ặ ệ ố ể ế ể ạ ạ ậ

3H và

cho ra k t qu b n phân tích phóng x . Th ng dùng neutron nhanh He, ả ả ế ạ ườ

proton chi u x . ế ạ

ạ ứ ạ

ng c a phân t S đo l b c x nhanh ho c s gi i phóng proton t

7.2.4 Phân tích phóng x b c x nhanh ủ

ử ứ ạ ườ ự ặ ự ả ừ ạ h t

nhân h p ph n sau s h p th c a m t h t b chi u x là m t ph ng pháp xen ộ ạ ị ự ấ ụ ủ ế ạ ầ ợ ộ ươ

k c a vi c phân tích phóng x , b sung vào b n phân tích kích ho t phóng ẽ ủ ạ ổ ệ ả ạ

ng pháp này đã đ c ch ng minh thành công. Phép đo này c a neutron x .Ph ạ ươ ượ ủ ứ

đ c làm ch m t nh ng nguyên t có kh năng phân h ch và c a quang neutron ượ ậ ừ ố ủ ả ạ

ph n ng( ữ g ,n) t c th i t ứ

g ) đ

ờ ừ ả ứ Phép đo tia nhanh g sau khi b t neutron nhanh trong ph n ng (n, ả ứ ắ cượ

g ph thu c vào ti ộ

phát tri n r ng rãi. Trong ph ng pháp này c ể ộ ươ ườ ng đ tia ộ ụ ế t

ộ ả di n b t b c x và không nh vào chu kỳ bán rã c a h t nhân s n ph m.. M t s n ệ ắ ứ ạ ủ ạ ả ẩ ờ

ph m có th có m t vài khó khăn ể ẩ ộ

1)Th i gian bán rã ng n : ví d : ắ ờ

2) Th i gian bán rã dài: ví d : ờ ụ 9Be(n,g )0.22-sec 12B ụ 9Be(n,g )2,7.10-6-y-sec 10B

3) K t c u b n : ví d : ế ấ ề ụ 1H(n, g )2H ho c ặ 12C(n, g )13C

4) H t nhân bia c a đ ng v nhi u nh : ví d : ủ ồ ễ ạ ỏ ụ 2H,f=0,00015

5)M t vài ho c không có b c x ị ứ ạ g : ví d : ụ 32P,35S,45Ca,55Cr,89Sr ặ ộ

Nh ng nguyên t đó là b sung đ c bi vi c phân tích b c x tia gama t t ữ ố ặ ổ ệ ừ ệ ứ ạ

nhanh trong b ng 7.5.Nh ng nguyên t ữ ả ố này bao g m các đ ng v đó hay b sung ồ ồ ổ ị

t di n b t b c x neutron l n h n 10b và các đ ng v khác l n h n 50% ho c ti ớ ặ ơ ồ ị ế ắ ứ ạ ệ ơ ớ

s n ph m h t nhân b n. Ngoài danh sách là các đ ng v mà s n ph m là các ả ề ẩ ả ẩ ạ ồ ị

nucleic phóng x v i chu kỳ bán rã nh h n 100 yr. ạ ớ ỏ ơ

B ng 7.5 . Nh ng nguyên t v i các đ ng v thích h p cho b n phân tích ả ữ ố ớ ả ồ ợ ị

phóng x b c x tia Gamma nhanh. ạ ứ ạ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 83

ạ

ươ

H t nhân (n, g ) Th i gian phân rã ạ Đ ph c p c a ổ ậ ủ ộ ờ

Ti các đ ng v ị ồ ế t di n ệ c a s n ph m ủ ả ẩ

7Li

(%) 99.985 (b) 0.33 S

9Be

92.58 0.036 0.85s

11B

100 0.009 2.7.106y

12C

80.22 0.005 0.02s

14N

98.89 0.0034 S

17O

99.63 0.08 S

19F

99.759 0.0002 S

20Ne

100 0.01 11s

24Mg

90.92 ? S

28Si

78.70 0.03 S

32S

92.21 0.08 S

35Cl

95.0 ? S

39K

75.53 44 3 x 105y

40Ca

93.10 2.2 1.3 x 109y

48Ti

96.97 0.2 7.7 x 104y

52Cr

73.94 8.0 S

56Fe

83.76 0.8 S

58Ni

91.66 2.5 S

90Zr

67.88 4.4 8 x 104y

113Cd

51.46 0.1 S

143Nd

12.26 20,000 S

149Sm

12.17 330 2.4 x 1015y

152Sm

13.83 41,500 S

26.72 210 47h

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 84

ạ

ươ

151Eu

47.82 2800 9.3h

153Eu

5,900 12.4y

155Gd

52.18 320 16y

157Gd

14.73 58,000 S

161Dy

15.68 240,000 S

162Dy

18.88 600 S

163Dy

25.53 150 S

24.97 125 S

164Dy

2000 15.4s

167Er

28.18 700 2.35h

169Tm

22.94 700 S

199Hg

100 125 125d

16.84 2000 S

Nguyên nhân xu t phát t ph ng pháp phân tích b c x tia gama nhanh t ấ ừ ươ ứ ạ ừ

quá trình b t b c x mà k t qu trong s phân rã c a h t nhân pha tr n b i s ắ ứ ở ự ủ ự ế ạ ả ạ ộ

phát ra c a b c x gama đ c tr ng nh m t photon đ n l v i năng l ủ ứ ạ ư ộ ơ ẻ ớ ư ặ ượ ộ ng đ ng

năng l ng kích thích ít h n năng l ng gi h c đ l n đ n t ọ ủ ớ ế ừ ượ ơ ượ ậ ộ ầ t lùi, b i m t t ng ở

ng gi ng nhau.V i năng l ng kích c a 2 ho c nhi u photon v i t ng năng l ủ ớ ổ ề ặ ượ ớ ố ượ

thích E* là :

= D

= *

M Z (

1 * )

M Z (

c ) .

Ø ø - (84) º ß

ả Trong đó M* là s khác nhau gi a h t nhân h p ph n và h t nhân s n ự ữ ạ ạ ầ ợ

ph m.Kh i l ng h t nhân h p ph n là : ố ượ ẩ ầ ạ ợ

M Z (

1 * )

+ M n M Z

( )

(

)

nE c

(85)

+ 1

Trong đó En Là năng l ượ ng phát ra c a vi c b t neutron. Khi đó : ệ ắ ủ

Q M Z

(

)

M n M Z

( )

(

c ) .

Ø ø - (86) º ß

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 85

ạ

ươ

* =En + Q ( 87)

Năng l ng kích thích là : E ượ

T l ng c a h t nhân h p ph n t m t nguyên t bia đ s n l ỉ ệ ả ượ ủ ạ ầ ừ ộ ợ ố ượ ế c chi u

sf= n i

dN dt

(88) x v i các neutron mang b i: ạ ớ ở

Trong đó

in là s h t nhân bia c a đ ng v I trong nguyên t ố ủ ồ d

ố ạ ị

t di n b t neutron ng ng v i ti t ươ ứ ệ ắ ớ ế

là thông l ng neutron ượ

T ng s c a h t nhân làm phóng x thì th ng nh bé so v i t ng s có ố ủ ạ ạ ổ ườ ớ ổ ỏ ố

in là m t h ng s trong th i gian chi u x và t c đ hình thành

m t trong m u, ặ ẫ ộ ằ ế ạ ố ộ ờ ố

c a h t nhân h p ph n là m t h ng s ủ ạ ộ ằ ầ ợ ố

R n df=

(89)

m i h t nhân h p ph n phát ra do s kh kích thích, N u ế g tia g nhanh ở ỗ ạ ự ử ầ ợ

g =

t c đ c a photon phát ra là m t h ng s : ố ố ộ ủ ộ ằ

g R .

(90)

g nhanh. G m có m t ộ ồ

ự ạ ố

S phân ph i dùng cho vi c phân tích phóng x tia ệ g , đ ngu n neutron và m t ph là tia c che ch n t ắ ừ ượ ộ ổ ồ ả ứ ngu n neutron. Ph n ng ồ

ng h t nhân có th dùng nh m t ngu n neutron trong hai đ ạ ư ộ ể ồ ườ

1. S kh m t chùm tia xuyên qua m t l ử ộ ộ ỗ ự ộ trong ph n ng c a m t ả ứ ủ

2. V trí m u trong l

chùm tia neutron t ớ ể i đ chu n tr c trên m u ẫ ự ẩ

chùm tia v i t m ch n bitmit gi a m u và b c x ẫ ị ỗ ớ ấ ắ ứ ạ ữ ẫ

tia gama h ướ ng vào lõi c a màn trong t ủ ừ ạ ph m vi c a máy phát ủ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 86

ạ

ươ

M t máy phát (d,t) đ c dùng nh m t ngu n neutron, khi máy phát có th ộ ượ ư ộ ồ ể

phát xung.Có th kéo dài th i gian làm ch m trong h th ng dò, làm kh p th i gian ậ ệ ố ể ờ ờ ớ

ủ ự ử ủ ữ ớ

phát ra c a s kh kích thích v i th i gian gi a hai chu kì c a máy phát. ờ g nhanh có th đo đ ệ ố c v i m t h n h p NaI (Tl) trong h th ng Ph tiaổ ộ ỗ ượ ể ợ ớ

quang ph k nh p nháy . ổ ế ấ

Hình 7.22. Ph c a tia gamma nhanh năng l ng th p t Cadmium ổ ủ ượ ấ ừ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 87

ạ

ươ

Hình 7.23.(a) Ph c a ổ ủ 60Co v i quang ph k toàn b trùng nhau ng u ẫ ổ ế ộ ớ

nhiên (b) S di chuy n c a đ nh t ng b i s thêm vào trùng h p ng u nhiên theo ể ủ ỉ ở ự ự ẫ ổ ợ

yêu c u c a quang ph k ng u nhiên trùng nhau toàn b nhanh/ ch m ổ ế ẫ ầ ủ ậ ộ

(

)

,a g

ờ ử ụ Hình 7.24. Máy phát neutron, h th ng ghi nh n tia Gamma t c th i s d ng ệ ố ứ ậ

đ c i ti n đ nh y c a h th ng. đ n v trùng h p ng u nhiên ợ ơ ẫ ị ạ ủ ệ ố ể ả ế ộ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 88

ạ

ươ

Ph k đ n tinh th đ ể ượ ổ ắ c dùng thành công cho tiêu chu n ghi c a ph b t ủ ẩ

. Ví d ph tia ng th p t cadmium, bi u đ ổ ế ơ tia g cho nhi u nguyên t ố ề ụ ổ ấ ừ ể ồ

g năng l ượ g trong ph t ổ ừ

ngu n l hình 7.22.B i vì s có m t c a tia ự ặ ủ ở ồ ạ ư ể

quanh m u, t m ch n và neutron nhanh phân b không đàn h i trong tia ắ ẫ ấ ố , nh đ giá xung g . Phổ ồ

h p đo l c t ng ph d i đi u ki n chi u x khác toàn ph n thu đ ầ m t t ượ ừ ộ ổ ợ ườ ổ ướ ế ề ệ ạ

nhau.

Và ph ng pháp có th đ ng tia c dùng làm tăng đ nh y cho vi c đo l ộ ể ượ ươ ệ ạ

ườ g nhanh. Đ u này là m t máy phát trùng nhau toàn b bên trong có xung t hai ầ ộ ộ ừ

máy phát thêm vào trong m t t ng s linh ki n. ộ ổ ệ ố

Các xung này có đ b n phân tích tìm t ng xung t ng đ c t ượ ừ ả ổ ươ ươ ớ ng v i

năng l ng kích thích toàn b t ượ ộ ừ ứ ạ b c x tia gama. M t s c ng thêm vào khó làm ộ ự ộ

tăng đ nh y m ch trùng nhau, tác đ ng thêm n a b i Radon b n trùng nhau đ ữ ở ề ạ ạ ộ ộ ượ c

làm nghèo. Nhanh và nhanh/ ch m c a quang ph k có ph trùng nhau trùng nhau ổ ế ủ ậ ổ

hình 7.23 c a ủ 60Co nh mô t ư ả

a g

)

Ph ng pháp khác đ c dùng cho máy phát neutron ( d, t ) là m t máy phát ươ ượ ộ

3H ( d,n ) 4He đ

trùng nhau ( . Khi s n xu t h t nhân ấ ạ ả cượ ả ứ

gi i h n trong neutron ng c h nh n i máy phát neutron ớ ạ ượ ướ ỏ ơ trong ph n ng ạ a ng. Máy phát h t

ch m xác đ nh t ng s c a gi i h n neutron trong m t v t r n có góc nh t ố ủ ậ ổ ị ớ ạ ộ ậ ắ ỏ ươ ng

nhau. t ự

M t s bi u di n d c mô t ộ ự ể ễ ướ ạ i d ng bi u đ c a h th ng đ ồ ủ ệ ố ể ượ

c hoàn thi n b i s gi m trong phông bi u th tia 7.24. Đ nh y đ ộ ạ ượ ở ự ả ể ệ hình ả ở g c a vi c ệ ủ

g b i h s là 100. Vi c trùng nhau c a tia ệ

nh n xung tia t ậ ở ệ ố ủ ị g v i h t nhân ớ ạ ừ ứ b c

i h n góc c a v t r n trong máy phát và m u. x neutron trong gi ạ ớ ạ ủ ậ ắ ẫ

7.2.5 Phân tích phóng x xung neutron

ạ

Đ c tr ng c a m t vài lò ph n ng h t nhân th ng dùng là làm tăng đ ả ứ ư ủ ạ ặ ộ ườ ộ

nh y cho vi c phân tích phóng x đ c bi t là cho các nguyên t mà cung c p các ạ ặ ệ ạ ệ ố ấ

nucleic có th i gian s ng ng n, nh là ph n ng TRIGA trong hình 3.7 mà có s t ả ứ ự ự ư ắ ờ ố

đi u ch nh công su t ch y máy, có th an toàn và xung đ c phát l i t ề ể ạ ấ ỉ ượ ạ ạ ầ ố i t n s 6

phút m t l n. ộ ầ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 89

ạ

ươ

K t qu s t đi u ch nh t nhi t đ gadient b n âm c a các nguyên t ả ự ự ề ế ỉ ừ ệ ộ ủ ả ố

nhiên li u Uranium – zirconium hidrua th ng dùng trong lò ph n ng này. S ệ ườ ả ứ ự

thông l ng neutron đ nh cao. l ch xung ệ ở ượ ỉ

Ví d m t lò ph n ng ho t đ ng t ả ứ ụ ộ ạ ộ ạ ớ i công su t n đ nh là 250KW v i ị ấ ồ

12 n/cm2

- sec . Có th t o ra xung có đ nh t

thông l ng neutron tuy t đ i là 8.10 ượ ệ ố ể ạ ỉ ạ i

16n/cm2-sec. Thông l

900MW thông l ở ượ ng hi u su t đ nh là 2,8.10 ấ ỉ ệ ượ ng đ nh có ỉ

17n/cm2-sec.

th đ t t i 10 ể ạ ớ

u đi m c a vi c s d ng xung neutron c ng đ cao cho phân tích kích Ư ể ệ ử ụ ủ ườ ộ

ho t phóng x đ c báo cáo b i Yule và Guinm. Nó đ c chú ý trong (2) mà đ ạ ượ ạ ớ ượ ượ c

chi u x trong th i gian ng n so sánh v i m t s n ph m kích ho t có chu kì phân ớ ộ ả ẩ ạ ạ ắ ờ

0, 05)

te l

- £ - ế tl rã ( h s bão hòa ( . M t xung ệ ố ) có th xem nh g n chính xác là ư ầ ể ộ

ng n c a phân tích kích ho t neutron có th bi n đ i theo ph ng trình: ắ ủ ể ế ạ ổ ươ

s D N nvt

(

l )

, 0

(91)

Trong đó: D’0 là ho t đ phóng x gây b i xung . ạ ộ ạ ở

(nvt)’ là tích phân thông l ng neutron. ượ

Hình d ng c a xung neutron c a lò ph n ng 900MW đ c mô t trong ả ứ ủ ủ ạ ượ ả

hình 7.25 thì g n chính xác v i Gaussian v i b r ng 15msec t i n a l n nh t. ớ ề ộ ầ ớ ạ ử ớ ấ

M t xung d ng Gaussion có thông l ạ ộ ượ ng neutron h p nh t mang b i công ấ ở ợ

(

nvt

)

f 1, 064.

FWHM

th c: ứ

max

(92)

Trong đó: f là năng l ng đ nh xung ượ ỉ

Năng l ng h p nh t c a xung 900-MW là 900.0,25~ 13,5Mwsec và ượ ấ ủ ợ ở

14n/cm2 .

thông l ng neutron h p nh t là 1,064.2,8.0,015~4,5.10 ượ ấ ợ

Qúa trình ho t đ ng c a tr ng thái n đ nh có ho t đ bão hòa c a nucleic ổ ạ ộ ạ ộ ủ ủ ạ ị

¥ =

phóng x gi ng nhau có công th c: ạ ố ứ

N nv (

)

(93)

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 90

ạ

ươ

(

T l ỉ ệ ho t đ c a xung kích ho t phóng x ,h ng s năng l ạ ạ ộ ủ ạ ằ ố ượ ạ ng kích ho t

, D 0 D

) nvt nv ( )

bão hòa là : (94) ¥

T l 900MW khi so sánh s khích ho t t m t xung đ n l ỉ ệ ủ c a m t xung ộ ở ạ ừ ộ ơ ẻ ự

bão hòa t i trang thái ho t đ ng là 250 KW tăng : ạ ạ ộ

, D 0 D

4,5.10 12 8.10

0.693 (sec)

40 (sec)

T 1/2

(95) ¥

Đ nh xung 900MW có năng l ng h p nh t là 19,5MW-sec thay th cho ỉ ở ượ ế ấ ợ

13,5 MW-sec:

, D 0 D

54 (sec)

1/ 2

¥ (96)

Hình 7.25.Hình d ng c a 1 xung lò ph n ng có công su t trong ph m vi ả ứ ủ ạ ấ ạ

công su t đ nh là 900MW ấ ỉ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 91

ạ

ươ

G i ý c a t l ủ ỉ ệ ợ ạ ớ này đã đ a đ n vi c s n xu t c a m t nucleit phóng x v i ấ ủ ư ế ệ ả ộ

chu kì bán rã là 1 sec trong m t xung đ n l ơ ẻ ủ ả c a lò ph n ng g p 54 l n s n ả ứ ấ ẩ ộ

chi u x bão hòa (10sec) t i tr ng thái năng l ph m t ẩ ừ ế ạ ạ ạ ượ ự ạ ng ho t đ ng c c đ i . ạ ộ

H t nhân phóng x có th i gian bán rã lón h n 54sec s làm tăng t l nh h n 1. ỉ ệ ỏ ơ ẽ ạ ạ ờ ơ

Trong ch ươ ng trình mà m u th chi u x có th tuy n và tính nhanh , ạ ử ề ể ế ẫ

ph ng pháp làm kích ho t xung neuutron là hi n nhiên làm l i cho nguyên t này ươ ể ạ ợ ố

cho ra s n ph m nucleic v i chu kì phân rã nh h n 1 phút. ỏ ơ ẩ ả ớ

Các k t qu th c nghi m đ i v i 14 nhân t ả ự ố ớ ệ ố ạ trong 1 chu i các m ch ỗ ế + 0.5 MW-giây B ng 7.6 ả ph n ng 19.5 ả ứ

Năng

Photopeak m ngạ i(cpm/ Nhân tố Ph nả ngứ l ướ S nả ph mẩ (MeV) Chu kỳ bán rã (sec) ng tia l ượ gamma (MeV) Gi ớ ạ i h n phát hi nệ c tính đ ượ toán (μg)b g at/a)

T lỉ ệ phóng xạ m ch/ph ạ óng xạ bão hoà b nề

16N 20F 19O 23Ne 20F 25Na 34P 46mSc 52V 75mGe 77mSe 89mY 158mTb 183mW 199mPt 197mAu

O F F Na Na Mg S Sc Cr As Se Y Tb W Pt Au n,p n,g n,p n,p n,a n,p n,p n,g n,p n,p E n,n’ n,2 n E n,g n,n’ 7.35 11. 29. 38. 11. 60. 12.4 20. 225. 49. 17. 16.1 11. 5.3 14. 7.2 6.1 1.63 0.20 0.44 1.63 0.38 2.1 0.140 1.44 0.139 0.160 0.915 0.111 0.105 0.39 0.279 2.1 x 107 8.3 x 109 4.5 x 108 1.4 x 108 1.1 x 108 4.8 x 106 1.0 x 106 2.6 x 1012 5.0 x 106 5.2 x 106 5.0 x 1011 9.5 x 109 8.9 x 105 1.2 x 1010 4.5 x 108 1.1 x 1011 48. 0.12 2.2 7.0 9.0 210. 1000. 0.00035 20. 190. 0.0020 0.10 1100. 0.026 2.2 0.0089 10. 5.2 2.8 2.2 5.0 2.7 7.7 3.6 0.25 1.3 6.4 1.9 8.8 7.5 5.1 9.2

a trích t ho t neutron b ng cách s d ng M ch ph n ng, trong ử ụ ạ

ừ ạ ộ ủ Các ph H.P.Yule và V.P. Guinn, Tăng các đ nh y c a phép phân tích kích ng pháp phân ả ứ ươ ạ ằ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 92

ạ

ươ

ng h t nhân Qu c t , Vienna, 1965), ệ ượ ố ế ạ tích hoá phóng xạ (Phân vi n Năng l Quy n II, trang 111-122. ể

b Gi T1/2 < 1 phút, 100 photopeak cpm t

i h n phát hi n đ i t ớ ạ ượ ư ệ ị ố ớ ạ o đ i v i c đ nh nghĩa nh 1000 photopeak cpm t 1 đ n 60 phút. i tạ o đ i v i T ố ớ 1/2 t ừ ế

c đ i v i hai nhân t đ khác nhau, do các ph n ng (n, γ), (n, n’) và (n, 2n). ả ứ ộ

c t o thành cùng lúc, ố ớ này phóng x quan sát đ ạ ượ ạ ố ở ứ các m c

c xác đ nh. S gia tăng đ i v i ph m vi các nhân t ị ố ớ ự ạ ố gia tăng đã đ ỉ ệ ế ượ 30 đ n 1000%. Hình 7.6 cho th y các t l ấ c đ a ra ư ộ ự ề ỉ ệ ở này ủ đo này đóng vai trò nh 1 hàm c a công th c (96). M t s đi u ch nh ỉ gia đ ớ ỉ ệ ượ ư ng nh nh t cho th y thông s d li u t ấ ứ ố ữ ệ ươ ấ ớ ỉ ệ ươ ỏ ấ ứ 1/2 (giây) thay cho giá tr mong đ i 54/ T ng ng nh t v i t l 1/2 (giây). các t l t ừ chu kỳ bán rã so sánh v i t l bình ph tăng c a giá tr 70/ T ủ ợ ị ị

7.2.6 Phép phân tích kích ho t neutron phi nhi

ạ

t ệ

ế ạ ầ ệ ư ế ằ ượ ự Cho đ n khi s phân tích kích ho t g n đây đ ả ứ c th c hi n u th b ng các ự ạ ớ t trong các ph n ng h t nhân, các kích ho t v i ạ ệ ẫ m u phóng x v i neutron nhi ạ ớ t ph bi n m t cách rõ r t vì nhi u nguyên nhân: neutron nhi ệ ổ ế ề ệ ộ

ng tác gi a các h t c b n t ng đ i l n đ i v i s ạ ơ ả ươ ữ ố ớ ự ố ớ ấ ả 1. Các xác su t x y ra t ươ t h p th neutron nhi ệ ấ ụ

t c a các nuclit phóng x đ c t o b i s b t gi neutron ệ ủ ạ ượ ạ ở ự ắ ữ ự nhi 2. S chuyên bi t.ệ

3. S t o thành c a các nuclit phóng x phân rã β đ ự ạ ủ ạ ượ c đo đ c d dàng. ạ ễ

4. Dòng neutron l n có s n. ẵ ớ

ố ớ ạ ứ ng đ i l n mà không c n phân rã quá m c ầ ả năng l ng neutron hay các m t mát trong dòng. 5. Kh năng phóng x các m u t ẫ ươ ấ ượ

i c a các h th ng truy n khí đ chèn và rút các m u ra nhanh ể ề ẫ 6. S ti n l chóng t ự ệ ợ ủ ừ ị ệ ố v trí phóng x . ạ

T t c các u đi m trên c a phóng x neutron tr thành v n đ nh h ư ấ ả ủ ạ ở ề ả ượ ưở ng ấ ng cao, các h t mang đi n tích và c đ a ra ng ng v i b ng trên m t s v n đ đ ớ ự ươ ứ ằ ệ ề ượ ư ạ ộ ố ấ ể đ n các m c đ khác nhau v i neutron năng l ứ ộ ế phóng x photon. B ng s t ớ ả ạ nh sau: ư

1. Tính không chuyên bi

ng tác gi a hai h t c b n t ữ ạ ơ ả ươ ấ ố ơ ấ ả ữ ạ ả ng tác gi a các h t mang năng l ng đ i th p h n; trong ươ ng tác gi a các h t neutron nhìn chung trong kho ng 0.1 ng cao n m trong ằ ươ ượ ữ ạ Các xác su t x y ra t khi các xác su t x y ra t ươ ấ ả đ n 10 b, xác su t x y ra t ấ ả ế kho ng 1 đ n 100 mb. ế ả

ạ ở t c a các ph n ng gi a các h t mang năng l ữ ệ ủ ượ ả ượ ng ng trên kho ng 6-10 MeV, có kh năng x y ra ả ng h t nhân; ví d nh v i proton ụ ả ứ ả ượ ư ớ ạ các m c năng l cao; ứ nhi u ph n ng làm tiêu hao năng l ả ứ ề (p,n), (p,d), (p,α), (p,2n).

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 93

ạ

ươ

c t o ra; m c dù đi u này có th 2. Các nuclit phóng x thi u h t neutron đ ạ ượ ạ ụ ề ế ặ ả ứ ọ ự ệ ộ

electron, th ể là nguyên nhân đích xác cho vi c ch n l a m t ph n ng phân tích kích t, nhìn chung các nuclit phóng x này, mà m t s chúng phân ho t riêng bi ệ ạ ng khó đ nh l do s b t gi rã đ n l ự ắ ơ ẻ ộ ố ng h n. ơ ạ ị ườ ượ ữ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 94

ạ

ươ

ệ ạ ạ cho th y m t giá tr trung bình 70/ T ề ỉ ệ ị ạ ấ ộ ả ứ ng h t nhân Qu c t Các ph ố ế ượ ể ệ ạ phóng x sinh ra trong m ch/phóng Hình 7.26. Các giá tr th c nghi m c a t l ủ ỉ ệ ị ự 1/2 (trích từ x bão hoà b n; các t l ộ ạ H.P.Yule và V.P. Guinn, Tăng các đ nh y c a phép phân tích kích ho t neutron ạ ủ b ng cách s d ng M ch ph n ng, trong ng pháp phân tích hoá ươ ạ ử ụ ằ phóng xạ (Phân vi n Năng l , Vienna, 1965), Quy n II, trang 111-122.)

ố ượ ị ễ t kê m t vài nhân t trong s chúng th hi n ệ ộ c xác đ nh d dàng do phép phân tích kích ho t ạ ể ệ ở ả b ng ố ố không đ 1. M t s nhân t ộ ố neutron nhi t. B ng li ệ ả 7.7. Trong s các nguyên nhân sau: ố

(a) xác su t x y ra t ấ ả ươ ả ng tác gi a các h t c b n quá nh đ i v i các ph n ỏ ố ớ ạ ơ ả ữ ng (n,γ); ứ

(b) Chu kỳ bán rã c a s n ph m nuclit phóng x quá ng n; ẩ ủ ả ắ ạ

ố 2. Các c i ti n v k thu t trong các đi u ki n chi u x c a máy gia t c ạ ủ ề ế ệ nguyên t năng l ậ ng cao: ả ế ử ề ỹ ượ

ệ (a) Quay các b ph n l p ráp m c tiêu có nhi m v gi ụ ữ ộ ố ẫ ể ạ ộ ậ ắ ứ ự ế ụ ạ ồ ấ ở m t s m u trên khung ẩ làm mát đ n m c s phóng x đ ng nh t có th t o nên b i các tiêu chu n, kho ng không, và các m u; ẫ ả

(b) Công su t cao h n hay các b ph n l p ráp m c tiêu có tu i th cao h n có ậ ắ ụ ơ ơ ọ ổ nhi m v t o tia phóng x h t nhân. ấ ụ ạ ộ ạ ạ ệ

B ng 7.7 Các nhân t c n tr s phân tích kích ho t neutron nhi ả ố ả ở ự ạ t ệ

Nhân tố ở ả ữ

H He Be B C N O Ne Tc Pb

Nh ng c n tr f < 0.01; σ < 1 mb; T1/2 >1 yr T1/2 << 1 phut T1/2 >> 1 yr T1/2<< 1 min σ < 1mb;T1/2>> 1 yr f < 0.01; σ < 1 mb; T1/2 <1 min f < 0.01; σ < 1 mb; T1/2 <1 min T1/2 <1 min T1/2 <1 min T1/2 <1 min T1/2>> 1 yr; T1/2<< 1 min; ; σ < 1 mb

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 95

ạ

ươ

c thi t k hay phù 3. S phát tri n các v t ch t phóng x m t cách rõ ràng đ ấ ượ ế ế ạ ộ ậ ự h p h n đ i v i các phóng x kích ho t: ạ ợ ể ố ớ ạ ơ

(b) Máy gia t c Cyclotron ố

3He nhỏ

(a) máy phát neutron 14-MeV (d,t)

3H s n có tăng lên đóng vai trò nh các tia phóng x h t nhân

ng ượ ạ ạ ư ẵ

(d) Máy gia t c tuy n tính electron. ế ố

ườ ề ượ ư ữ ấ ả ng c hai v n đ đ ả ự ụ ạ ấ ở ng cao là s ph thu c c a xác su t x y ra t ộ ủ ng h t nhân phóng x và s gi m năng l ạ ượ ả ậ ạ ậ ươ ượ ụ ử m c 4.3. M t ph ừ ể ệ ng nguyên t ượ ậ ệ ở ụ ạ ạ ạ ạ ệ ứ ạ ủ ế ệ ơ ả ủ ắ ầ ệ ng xác su t x y ra t ạ ượ ấ ả ọ ề

c a Ricci và Hahn.* H đ xu t s d ng đ i l ớ ự ậ ạ ơ ả ạ ậ ậ ỏ c đ a ra b i các phóng x h t nhân toàn Thông th ạ ạ ng tác gi a các h t c b n ạ ơ ả năng l ượ ạ ớ ng h t nhân phóng x v i vào năng l ự ả ượ ư t di n m c tiêu dày m ng đ c đ a quá trình xâm nh p sâu. M t th o lu n v ti ỏ ộ ề ế trong b ng 2.2.6, M c 2.2.1, các hàm s v kích thích năng l ra ố ề ả ở ụ ươ ng và s ng ng các h t mang đi n tích trong các v t li u ộ ệ ự pháp đ rút ng n h ph c t p c a phép phân tích kích ho t h t mang đi n tích các ệ t nh ư m u dày cho h u h t h đ n gi n c a phép phân tích kích ho t neutron nhi ẫ miêu t ươ ng ả ủ ấ ử ụ ấ ả tác gi a các h t c b n trung bình σ đ i chi u v i s thay đ i trong xác su t x y ổ ữ ế ố ng nuclit ng tác gi a các h t c b n v i s xâm nh p sâu vào m u. T l ra t l ẫ ớ ự ươ ỉ ệ ượ c đ nh nghĩa phóng x do m t tia các h t nhân xâm nh p vào v t m ng (đ ở ụ m c ượ ị 2.2.1 ư ể ạ ạ n i mà s gi m các h t có liên quan là không đáng k ) nh sau: ở ơ ạ ơ ả ữ ộ ự ả

(2.6) Ri = I0nσix

s n i

)

1(0

T l ấ ả ượ ị c đ nh nghĩa ủ ng tác gi a các h t c b n trong ả ấ ả ng t ề ổ t c các s n ph m c a ph n ng (đ ươ ượ ạ ơ ả ả ứ ữ hàm l ỉ ệ ẩ trong các gi i h n v t ng xác su t x y ra t ớ ạ m c 2.2) nh sau: ư ụ - - D (2.10)

Có giá tr khi đ dày c a m u ộ ẫ x l n h n ph m vi các h t phóng x . ạ ớ ơ ủ ạ ạ ị

= nID

ậ ạ ở ơ ệ ố ượ ể ộ ủ ng c a n i mà s m t năng l ự ấ ủ x v i ớ x là đáng k . V i m c tiêu đ dày ụ ể ớ phân rã nuclit x > R), t l ơ ổ ỉ ệ ệ ạ Ricci và Hahn nh n th y h th ng kích ho t ấ ng sai c a σ m u là đáng k ; đó là, ph ươ ẫ l n h n t ng ph m vi R c a các h t mang đi n tích ( ủ ạ ớ phóng x s n sinh ra đ c xác đ nh nh sau: ạ ả ượ ư ị

(cid:242) (97)

0 = s

(

)

ộ ủ ứ ứ ể ệ ể ể ớ i ng theo kho ng cách nh sau: Ti ế h n gi m năng l ả ạ t di n toàn b c a công th c (97) có th chuy n thành bi u th c gi ư ượ ả

dx dE

(cid:242) (cid:242) (98)

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 96

ạ

ươ

ự ệ ế ộ σ ở E = hàm phát sinh t ạ ấ ả tr ừ ườ ạ ạ E.Ricci và R.L.Hahn, Lý thuy t và Th c nghi m trong phân tích kích ho t Helium-3 nhanh, nh y, ạ Hoá phân tích, 37, 742-748 (1965) và Các đ nh y cho phép phân tích kích ho t 15 nhân ng xác su t x y ra ng tác gi a các h t c b n, t ươ ạ ơ ả ữ

dx/dE = phép thu n ngh ch âm c a s d ng năng l ủ ự ừ ậ ị ượ ố ng m u v t li u đ i ậ ệ ẫ v i các h t mang đi n tích. ớ ệ ạ

ả ạ ộ ế ả ộ ệ ơ ả E và dx/dE ch a bi ị ả ậ ề ấ Khi m t h đ n gi n thay cho các k t qu phân tích kích ho t, m t cách ế t và các ma tr n riêng trên các kho ng năng c, Ricci và Hahn đ xu t 1 thông s xác su t x y ấ ả ữ ng tác gi a ố ng tác gi a các h t c b n liên quan đ n xác su t x y ra t ươ ng riêng khó xác đ nh đ ữ ươ ư ượ ạ ơ ả t ng quát c σ ổ l ượ ra t ấ ả các h t c b n hoàn toàn và tính đ c l p c a v t li u n n. ế ộ ậ ủ ậ ệ ề ạ ơ ả

(

)

ả ạ ộ ế ả ộ ệ ơ ả E và dx/dE ch a bi ị ả ậ ề ấ ng riêng khó xác đ nh đ ữ ươ ư ượ ạ ơ ả ế ộ ậ ủ ậ ệ ấ ả ề Khi m t h đ n gi n thay cho các k t qu phân tích kích ho t, m t cách ế t ng quát c σ t và các ma tr n riêng trên các kho ng năng ổ l c, Ricci và Hahn đ xu t 1 thông s xác su t x y ấ ả ượ ố ữ ng tác gi a ra t ng tác gi a các h t c b n liên quan đ n xác su t x y ra t ươ các h t c b n hoàn toàn và tính đ c l p c a v t li u n n. H đ nh nghĩa m t ộ ọ ị ạ ơ ả ng tác gi a các h t c b n trung bình σ nh xác su t x y ra t ư ạ ơ ả ấ ả ươ ữ

 x

dx dE

(cid:242) (cid:242)

(

)

(99)

dx dE

(cid:242) (cid:242)

Chúng cho th y, đ i v i các h t mang đi n tích c a phép phân tích kích ủ ố ớ ạ ấ ho t có liên quan, mà nó dành cho năng l ệ ng ng ng ạ ượ ừ

dE = dx

k E

E ( ZI

)

- (100)

c đ a ra và ố ố ớ ạ ằ ạ ượ ư ng t ng c ng c a v t li u đó, V i k = ∫(z,Z,N) = h ng s đ i v i h t nhân phóng x đ ớ ổ ủ ậ ệ ộ l ượ

I(Z) = đi n th ion hoá có hi u qu đ i v i nguyên t n n và là h ng s ả ố ớ ệ ế ệ ử ề ằ ố cho v t li u đó. ậ ệ

Do đó, vì

cons

tan

E ( ZI

)

» (101)

Công th c (99) đ ứ ượ c rút g n v i đ chính xác g n tuy t đ i ệ ố ớ ộ ầ ọ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 97

ạ

ươ

EdE

(cid:242)

EdE

» (102)

(cid:242)

ỉ ọ ề ấ ụ ầ ộ ộ ấ ề ượ ư ng h t nhân phóng x , m t thông s tho mãn đ ạ ấ ị ằ ạ ả ứ ả ộ ộ ố ạ ủ ự ế ữ ạ ớ ố ử ấ ọ ủ H đ xu t do σ x p x hoàn toàn, không ph thu c thành ph n hoá h c c a c đ a ra và năng c s d ng trong phép phân ng tác gi a các ả ứ Z c a ch t n n đ i v i các ph n ng ố ủ c đ a ra trong hình 7.27 Trên ph m vi ượ ạ ch t n n và m t giá tr h ng s cho m t ph n ng h t nhân đ ạ ố l ượ ử ụ ượ tích kích ho t. M t minh ho c a s bi n thiên xác su t x y ra t ươ ấ ả ộ h t trung bình σ v i s nguyên t ớ ề ạ 16O(3He,p)18F và 16O(3He,p)18Ne → 18F đ nhân t Z = 4 đ n Z = 95, σ đ i g n 8% và t ph m vi Z = 4 ư ừ ạ ổ ầ t ố ừ ế

ự ế ươ ố ớ ả ứ ề Hình 7.27 S bi n thiên xác su t x y ra t ấ ả Z n n đ i v i các ph n ng ế ự ệ ớ ố ạ ng tác trung bình σ v i s h t 16O(3He,p)18F và 16O(3He,p)18Ne → 18F. nguyên t ử [Trích t E.Ricci và R.L.Hahn, “Lý thuy t và Th c nghi m trong phân tích kích ừ ho t Helium-3 nhanh, nh y, ạ ạ Hoá phân tích, 37, 742-748 (1965)]

c thay đ i ch g n 3%. Do đó v i đ nh nghĩa v σ công ượ ớ ị ề ở ỉ ầ ổ ng trình kích ho t (97) đ c s a thành đ n Z = 57 σ đ ế th c (99) ph ươ ứ ạ ượ ử

(103) D = I0n σR

M t s ví d v ph m vi h t mang đi n tích trong nguyên t Al đ c đ a ra ụ ề ệ ạ ạ ử ượ ư ộ ố hình 7.28. ở

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 98

ạ

ươ

Al. (Trích t ạ ử ừ Hình 7.28 Ph m vi các h t phóng x trong nguyên t ạ ạ ớ ạ ạ ệ , NAS-NS 3110, ngày ch aư R.S.Tilbury, Phân tích kích ho t v i các h t mang đi n rõ).

Ph ng trình 103 đ c bi ng ng v i ph ươ t t ệ ươ ứ ủ ẫ các phóng x đ ặ ớ ộ ậ ớ ậ ệ ề ạ ng pháp so m u c a phép ạ ượ ạ c t o ỉ ệ ươ phân tích kích ho t. Do σ đ c l p v i v t li u n n nên t l ra th hi n nh sau ể ệ ư

D = u D

RIn un u RIn s s

(104)

ạ ẩ ườ ạ ộ ẫ ng hoá b i phép đo ng giác Faraday và các ph m vi có th đ t đ ấ ề ườ ng đ tia m u đ i v i hai phóng x có th đ ố ể ạ ượ ừ ạ ng. Đ i v i các ch t n n t ng t ấ ề ươ ự ủ ớ ố ớ ệ ạ ng quan so sánh nh Do đó đ i v i các kích ho t mà các tiêu chu n trong đó không ph i cùng 1 ả c bình ố ớ ể ượ c t các đ v i các tiêu công ư ở ượ ọ ố ươ ự ế ế ẫ ố ớ ch t n n nh các c ư th ở quan h trong ph m vi năng l chu n và các m u (104) rút g n tr c ti p đ n m i t ẩ th c (18). ứ

Phân tích kích ho t neutron nhanh ạ

Máy phát neutron hi n đ ụ ở ộ i h n c a máy phát neutron đ c xem xét ặ ạ ớ ạ ượ ứ ủ c ghi l ế ậ ượ ạ i h n hay khi mu n t o ra các s n ph m t n t

ả ứ ờ ộ ị ớ ạ ả ẩ ắ ồ ạ ố ớ ả ậ ợ ộ ự ấ ạ ủ ừ ạ ớ ổ c ng d ng m r ng cho phép phân tích kích ệ ở ụ M c ho t. Các đ c tính và các gi ượ i là h u d ng khi ti p c n các 3.1.2. Các máy phát neutron (d,t) 14-MeV đ ữ ụ i trong ph n ng h t nhân b gi ả ẩ ố ạ ạ m t th i gian ng n hay các s n ph m không (n, i h n l n đ i v i máy γ). S gi ự ớ ạ ớ ấ i cho phân tích kích ho t là không có kh năng s n xu t phát neutron t o thu n l ả ạ ạ Tritium v i l các nguyên t ng neutron cao theo các giai đo n. M t s m t mát ớ ượ ử v n có c a tritium hi n di n do s trao đ i tritium v i Deuteron t tia phóng x và ệ ệ ố s khu ch tán sau đó c a tritium t ự do ra kh i đích. ỏ ự ự ủ ế

c miêu t

M t ph ộ ộ ượ ấ ộ ượ ả ờ b i Hollister* mà nó cho i các đích đ ng pháp n p l ả ở ạ ạ ươ các công su t neutron cao h n trong m t kho ng phép m t máy phát v n hành ả ơ ở ằ c quá trình phân rã toàn b tritium b ng ng pháp đ o ng th i gian dài h n. Ph ơ cách thay đ i tia ion t Deuterium thành tritium và tái l p m c tiêu b ng cách thay ổ ậ ươ ừ ộ ằ ụ ậ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 99

ạ

ươ

ế ờ ỹ ố ớ ng cong m c tiêu n p l ụ ộ ạ ủ ố 10 ấ ấ ố ế ừ ị ả c đ a ra ượ ư ế ở ơ ư ấ ng cong công su t neutron đóng vai trò nh m t ư ộ th deuterium tích lu . M t đ ấ ộ ườ 1 đ ớ c so sánh trong hình 7.29 v i hàm theo th i gian đ i v i m t m c tiêu 4-Ci/in. ượ ụ ộ i c duy trì trong 25% m c t đ ứ ố n i mà công su t đ i ạ ạ ở ơ ấ ượ ườ đa. M t lo i khác c a ngu n máy phát là “ ng hàn kín” nó nh i m t h n h p ợ ộ ỗ ồ ồ 10 deuterium và tritium. Các ng này có s n v i công su t neutron b t bi n t ớ ẵ 12 n/sec trong kho ng 100h. M t ví d v máy phát neutron không b t kín đ n 10 ụ ề ộ ế hình 7.30. Các máy gia t c đi n th cao h n, nh các máy gia đ u đ ố ệ ầ t c Van de Graff và các máy cyclotron có kh năng duy trì công su t neutron b n ề ả ố v ng.ữ

ượ ử ụ ở ộ i các nuclit phóng x t n t ạ ồ ạ ả ờ kích ho t giúp s n xu t ti n l ng n c s d ng m r ng trong phép phân tích i trong m t th i gian ộ ạ v trí phóng x và ấ ệ ợ ố ổ ủ ự ậ ừ ị ộ

Các máy phát neutron nhanh đ ạ n i mà các hàm s b sung c a s v n đ ng nhanh và t ắ ở ơ • i các m c tiêu trong Các máy phát neutron, K ỹ ụ thu t h t nhân 22, S 6, 68-69 (1964). H.Hollister, N p l ạ ạ ố ậ ạ

ự ấ i m c tiêu và các m c tiêu quy ư ộ c [Trích t ụ ừ ờ Hình 7.29 S so sánh công su t neutron đóng vai trò nh m t hàm theo th i H.Hollister, ụ ố ớ ự ạ ạ i các m c tiêu trong Các máy phát neutron, K thu t h t nhân 22, S 6, 68- ố ụ ướ ậ ạ ỹ gian đ i v i s n p l N p l ạ ạ 69 (1964)]

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 100

ạ

ươ

Pirani gauge = máy đo b ng piranic ằ

RF Coil = lõi RF

Target shield electrode = đi n c c ch n b o v m c tiêu ả ệ ụ ệ ự ắ

Sample irradiation position = v trí n p m u phóng x ẫ ạ ị ạ

Deuterium – Tritium replenisher = ch t đ n gi a Deuterium – Tritium ấ ộ ữ

Electron back stop = thanh ch n lùi electron ặ

Extractor electrode = đi n c c ép ệ ự

Target = M c tiêu ụ

ầ Ố ấ ộ

ướ ệ ạ Hình 7.30 M t ng neutron không b t kín đ u. ng này cung c p m t công ị ộ ố 10/sec trong kho ng 100h. [ Trích t J.E.Bouden, P.D.Lomer, và J.D.Wood, su t 10ấ ừ ả ạ ng phân tích kích ho t hi n đ i High output neutron tubes, trong Các khuynh h (Texas A&M University, College Station, 1965), tr. 182-185.]

Phép phân tích s kích ho t h t tích đi n ạ ạ ự ệ

S thu n l i và khó khăn c a phép phân tích s kích ho t h t tích đi n đã ậ ợ ự ạ ạ ủ ự ệ

đ c nh c l i ph n 7.3. Đ ng đ c tr ng c a các lo i h t tích đi n và máy gia ượ ắ ạ ở ạ ạ ườ ủ ư ệ ặ ầ

c nh c l i ph n 3. Gía tr dài h n c a proton, h t đ teri và máy gia t c cũng đ ố ượ ắ ạ ở ơ ủ ạ ầ ơ ị

ệ t c h t alpha đã có k t qu trong m t s kh o sát c a nh ng h t này khi th c hi n ộ ự ả ố ạ ủ ự ữ ế ạ ả

ạ ữ ph n ng kích ho t. Nh ng máy gia t c có giá tr thu, nó có th gây ra h t h u ả ứ ữ ể ạ ố ị

d ng c a h t ụ ủ ạ 3He và 3H đã tăng kh năng c a lò ph n ng h t tích đi n. Tính ch t ấ ủ ả ứ ệ ả ạ

c a hai h t b c x này đ ủ ạ ứ ạ ượ c kh o sát khá k . ỹ ả

Kích ho t ạ 3He

3SHe trong lò

ng pháp kích ho t ion Nh ng s thu n l ự ậ ợ ữ i khi s d ng ph ử ụ ươ ạ

ph n ng kích ho t đã đ ả ứ ạ ượ ả ứ c chú ý b i Markowitz và Mahoney. Nh ng ph n ng ữ ở

c a ủ 3He r t h u d ng cho lò ph n ng kích ho t c a oxygen và nh ng nguyên t ấ ữ ạ ủ ả ứ ữ ụ ố

chi u x khác, đi u này thì khó xác đ nh b i s kích ho t n tron. S thu n l ị ạ ơ ở ự ậ ợ ặ i đ c ự ề ế ạ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 101

ạ

ươ

3He, năng l

bi năng l ng nh c a 7.7MeV cho h t nhân ệ ủ t c a b c x ứ ạ 3He cho k t qu t ả ừ ế ượ ỏ ủ ạ

ng nh này t o ra nhi u ph n ng v i s t a năng l ng c a ượ ớ ự ỏ ả ứ ề ạ ỏ ượ ủ 3He.

M c dù, nh ng h t nhân nh v i rào Coulomb th p, lò ph n ng h t nhân có th ả ứ ẹ ớ ữ ấ ạ ặ ạ ể

năng l ng nh x y ra v iti ả ớ ế t di n ph n ng cao ả ứ ệ ở ượ ỏ 3He, ví d : so sánh ph n ng ả ứ ụ

16O(3He,p)18F, Q=+2.0MeV,

16O(4He,p)19F,Q=-8.1MeV .

gi a ữ 3He và 4He v i oxygen. ớ

i c a ph n ng ậ ợ ủ ả ứ ồ

ng (n, ả ứ 3He là lò ph n ng deteron bao g m kênh ph n ả S thu n l ự g ) sinh ra b i phông n tron cao c a nh ng máy gia t c deteron, nh ng ữ ủ ữ ở ơ ố ứ

g ) này t o ra m t ch t gi ng nh ph n ng (d,p). Nh ng thu n l ư

ph n ng (n, ả ứ ả ứ ậ ợ i ữ ấ ạ ộ ố

khác c a ph n ng ả ứ 3He là ch t phóng x ủ ấ ạ b + , nó cho phép s đo l ự ườ ứ ạ ủ ng b c x c a

ả ứ b c x h y, so sánh v i b c x proton x y ra khi ph n ng, s so sánh ph n ng ả ứ ạ ủ ớ ứ ạ ả ứ ự

proton là thu năng l ng chung v i ti t di n nh h n. Nâng cao h n đ nh y cho ượ ớ ế ỏ ơ ệ ạ ơ ộ

ph n ng kích ho t ả ứ ạ 3He k t qu là vì ph n ng x y ra b thi u h t n tron làm chu ả ế ụ ơ ả ứ ế ả ị

ứ kì bán rã c a h t nhân phóng x dài h n, ví d : khi quan sát s kích thích ch c ơ ủ ụ ự ạ ạ

16O(3He,p) 110-m 18F

b +

b c x năng cho ch t ấ 18F t ừ ứ ạ 3He c a ủ 16O thì t ng 2 ph n ng h t nhân: ổ ả ứ ạ

16O(3He,n) 1,6-s 18Ne

18F

(cid:190) (cid:190) ﬁ

Phép kích thích ch c năng cho nh ng ph n ng này đ c th hi n hình ả ứ ứ ữ ượ ể ệ ở

3He 7.5 MeV, phép phân tích

t di n l n nh t là 0.4b m t năng l ng v 7.31. Ti ẽ ế ệ ớ ấ ở ộ ượ

12C cũng đ

12C (3He,a ) 11C là 0.32 t

E =10Mev. Nh ng ti

năng l ng kích thích xác đ nh c th hi n ượ ị ượ ể ệ ở hình v 7.31. Ti ẽ ế ệ t di n

3He

E <6MeV,mà không liên quan đ n ph n ng

l n nh t c a ph n ng ớ ấ ủ ả ứ i ạ ữ ế ệ t di n

12C(3He,d)13N đ ngh Cacbon, ề

ả ứ ế ị cao 3He

Nit và Oxy có th đ c xác đ nh, không tiêu h y và x y ra đ ng th i trong s ơ ể ượ ủ ả ồ ờ ị ự

ố ể ượ c ph n ng: ả ứ

Q=+1.9 MeV,

18F Q=+2..MeV,

12C(3He,p ho c n)ặ

gi ng. Ba thành ph n có th gây ra đ ầ 12C(3He,a )11C 12C(3He,a )13N Q=+10 MeV,

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 102

ạ

ươ

Theo th ng k h n 150 ph n ng h t nhân c a nh ng nguyên t Liti ả ứ ế ơ ủ ữ ạ ố t ố ừ

Z=3 đ n Canxi , Z=20, v i năng l ng c a h t ế ớ ượ ủ ạ 3He nh h n 8MeV, đ ỏ ơ ượ ấ c cung c p

b i Markowitz và Mahoney. Gía tr máy gia t c ở ố 3He nh nên ph i tăng vi c s ệ ử ả ỏ ị

d ng phép ph n ng kích h at ả ứ ụ ọ 3He.

Kích ho t ạ 3H

3He và b i vì b c x

Nh ng thu n l i c a ng t ậ ợ ủ 3H th hi n nh m t h t b c x thì t ư ộ ạ ứ ạ ể ệ ữ ươ ự ư ủ nh c a

3H tăng lên. 3H

i cho ứ ạ 3H đang tăng lên t o đi u ki n thu n l ậ ợ ệ ề ạ ở

6Li(n,a )3H

đ c sinh ra trong lò ph n ng h t nhân ti t di n cao (940b) theo ph n ng: ượ ả ứ ạ ế ả ứ ệ

ng 2.74 MeV, nhân triton đ T o ra nh ng h t triton v i năng l ạ ữ ạ ớ ượ ượ ử c s

d ng nh nh ng h t b c x trong nh ng n i t o ra v t li u khi k t n i v i Liti, ụ ạ ứ ạ ế ố ớ ậ ệ ơ ạ ữ ư ữ

16O(t,n)18F,

ph ng pháp này đã tr thành ph ng pháp r t h u d ng khi xác đ nh ươ ở ươ ấ ữ ụ ị ở ph n ng: ả ứ

Nh ng b c x h t tích đi n trong máy gia t c c a lò ph n ng có th hóa ứ ạ ạ ố ủ ả ứ ữ ệ ể

nh v i giá b c x th p đã h p s thu n l ợ ự ậ ợ ủ i c a khuôn cho s xác đ nh nguyên t ự ị ố ứ ạ ấ ẹ ớ

c. Năng l ng 2.74 MeV c a h t triton gi i h n nh ng nguyên t nh n đ ậ ượ ượ ủ ạ ớ ạ ữ ố ữ h u

11, trong khi rào Coulomb đ i v i nguyên t d ng này c a s nguyên t ủ ố ụ t ử ừ ố ớ ố 12Mg

ữ l n h n 2.75 MeV. V n đ này có th làm nh b t b i s phát tri n c a nh ng ớ ẹ ớ ở ự ể ủ ề ể ấ ơ

máy gia t c cái mà có th sinh ra năng l ể ố ượ ng Triton cao phù h p v i s yêu c u v ợ ớ ự ầ ề

tính an toàn ngăn ch n ho t đ phóng x c a Triti thoatt1 ra kh i b m t phóng ạ ộ ỏ ề ạ ủ ặ ặ

x .ạ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 103

ạ

ươ

Hình 7.31a. Năng l ượ ng kích ho t c a phóng x ạ ủ ạ 3He

Hình 7.31b.Năng l ượ ng kích ho t c a phóng x ạ ủ ạ 12C

Phép phân tích kích ho t photon ạ

Nhìn chung, phép phân tích kích ho t photon đ c s d ng nh là 1 s b ạ ượ ử ụ ự ổ ư

sung đ i v i vi c s d ng phép kích ho t n tron ngày càng r ng rãi h n b i vì ti ệ ử ụ ố ớ ạ ơ ộ ở ơ ế t

di n th p c a ph n ng quang h t nhân. Tuy nhiên, đ i v i nh ng tr ạ ấ ủ ố ớ ả ứ ữ ệ ườ ng h p mà ợ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 104

ạ

ươ

ph n ng quang h t nhân thì thu n l ạ ả ứ ậ ợ i nh là ph ư ươ ạ ng pháp phân tích kích ho t

ệ photon phù h p. Đ làm tăng giá tr h t c a máy gia t c tuy n tính nên tăng vi c ị ạ ủ ể ế ợ ố

s d ng phép phân tích kích ho t phôton ử ụ ạ

Photon, đ ượ ạ ộ ứ c t o ra gi ng nh là 1 b c x đ n năng ho c nh là m t b c ứ ạ ơ ư ư ặ ố

ữ x hãm b i s chi u xã c a các electron c a nh ng kim lo i có Z l n, có nh ng ạ ở ự ữ ủ ủ ế ạ ớ

n tron thu n l ơ ậ ợ ị ữ ề i thâm nh p vào sâu bên trong m u, t o ra nh ng đ ng v n a b n ẫ ữ ạ ậ ồ

b i tán x đàn h i, và có th đ ở ể ượ ử ụ ạ c s d ng đ thay cho nh ng n tron khi mà ho t ữ ể ạ ồ ơ

đ c a nh ng n tron này không phù h p ợ ộ ủ ữ ơ

năng l ng ng ng t ạ ạ ơ ế ả ừ ượ ưỡ ừ

Hai lo i phép phân tích kích ho t n tron k t qu t ( , )ng 6 đ n 12 MeV cho ph n ng ả ứ ế . V i nh ng máy gia t c , t o ra nh ng photon ố ữ ữ ạ ớ

ng th p h n 6 MeV, phép phân tích kích ho t photon có th đ t đ v i năng l ớ ượ ể ạ ượ c ạ ấ ơ

g g ồ ( ,

và đo s kh kích thích c a nh ng đ ng v bán b i ph n ng tán x đàn h i ở ả ứ ạ ự ử ủ ữ ồ ị

b n. Nh ng máy có năng l ề ữ ượ ả ng cao cho phép phân tích kích ho t photon b i ph n ạ ở

v trí phát ra ứ ng quang h t nhân mà t o ra nh ng h t nhân phóng x phân rã ữ ạ ạ ạ ạ ở ị

ho c b t electron qu đ o. ặ ắ ỹ ạ

Tán x đàn h i. ạ ồ

Nhi u nguyên t ề ố ặ ữ n ng trong b ng bao g m m t ho c nhi u h n nh ng ề ặ ả ồ ộ ơ

đ ng v mà có đ ng v ồ ồ ị ở ạ tr ng tháy n a b n có th đo đ ữ ề ể ị ượ ữ c chu kì bán rã. Nh ng

c làm giàu h n 1% v i tr ng thái n a b n c a chu kì h t nhân có đ ng v b n đ ồ ạ ị ề ượ ữ ề ủ ớ ạ ơ

bán rã h n 1 giây, đ c cho trong b ng 7.8.Nh ng nguyên t tuân theo phép phân ơ ượ ữ ả ố

tích kích ho t photon năng l ng th p; đ nh y c a 16 nguyên t c cho trong ạ ượ ủ ấ ạ ộ đ ố ượ

b ng 7.9. Nh ng giá tr đ xác đ nh n ng đ t ả ị ể ộ ố ữ ồ ị i thi u đ ể ượ c tính đ i v i chi u x ố ớ ế ạ

c a m u dung d ch 30 ml chi u x 1 gi ủ ế ạ ẫ ị ờ ẩ ho c b o hòa đ i v i nh ng s n ph m ố ớ ặ ả ữ ả

có chu kì bán rã ng n, s đ m t v i 1 máy detector có s đ m phông 300 s ố ế ắ ừ ờ ớ ố ế ố

1 gi 10%– đ m/phút v i n ng đ chu n là ế ớ ồ ẩ ộ

Ph n ng quang n tron ả ứ ơ

Hai tr ng h p đ c bi t t n t ườ ặ ợ ệ ồ ạ ố ớ ớ i đ i v i phép phân tích kích hoat photon v i

phép đo chi u x n tron t c th i. Nh ng ph n ng quang n tron c a Beri và ữ ả ứ ạ ơ ứ ủ ế ờ ơ

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 105

ạ

ươ

deteron, mà năng l ng ng v i 1.67 MeV và 2.23 ượ ng liên k t c a n tron th p t ế ủ ơ ấ ươ ứ ớ

MeV

Nh ng nguyên t khác đòi hoài năng l ng trong vùng t ữ ố ượ ừ ế 10 đ n

25MeV.T ng t đ i v i vùng năng l có ti ươ ự ố ớ ượ ng mà h u h t các nguyên t ế ố ế ệ t di n

ng photon cao ầ g ,n). Nh ng ph n ng mà năng l ả ứ ượ ữ đ nh c a nó đ i v i ph n ng ( ố ớ ỉ ả ứ

ể ạ h n nh ( ơ ữ ể phóng x nhi u ạ

vài bar đ n vài ủ ư g ,2n),( g ,p),( g ,d) có th t o ra nh ng nguyên t ố g ,n) trong vùng t ừ t di n đ nh c a ph n ng ( ủ ả ứ x .T t nh t là ti ạ ố ệ ế ấ ỉ ế

c bi u di n t trăm mbar. M t vài giá tr đ ộ ị ượ ễ ừ ể ạ ủ giáo trình phân tích kích ho t c a

Koch đ c đ a ra trong b ng 7.10. ượ ư ả

B ng 7.8 . Tr ng thái n a b n c a nh ng h t nhân b n ề ữ ề ủ ữ ạ ả ạ

Ch t đ ng phân Chu kì bán rã Năng l ng(IT) ấ ồ ượ ể T s chuy n ỉ ố

đ iổ

(MeV) (e/g )

79mSi

17.5s 0.161 0.8

77mBr

4.8s 0.21 _

87mSr

2.83h 0.388 0.28

89mY

16s 0.91 0.01

93mNb

13.6y 0.030 ?

103mRh

57m 0.040 40

109mAg

40s 0.088 10.3

111mCd

48.6m 0.150+0.246 1.5+0.054

113mIn

100m 0.93 0.43

115mIn

4.50h 0.8 0.355(95%)+( b - )

117mSn

14.0d 0.159+0.162 v.larg+0.10

119mSn

250d 0.024+0.065 5.2+?

125mTe

58d 0.035+0.110 11+160

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 106

ạ

ươ

129mXe

8.0d 0.040+0.197 7+11

131mXe

11.8d 0.164 29

135mBa

28.7h 0.268 3.8

137mBa

2.55m 0.662 0.11

167mEr

- + g

(

)

2.3s 0.208 0.50

176mLu

3.7h _

178mHf

4.3s 0.089+0.427+0.326 ?

+0.214+0.093

179mHf

18.6s 0.161+0.217 19+0.05

180mHf

5.5h 0.058+0.093+0.215 0.54+1.1+0.12

+0.333+0.444+0.501 +0.04+0.02+0.04

183mW

5.3s 0.046+0.052+0.105 ?

+0.160

190mOs

9.9m 0.038+0.187+0.319 >00+0.2+0.04

+500+0.614 0.02+0.01

191mIr

4.9s 0.418+0.129 larg+1.9

193mIr

12d 0.080 ?

195mPt

4.1d 0.031+0.099+0.129 >7+9+larg

197mAu

7.2s 0.130+0.279 <1.2+0.29

199mHg

204mPb

43m 0.159+0.375+0.622 0.37+0.04+?

66.9m 0.289+0.375+0.622 0.008+0.054\

0.899+0.912

B ng 7.9 ả

Kh i l ng t N ng đ t i A0 (cmp)b Nguyên tố ố ượ ố i thi u có ể ộ ố ồ

Th xác đ nh đ c thi u có th xác ể ị ượ ể ể

(mg) c đ nh đ ị ượ

(ppm)

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 107

ạ

ươ

460 3.3 110 Se

32 3.2 110 Sr

460 77 2,600 Y

50 62 2,100 Rb

300 3.0 100 Ag

64 1.0 33 Cd

32 0.21 7 In

32 3,200 110,000 Sn

160 200 6,700 Ba

3,000 10 330 Er

32 6.4 210 Lu

440 0.11 3.7 Hf

1,300 1.3 43 Ir

32 6.4 2,100 Pt

1,000 2.5 83 Au

74 37 12,00 Hg

B ng 7.10 ả

ngưỡ

S n ph m Eg T1/2 Eng Nguyên tố ả ẩ

(MeV) (MeV) (mb)

prompt n … H

prompt n … 1.63 9 1.6 Be

12C

18.7 20.5m 22.5 10 C

13N

10.7 10.0m 22.5 15 N

15N

15.5 124s 24.2 11.4 O

18N

10.4 111m 12 2.5 F

19Ne

16.9 18s 21.5 Ne

22Na

12.05 2.58y 18.5 7.7 » 13 Na

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 108

ạ

ươ

23Mg

» 17

Mg 12s 19.5 8.4

26mAl

Al 6.5s 13.4 19.5 22

27Si

Si 4.2s 16.9 20.9 21

30P

P 2.6m 19 16.4

31S

S 2.6s 12.33 » 11.5 20.1 19

34mCl

Cl 32.4m 9.95 17.6 4.4

39Ar

Ar 260y <10 20 38

38K

K 7.7m 13.2 17.5 5.4

39Ca

Ca 0.9s 15.8 19.3 15

49Cr

Cr 42s 13.4 19 52

54Mn

Mn 314d 10.0 19 100

53Fe

Fe 9m 13.8 18.3 67

58mCo

Co 9h 10.25 16.9 130

57Ne

Ni 36h 11.7 18.5 57

62Cu

Cu 9.9h 11 17 850

63Zn

Zn 38m 11.6 18.5 123

74As

As 18d 10.1 17

78Br

80Br

Br 6.5m 10 16 91 » 100

80mBr

18m 11 18 88

4.5h 11 18 42

86Rb

Rb 18.7d 9.3 17.5 230

85Sr

Sr 64d 11.5 15.9 160

88Y

Y 108d 11.8 16.3 190

89Zr

89mZr

Zr 79d 11.8 17.8 120

4.4m 12.3 17.8 150

92Nb

Nb 10.1d 8.86 17 230

91Mo

92mMo

Mo 15.6m 13.1 18.7 120

65s 13.2 18.7 24

102Rh

Rh 206d 9.4 16.5 210

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 109

ạ

ươ

108Ag

Ag 2.4m 9.05 16.5 320

114In

114mIn

In 72s 9.05 15 70

50d 9.05 15 350

122Sb

Sb 2.8d 9.3 15 362

127I

I 13.2d 9.1 15.2 450

174Lu

Lu 165d 7.77 16

180mTa

Ta 8.1h 7.6 14

196Au

Au 8.0 14.5

208Bi

Bi 6.1d 7.5· 105y 13.5 225 » 600 » 600 » 450

231Th

Th 25.6h 7.4 » 6 14.2 990

232U

237U

U 73.6y 14 1670

6.75d 7.0 » 6.0 15.2 1290

238Pu

Pu 89y 6 13.6 1580

7.4 Ph l cụ ụ

7.3 M c l c ụ ụ Tài li u v phép phân tích kích ho t tr nên r t là nhi u. Có r t nhi u sách đã ở ề

ề ệ ề ấ ấ ạ

đ c xu t b n. M t s l ng l n các bài bài đã nói lên nh ng ng d ng c a nói ượ ộ ố ượ ấ ả ữ ứ ủ ụ ớ

trong nh ng lĩnh v c đ c bi ự ặ ữ ệ t đã xu t xu t nhi u năm. ấ ề ấ

ệ ổ

ạ

7.3.1 Công vi c t ng quát trong kích ho t neutron SÁCH CHUYÊN NGÀNH

H.J.Bowen và D. Gibbons, Radioactivation Analysis (Oxford, London, 1963)

R. C. Koch, Activation Analysis Handbook ( Academic, New York, 1960)

J. M. A. Lenihan và S.J. Thompson, Eds., Advances in Activation Analysis, Vol. 1

(Academic, New York, 1969).

W. S. Lyon, Jr., Ed., Guide to Activation Analysis ( Van Nostrand, Princeton, N.J.,

1964).

M. Rakovic, (đ c d ch b i D. Cohen) Activation Analysis (CRC Press, Cleveland, ượ ị ở

1970).

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 110

ạ

ươ

D. Taylor, Neutron Irradiation and Activation Analysis ( Van Nostrand, Princeton,

N.J.,1964).

H I NGH CHUYÊN Đ T T NG Ề Ố Ụ Ộ Ị

M. W. Brown, Ed., Modern Trends in Activation Analysis (A&M College of Texas,

1961), 178 pp. Proc., 1961 International Conference, College Station, December 15-

16, 1961.

J. R. DeVoe, Ed., Modern Trends in Activation Analysis, Special Publication 312, 2

vols ( National Bureau of Standards, Gaithersburg, 1969).

J. P. Guinn, Ed., Modern Trends in Activation Analysis (Texas A&M University,

1965), 390 pp. Proc. 1965 International Conference, College Station, April 19-22,

1965.

J. M. A. Lenihan và S. J. Thomson, Eds., Activation Analysis: Principles and

Applications ( Academic, London, 1965), 211pp. Proc., NATO Advanced Study

Institute, Glasgow, Scotland, August 1964.

B. R. Payne, Ed., Radioactivation Analysis Symposium ( Butterworth, London, 1960),

141 pp. Proc., Radioactivation Analysis Symposium, Vienna, June 1-3, 1959.

Nuclear Activation Techniques in the Life Sciences ( International Atomic Energy

Agency, Vienna, 1967) 709 pp. Proc., Symposium on Nuclear Activation Techniques

in the Life Sciences, Amsterdam, May 8-12, 1967.

Radiochemical Methods of Analysis ( International Atomic Energy Agency, Vienna,

1965) 2 vols., Proc., Symposium on Radiochemical Methods of Analysis, Salzburg,

October 19-23, 1964.

TH M C Ư Ụ

W. Bock-Werthmann và W.Schulze, Aktivierungsanalyse, Atomic Energy Document

(Gmelin-Institute), AED-C-14-1 (plus supplements -2, -3), 1961 (1962-1963).

D. Gibbons et al., Radioactivation Analysis, A Bibliography, U.K. Atomic Energy

Authority Report A.E.R.E.-1/R 2208 (plus supplement 1), 1957 (1960).

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 111

ạ

ươ

G. L. Lutz, R. J. Boreni, R. S. Maddock, và W. W. Meinke, Activation Analysis: A

Bibliography, National Bureau of Standards, Technical Note 467, 2 parts (plus

revision), 1968 (1969).

H. D. Raleigh, Activation Analysis: A Literature Search, USAEC Report TID-3735,

1963.

ĐÁNH GIÁ BÀI

R. F. Coleman, Activation Analysis, A Review, Analyst 92, 1-19, (1967).

W. R. Corliss, Neutron Activation Analysis (USAEC booklet in a series on

Understanding the Atom, 1963) 27 pp. Single copies may be obtained free by writing

USAEC, P.O.Box 62, Oak Ridge, Tennessee 37831.

F. Girardi, Some Recent Developments in Radioactivation Analysis, Talanta 12,

1017-1041 (1965).

D. Mapper, Radioactivation Analysis, Chapter 9 in A. A. Smales và L. R. Wager,

Methods in Geochemistry (Interscience, New York, 1960), pp. 297-357.

H. D. Raleigh, Activation Analysis-Principles và Applications, Atomics 16, (No. 4)

15-33 (1963).

G. W. Reed, Activation Analysis Applied to Geochemical Problems in P. H. Abelson,

Researches in Geochemistry (Wiley, New York, 1959).

E. V. Sayre, Methods và Applications of Activation Analysis in Ann. Rev. Nucl. Sci.

13 (Annual Review, Stanford, 1963), pp. 145-162.

A. A. Smales, Neutron Activation Analysis, Chapter 19 in J. H. Yoe và H. J. Koch,

Trace Analysis (Wiley, New York, 1957), pp. 518-546.

John W. Winchester, Radioactivation Analysis in Inorganic Geochemistry, in F. A.

Cotton, Progress in Inorganic Chemistry, Vol. 2 (Interscience, New York, 1960), pp.

1-32.

7.3.2 Ngu n d li u ồ ữ ệ D LI U H T NHÂN Ạ

Ữ Ệ

D. J. Hughes và J. A. Harvey, Neutron Cross Sections, BNL-325 (1958).

R. C. Koch, Activation Analysis Handbook, (Academic, New York, 1960).

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 112

ạ

ươ

Nuclear Data Tables, National Academy of Sciences, National Research Council,

1960.

Chart of the Nuclides, 10th ed., 1969. Single copies available from General Electric

Co., Schenectady, New York 12305.

C. M. Lederer, J. M. Hollander, và I. Perlman, Table of Isotopes, (Wiley, New York,

1967).

K. Way et al., Nuclear Data Group, Nuclear Data Sheets, available from National

Academy of Science-National Research Council, Washington, D.C., 1961 on.

TIÊU CHU N C A QUANG PH TIA γ Ổ Ủ Ẩ

O. U. Anders, Gamma Ray Spectra of Neutron Activated Elements, Dow Chemical

Co., Midland, Mich., 1961.

C. E. Crouthamel, Applied Gamma Ray Spectrometry, (Pergamon, New York, 1960).

R. Heath, Scintillation, Spectrometry, Gamma-Ray Spectrum Catalog, 2nd ed., AEC

Report No. IDO-16880, 1964.

TIÊU CHU N V Đ NH Y C M Ề Ộ Ẩ Ả Ạ

A. S. Gillespie và W. W. Hill, Sensitivities for Activation Analysis with 14-MeV

Neutrons, Nucleonics 19 No.11, 170-173 (1961).

E. Ricci và R. L Hahn, Sensitivities for Activation Analysis of 15 Light Elements

with 18-MeV Helium Particles, Anal. Chem. 39, 794-797 (1967).

7.3.3 Ph n th c hành c th ụ ể ự NG HÓA PHÓNG X Đ NH L Ạ

ầ ƯỢ

Ị

J. Ruzicka và J. Stary, Substoichiometry in Radiochemical Analysis, (Pergamon,

Oxford, 1968).

NG D NG C A MÁY TÍNH Đ PHÂN TÍCH KÍCH HO T Ứ Ụ Ủ Ạ Ể

T. R. Dickson, The Computer and Chemistry (Freeman, San Francisco, 1968).

D. Gibbons, Computer Methods in Activation Analysis, in Lenihan and Thompson,

Eds., Activation Analysis (Academic, London, 1965), Chapter 15.

G. Guzzi, J. Pauly, F. Girardi, và B. Dorpema, Computer Program for Activation

Analysis with Ge(Li)-Drifted Detectors, Euratom Report EUR 3469.e, 1967.

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 113

ạ

ươ

D. L. Morrison, Computers Applied to Nuclear Chemistry, in L. Yafe, Ed., Nuclear

Chemistry, Vol II (Academic, New York, 1968), Chapter 11.

G. D. O’Kelley, Ed., Applications of Computers to Nuclear and Radiochemistry,

NAS-NS 3107, 1963. Available from CFSTI, Springfield, Va.

P. C. Stevenson, Processing of Counting Data, NAS-NS 3109, 1966. Available from

CFSTI, Springfield, Va.

T Đ NG HÓA PHÂN TÍCH KÍCH HO T Ự Ộ Ạ

D. Comar và C. LePoec, On the Use of an Automatic Chemical Treatment System in

Activation Analysis of Biological Samples, in Modern Trends in Activation Analysis

(Texas A&M University, College Station, 1965), pp. 351-356.

F. Girardi, G. Guzzi, J. Pauly, và R. Pietra, The Use of an Automated System

including a Radiochemical Step in Activation Analysis, in Modern Trends in

Activation Analysis (Texas A&M University, College Station, 1965), pp. 337-343.

F. Girardi, M.Merlini, J. Pauly, và R. Pietra, Progess Towards Automated

Radiochemical Separations, in Radiochemical Methods of Analysis, Vol. II

(International Atomic Energy Agency, Vienna, 1965), pp. 3-14.

R. L. Heath, Gamma-Ray Spectrometry and Automated Data Systems for Activation

Analysis, in J. R. DeVoe, Ed., Modern Trends in Activation Analysis (National

Bureau of Standards Special Publication No. 312, Vol 2, 1969), pp. 959-1031.

L. T. Skegg, Ed., Automation in Analytical Chemistry (Mediad, New York, 1966+).

G I Ý V PHÂN TÍCH KÍCH HO T PHÓNG X Ợ Ạ Ề Ạ

R. C. Greenwood và J. Reed, Scintillation Spectrometer Measurements of Capture

Gramma Rays from Natural Sources, in Modern Trends in Activation Analysis,

(Texas A&M University College Station, 1961).

W G Lussie và J. L. Brownlee, Measurement and Utilization of Neutron-Capture

Gamma Radiation, in Modern Trends in Activation Analysis, (Texas A&M University

College Station, 1965).

D. Taylor, Neutron Irradiation and Activation Analysis (Van Nostrand, Princeton, N.

J., 1964), Chapter 3.

Phân Tích Kích ho t Neutron – Ch

ng 7

Trang 114

ạ

ươ

PHÂN TÍCH KÍCH HO T C A H T MANG ĐI N VÀ PHOTON Ủ Ạ Ạ Ệ

R. S. Tilbury, Activation Analysis with Charged Particles, NAS-NS 3110, undated.

C. A. Baker, Gamma-activation Analysis: A Review, Analyst 92, 601-610 (1967).

S. S. Markowitz và J. D. Mahony, Activation Analysis for Oxygen and Other

Elements by Means of He3- induced Nuclear Reactions, Anal. Chem. 34, 329-335

(1962).