Tiểu luận: Một số nguồn phóng xạ được sử dụng trong phòng thí nghiệm

Chia sẻ: Lê Huy Ba Duy | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

217
lượt xem 50
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong vật lý hạt nhân, các nguồn phóng xạ có vai trò đăc biệt quan trọng, chính là cơ sở ban đầu để chúng ta nghiên cứu và phát triển ngành vật lý hạt nhân.Cho đến ngày hôm nay, như chúng ta đã biết có rất nhiều hạt nhân phát ra tia phóng xạ, như vậy sẽ có rất nhiều nguồn phóng xạ. Trong đề tài này chúng tôi sẽ trình bày một số nguồn phóng xạ được sử dụng trong phòng thí nghiệm...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận: Một số nguồn phóng xạ được sử dụng trong phòng thí nghiệm

I. ------ Tiểu luận Một số nguồn phóng xạ được sử dụng trong phòng thí nghiệm
LỜI MỞ ĐẦU Trong vật lý hạt nhân, các nguồn phóng xạ có vai trò đăc biệt quan trọng, chính là cơ sở ban đầu để chúng ta nghiên cứu và phát triển ngành vật lý hạt nhân. Cho đến ngày hôm nay, như chúng ta đã biết, có rất nhiều hạt nhân phát ra tia phóng xạ. Như vậy, sẽ có nhiều loại nguồn phóng xạ. Trong đề tài này, chúng tôi sẽ trình bày về một số nguồn phóng xạ đư ợc sử dụng trong phòng thí nghiệm. Chúng tôi tin tưởng rằng qua đ ề tài này các bạn sẽ có thêm những hiểu biết về các nguồn phóng xạ. Trang 1
MỤC LỤC MỤC LỤC .......................................................................................... 2 I. Nguồn Alpha ................................................................................... 3 I.1. Nguồn Alpha - loại A1 ................................................................ ............ 3 I.2. Nguồn Alpha – loại A2 ................................................................ ............ 3 I.3. Nguồn Alpha - loại PM ................................................................ ............ 4 I.4. Nguồn Alpha “tổng hợp” (composite) - AF Comp ................................... 5 II. Nguồn Bêta .................................................................................... 5 II.1. Nguồn Bêta - loại A. ............................................................................... 5 II.2. Nguồn Bêta – loại MF2........................................................................... 6 III. Nguồn Gamma .............................................................................. 7 III.1. Nguồn Gamma - loại C ................................ .......................................... 7 III.2. Nguồn Gamma - loại D................................ .......................................... 8 III.3. Nguồn Gamma - loại M. ........................................................................ 9 III.4. Nguồn Gamma - loại R. ....................................................................... 10 III.5. Nguồn Gamma - loại T. ....................................................................... 12 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................ 14 Trang 2
II. Nguồn Alpha II.1. N guồn Alpha - loại A1 Loại A1 là nguồn được cố định trong một cái giá nhôm có “đường kính x cao” là 25,4 mm x 3,18 mm. Đường kính ho ạt động là 5,0 mm. Tất cả các nguồn alpha được sản xuất theo một dung sai là  30% của độ phóng xạ ghi trên mặt. Hình 1a: Cấu tạo n guồn Alpha - loại A1. Hình 1b: Nguồn Alpha – loại A1. II.2. N guồn Alpha – loại A2 Nguồn loại A2 được cố định trong cái giá bằng nhôm có “đường kính x cao” là 12,7 mm x 6,35 mm. Đường kính ho ạt động là 5,0 mm. Tất cả các hạt chuẩn alpha được sản xuất theo một dung sai là  30% của độ phóng xạ ghi trên m ặt. Hình 2a: Cấu tạo nguồn Alpha - lo ại A2 Hình 2b: Nguồn Alpha – loại A2 Trang 3
II.3. N guồn Alpha - loại PM Nguồn PM được gắn trong một giá nhựa mà từ đó nó có thể được tách ra để lắp đặt trong buồng đếm. Giá có “đường kính x cao” là 25,4 mm x 3,18 mm . Đường kính các lá là 11,1 mm, đường kính hoạt động 5,0 mm. Các lá đ ĩa bằng p latinum hoặc platinum m ạ niken d ày khoảng 0,127 mm đến 0,254 mm . Tất cả các nguồn alpha được sản xuất theo một dung sai là  30% của độ phóng xạ ghi trên mặt. Hình 3a: Cấu tạo nguồn Alpha - lo ại PM. Hình 3b: Nguồn Alpha - loại PM. Bảng 1: Các nguồn Alpha – loại A1, A2, PM. Trạng thái của Năng lượng Thời giam Nguồn Alpha quan vật liệu hoạt Hoạt độ phóng xạ bán rã tâm (keV) động Mạ điện lên bề 5388, 5443, 432,2 năm Americium-241 1nCi-100nCi(37Bq-3,7kBq) mặt Platium 5486 Mạ điện lên bề 2,645 năm Californium-252 6070, 6118 1nCi-100nCi(37Bq-3,7kBq) mặt Platium Mạ điện lên bề 18,11 năm Curium-244 5763, 5805 1nCi-100nCi(37Bq-3,7kBq) mặt Platium Tùy theo yêu 75 năm Gadolinium-148 3184 cầu Mạ điện lên bề 2,14.106 năm Neptunium-237 4640 – 4873 1nCi-10nCi(37Bq-370 Bq) mặt Platium Phủ lớp mạ lên 138,376 Polonium-210 5304 1nCi-100nCi(37Bq-3,7kBq) bề mặt bạc ngày Mạ điện lên bề 87,74 năm Plutonium-238 5456, 5499 1nCi-100nCi(37Bq-3,7kBq) mặt Platium Trang 4
2,411.104 Mạ điện lên bề 5105, 5143, Plutonium-239 1nCi-10nCi(37Bq-370 Bq) năm mặt Platium 5156 4601, 4784, hạt Mạ điện lên bề 1600 năm Radium-226 1nCi-100nCi(37Bq-3,7kBq) mặt Platium nhân con 5489 5341, 5423, hạt Mạ điện lên bề Thorium-228 698,2 ngày 1nCi-100nCi(37Bq-3,7kBq) mặt Platium nhân con 5449 Mạ điện lên bề 7,54.104 năm Thorium-230 4621, 4688 1nCi-10nCi(37Bq-370 Bq) mặt Platium 1,405.1010 Mạ điện lên bề Thorium-232 3952, 4010 0,007 nCi (0,26Bq) năm mặt Platium 7,037.108 Mạ điện lên lá Uranium-235 4215 – 4597 Max: 0,4 nCi (14,8 Bq) năm nhôm 4,468.109 Mạ điện lên lá Uranium-238 4147, 4196 Max: 0,05 nCi (1,85 Bq) năm nhôm 4,468.109 Mạ điện lên lá Uranium-238D 4147, 4196 Max: 0,032 nCi năm nhôm II.4. N guồn Alpha “tổng hợp” (composite) - AF Comp Các nguồn alpha “tổng hợp” (composite) được thiết kế để sử dụng như một điểm đánh dấu cho các hệ thống năng lượng quang phổ alpha. Pu-239, Am -241 và Cm-244, hoạt độ 0,01 µCi (370 Bq) được mạ p latinum hoặc platinum m ạ niken. Vùng ho ạt động là 5,0 mm. Các nguồn cung cấp các hạt alpha từ khoảng 5100 - 5800 keV và bề rộng một nửa nhỏ hơn 20 keV. Khoảng n ăng lư ợng là đủ rộng để cung cấp năng lượng sao cho hạt alpha phát ra nhiều nhất. III. Nguồn Bêta Một loạt các hạt nhân phát b êta được dùng cho nghiên cứu và sử dụng trong lĩnh vực giáo dục. Nguồn được cấu tạo với tất cả các bề mặt dẫn điện để sử dụng trong cửa sổ của ống đếm tỷ lệ. III.1. N guồn Bêta - loại A. Nguồn được gắn trong một chiếc vành nhôm mật độ là 0,9 mg/cm2. Đường kính hoạt động của nguồn là 20,4 mm. Đường kính tổng thể của n guồn là 25,4 mm và dày 3,18 mm. Trang 5
Hình 4a: Cấu tạo nguồn Bêta lo ại A. Hình 4b: Nguồn Bêta loại A. III.2. N guồn Bêta – loại MF2 Đây là m ột cấu hình hầu như không tán xạ (scatterless), trong đó phóng xạ được đặt ở giữa có đường kính 3 mm, giữa hai lớp nhôm m ật độ mặt là 0 ,9 mg/cm2. Những nguồn này được để trong một giá nhôm có đường kính là 25,4 mm và b ề d ày là 3 ,18 mm . Hình 5a: Cấu tạo n guồn Bêta - loại MF2 . Hình 5b : Nguồn Bêta - loại MF2 . Bảng 2 : Các nguồn Bêta loại - MF2. Năng lượng Thời gian Nguồn Chất nền Cửa sổ Bêta quan bán rã tâm (keV) Lớp mạ nhôm 0.9 5730 năm Carbon-14 Màng polime 156 mg/cm2 Lớp mạ nhôm 0.9 30,17 năm Sắt không rỉ Cesium-137 1175 mg/cm2 Trang 6
Lớp mạ nhôm 0.9 3,01.105 năm Sắt không rỉ Chlorine-36 1142 mg/cm2 Lớp mạ nhôm 0.9 5,272 năm Sắt không rỉ Cobalt-60 1491 mg/cm2 Lớp mạ nhôm 0.9 2921 (β+) Sắt không rỉ Germanium-68 270,8 ngày mg/cm2 Lớp mạ nhôm 0.9 2,6234 năm Sắt không rỉ Promethium-147 225 mg/cm2 Lớp mạ nhôm 0.9 1,02 năm Sắt không rỉ Ruthenium-106 39, 3540 mg/cm2 Lớp mạ nhôm 0.9 2842 (β+) Sắt không rỉ Sodium-22 950,8 ngày mg/cm2 Lớp mạ nhôm 0.9 28,5 năm Sắt không rỉ Strontium-90 546, 2282 mg/cm2 Lớp mạ nhôm 0.9 2,13.105 năm Sắt không rỉ Technetium-99 294 mg/cm2 Lớp mạ nhôm 0.9 3,78 năm Sắt không rỉ Thallium-204 763 mg/cm2 Lá Pt hoặc Pt Lớp mạ nhôm 0.9 Tin-113 115,1 ngày 392 mg/cm2 mạ Ni IV. Nguồn Gamma Một loạt các nguồn Gamma và tia X sử dụng cho nghiên cứu và giáo dục với năng lượng khoảng 5,9 -2614 keV. IV.1. N guồn Gamma - loại C Nguồn Gamma lo ại C có thể được sử dụng để kiểm tra hiệu suất của các ống đếm tỷ lệ GM và detector nhấp nháy NaI (Tl). Độ phóng xạ cực đại của loại nguồn n ày là 10 µCi (370 kBq). Trang 7
Hình 6 a: Cấu tạo nguồn Gamma - loại C Hình 6b: Nguồn Gamma – lo ại C. IV.2. N guồn Gamma - loại D Các nguồn Gamma loại D chủ yếu được sử dụng để kiểm tra hiệu suất của các ống đếm GM và detector nhấp nháy NaI (Tl). Các n guồn lo ại đĩa D có đường kính là 25,4 mm và dày 6 ,35 mm. Đường kính hoạt động là 5 mm. Hình 7 a: Cấu tạo nguồn Gamma - loại D. Hình 7b: Nguồn Gamma – loại D. Bảng 3 : Các nguồn Gamma - loại D. Thời gian Năng lượng photon Nguồn Hoạt độ phóng xạ bán rã (keV) 5nCi-100Ci (185Bq-3 ,7MBq) Barium-133 3862 ngày 80; 303; 356 25nCi-500Ci (925Bq -18,5MBq) Beryllium-7 53,284 ngày 478 Cadmium-109 4626 ngày 88; 22-26 50nCi-1mCi (1,85kBq -37MBq) Trang 8
5nCi-100Ci (185Bq-3,7MBq) Cesium-134 754,28 ngày 563; 569; 605; 796 30,17 năm Cesium-137 662; 32-37 5nCi-1mCi (185Bq -3,7MBq) 846,8; 1238; 1771; 10nCi-100Ci (370Bq -3,7MBq) Cobalt-56 77,31 ngày 2035; 2598; 3253 5nCi-100Ci (185Bq-3,7MBq) Cobalt-57 271,79 ngày 14; 122; 136,5 5nCi-100Ci (185Bq-3,7MBq) Cobalt-58 70,86 ngày 810 5,272 năm 25nCi-100Ci (925Bq -3,7MBq) Cobalt-60 1173; 1333 100nCi-100Ci (3,7kBq-3,7MBq) Germanium-68 270,8 ngày 511; 1077 10nCi-100Ci (370Bq -3,7MBq) Iodine-125 59,43 ngày 35 1,57.10 7 năm 50nCi-1Ci (1,85kBq-37kBq) Iodine-129 40 5nCi-100Ci (185Bq-3,7MBq) Iron-59 44,51 ngày 1099; 1292 1600 năm 50nCi-10Ci (1.85kBq -370kBq) Radium-226 47 -2448 10nCi-10Ci (370Bq-370kBq) Thorium-228 698,2 ngày 84 -2616 7,037.10 8 năm Uranium-235 143; 186 10nCi-100nCi (370Bq-3,7kBq) Uranium tự 4,468.10 9 năm 22 -2448 10nCi-100nCi (370Bq-3,7kBq) nhiên IV.3. N guồn Gamma - loại M. Loại M- đĩa mỏng hầu nh ư không tán xạ; được sử dụng trong các ứng dụng liên quan đến trạng thái rắn của detector có độ phân giải cao. Đĩa nhôm có mật độ mặt là 9 mg/cm 2 ,và được bao phủ bằng Kapton (polime) có m ật độ mặt là 0,9 mg/cm2. Những nguồn này được để trong một giá nhôm có đường kính tổng thể là 25,4 mm và chiều dày là 3,18 mm. Hình 8 a: Cấu tạo nguồn Gamma - loại M. Hình 8b: Nguồn Gamma - lo ại M. Trang 9
Bảng 4: Các nguồn Gamma - loại M. Thời gian Năng lượng photon Nguồn Hoạt độ phóng xạ bán rã (keV) 5 nCi-100Ci (185Bq -3,7MBq) Barium-133 3862 ngày 80; 303; 356 25nCi-500Ci (925Bq-18,5MBq) Beryllium-7 53,284 ngày 478 Cadmium-109 4626 ngày 88; 22-26 50nCi-1mCi (1,85kBq-37MBq) 5 nCi-100Ci (185Bq -3,7MBq ) Cesium-134 754,28 ngày 563; 569; 605; 796 30,17 năm Cesium-137 662; 32-37 5 nCi-1mCi (185Bq-3,7MBq) 846,8; 1238; 1771; 10nCi-100Ci (370Bq-3,7MBq) Cobalt-56 77,31 ngày 2035; 2598; 3253 5 nCi-100Ci (185Bq -3,7MBq) Cobalt-57 271,79 ngày 14; 122; 136,5 5 nCi-100Ci (185Bq -3,7MBq) Cobalt-58 70,86 ngày 810 5,272 năm 5 nCi-100Ci (185Bq -3,7MBq) Cobalt-60 1173; 1333 100nCi-100Ci (3,7kBq -3,7MBq) Germanium-68 270,8 ngày 511; 1077 5,8 -6,7; 1 Ci-100Ci (37kBq-3,7MBq) Iron-55 999 ngày 1099; 1292 5 nCi-100Ci (185Bq -3,7MBq) Iron-59 44,51 ngày 835 5 nCi-100Ci (185Bq -3,7MBq) Manganese-54 312,3 ngày 657; 884,6 5 nCi-50Ci (185Bq-1,85MBq) Silver-110m 249,8 ngày IV.4. N guồn Gamma - loại R. Thanh loại R được sử dụng trong các detector NaI (Tl). Nó được xây dựng bằng nhựa, có b a kích thước là: cao x đường kính là 127 mm x 15,9 mm , 127 mm x 12,7 mm và 74,9 mm x 12,7 mm. Đường kính hoạt động của thanh tiêu chuẩn là 4,75 mm Trang 1 0
Hình 9 a: Cấu tạo nguồn Gamma - loại R. Hình 9b: Nguồn Gamma loại R. Bảng 5 : Các nguồn Gamma - loại R. Thời gian Năng lượng Nguồn Hoạt độ phóng xạ bán rã photon (keV) 5nCi-100Ci (185Bq-3,7MBq) Barium-133 3862 ngày 80; 303; 356 25nCi-500 Ci (925Bq -18,5MBq) Beryllium-7 53,284 ngày 478 Cadmium-109 4626 ngày 88; 22-26 50nCi-1mCi (1,85kBq -37MBq) 5nCi-100Ci (185Bq-3,7MBq) Cesium-134 754,28 ngày 563; 569; 605; 796 30,17 năm Cesium-137 662; 32 -37 5nCi-1mCi (185Bq-3,7MBq) 846,8; 1238; 1771; 10nCi-100 Ci (370Bq -3,7MBq) Cobalt-56 77,31 ngày 2035; 2598; 3253 5nCi-100Ci (185Bq-3,7MBq) Cobalt-57 271,79 ngày 14; 122; 136,5 5nCi-100Ci (185Bq-3,7MBq) Cobalt-58 70,86 ngày 810 5,272 năm 5nCi-100Ci (185Bq-3,7MBq) Cobalt-60 1173; 1333 100nCi-100Ci (3,7kBq-3,7MBq) Germanium-68 270,8 ngày 511; 1077 10nCi-100 Ci (370Bq -3,7MBq) Iodine-125 59,43 ngày 35 1,57.107 năm 50nCi-1 Ci (1,85kBq-37kBq) Iodine-129 40 5nCi-100Ci (185Bq-3,7MBq) Iron-59 44,51 ngày 1099; 1292 1600 năm 50nCi-10Ci (1.85kBq -370kBq) Radium-226 47-2448 5nCi-100Ci (185Bq-3,7MBq) Manganese-54 312,3 ngày 835 Trang 1 1
5nCi-50 Ci (185Bq -1,85MBq) Silver-110m 249,8 ngà y 657; 884,6 10nCi-10Ci (370Bq-370kBq) Thorium-228 698,2 ngày 84-2616 8 7,037.10 năm Uranium-235 143; 186 10nCi-100nCi (370Bq-3,7kBq) Uranium tự 4,468.109 năm 22-2448 10nCi-100nCi (370Bq-3,7kBq) nhiên IV.5. N guồn Gamma - loại T. Ống nghiệm nhựa loại T đư ợc sử dụng trong nghiên cứu y học. Mỗi ống nhựa PP (polipropin) có chứa 0,75 ml epoxy hoạt động với sự cân bằng của các ống chứa đầy epoxy lạnh. Ống có kích thước (cao x đường kính) là 75 mm x 12 mm hoặc 55 mm x 12 mm. Hình 10a: Cấu tạo n guồn Gamma lo ại T. Hình 10b: Nguồn Gamma loại T. Bảng 9: Các nguồn Gamma - loại T. Thời gian Năng lượng Nguồn Hoạt độ phóng xạ bán rã photon (keV) 5 nCi-100Ci (185Bq -3,7MBq) Barium-133 3862 ngày 80; 303; 356 25nCi-500Ci (925Bq-18,5MBq) Beryllium-7 53,284 ngày 478 Cadmium-109 4626 ngày 88; 22-26 50nCi-1mCi (1,85kBq-37MBq) 5 nCi-100Ci (185Bq -3,7MBq) Cesium-134 754,28 ngày 563; 569; 605; 796 30,17 năm Cesium-137 662; 32-37 5 nCi-1mCi (185Bq-3,7MBq) Trang 1 2
846,8; 1238; 1771; 10nCi-100Ci (370Bq-3,7MBq) Cobalt-56 77,31 ngày 2035; 2598; 3253 5 nCi-100Ci (185Bq -3,7MBq) Cobalt-57 271,79 ngày 14; 122; 136,5 5 nCi-100Ci (185Bq -3,7MBq) Cobalt-58 70,86 ngày 810 5,272 năm 5 nCi-100Ci (185Bq -3,7MBq) Cobalt-60 1173; 1333 100nCi-100Ci (3,7kBq -3,7MBq) Germanium-68 270,8 ngày 511; 1077 10nCi-100Ci (370Bq-3,7MBq) Iodine-125 59,43 ngày 35 1,57.107 năm 50nCi-1 Ci (1,85kBq -37kBq) Iodine-129 40 5 nCi-100Ci (185Bq -3,7MBq) Iron-59 44,51 ngày 1099; 1292 5 nCi-100Ci (185Bq -3,7MBq) Manganese-54 312,3 ngày 835 5 nCi-50Ci (185Bq-1,85MBq) Silver-110m 249,8 ngày 657; 884,6 Trang 1 3
TÀI LIỆU THAM KHẢO Eckert & Ziegler Isotope Products, Eckert & Ziegler Reference & Calibration Sources (Product Information), 24937 Avenue Tibbitts Valencia, CA 91355 USA. Trang 1 4