Xem mẫu
- Phân tích hạt nhân
phóng xạ
clove
r
SVTH : Phùng Thị Vân
Nguyễn Thị Hà
Ninh Thị Hường
Nguyễn Thị Phương Nhung
1
- Nội dung
1 Phân tích định tính
Hiệu chuẩn định lượng
2
3 Sự nhấp nháy phổ tia gamma
Electron biến hoán nội và phổ tia
4
gamma trong chất bán dẫn
Đặc điểm phổ tia X
5
2
- Phân tích hạt nhân phóng xạ
Phần cuối cùng của một phân tích hóa học phóng x ạ là xác đ ịnh ho ạt
độ phóng xạ của một hạt cô lập. Sự xác định này bao gồm 3 lý do:
1 Mong muốn phân tích định tính các hạt nhân phóng xạ
Xác định phông và sự có mặt của các hạt nhân phóng xạ
2
Phân tích định lượng những bức xạ đó
3
3
- 1. Phân tích định tính
Xác định xem
liệu các sản
Chọn một phản phẩm hóa học
ứng hạt nhân với riêng biệt có
Xác định thành
các nguyên tố thuộc tính nào
phần của
tham gia phản của sản phẩm
nguyên tố X
ứng thích hợp dự kiến không?
trong mẫu Y
4
- 1. Phân tích định tính
Xác định xem
liệu các sản
Dùng neutron phẩm hóa học
nhanh hay riêng biệt của
Xác định thành
chậm
neutron Asen có thuộc
phần của Asen
phản ứng với tính nào của hai
trong tóc người
Asen, dự kiến sản phẩm dự
chết
cho sản phẩm là kiến là 74As hay
As hay 76As
74
As không?
76
5
- 1. Phân tích định tính
Việc lựa chọn một phản ứng hạt nhân có thể sinh ra
một hạt nhân phóng xạ dễ dàng hơn, hoặc làm giảm sự
can thiệp của các yếu tố khác.
• Phản ứng (n,γ) cho sản phẩm tương ứng là 76As chu kì
bán rã 26.5 giờ (bị phân rã bởi sự phát xạ của các hạt
β- và tia γ)
• Phản ứng (γ,n) cho sản phẩm 74As chu kì bán rã 18
ngày (bị phân rã bởi sự phát xạ của các hạt β+ , β- và
bức xạ γ)
6
- 1. Phân tích định tính
Các thuộc tính của hạt nhân phóng xạ xác định danh tính c ủa nó
trong phân tích hóa học phóng xạ :
1. Phương pháp sản xuất của nó.
2. Tính chất hóa học của một đồng vị trong mẫu mà ta quan tâm.
3. Chu kì bán rã của nguyên tố ấy.
4. Các loại bức xạ nguyên tố đó có thể phát ra.
5. Năng lượng của các tia phóng xạ.
6. Phân chia tia phóng xạ theo loại và theo năng lượng.
7
- 1. Phân tích định tính
Phân tích phổ tia gamma (phương pháp này được áp d ụng cho c ả trường
hợp mẫu không tách biệt về mặt hóa học).
N L gamma NL Bêta
T1/2
Nguyên tố
(mev) (mev)
Na 2,6 năm 1,277 0,542
22
0,511
So sánh chu kì
Đo phổ 15 giờ
Na 1,38 1,39
24
bán rã, loại và 2,76
đặc trưng Sc 85 ngày 0,89 0,36
46
lượng
năng 1,12
của bức xạ với Co 5,27 năm 1,332 0,306
60
1,172
trị
các giá Nb 35 ngày 0,745 0,160
95
trong bảng cho
Đo năng lượng I 8,14ngày 0,364 0,815
131
sẵn
tia gamma Au 2.69ngày 0,412 0,963
198
Hg 47 ngày 0,279 0,208
203
Tl 3,1 phút 2,62 1,79
208
α
Am 500 năm 0,0596
241
8
- 2. Hiệu chuẩn định lượng
Độ phóng xạ là số hạt nhân phóng xạ phân rã trong một đơn
vị thời gian :
dN
λ
D =− =N ( 46 )
dt
Việc xác định định lượng hạt nhân phóng xạ trở thành việc
xác định tốc độ phân rã D của hạt nhân từ tốc độ ghi nhận
bởi detector và hiệu suất ghi є:
A =є.D (47)
9
- 2. Hiệu chuẩn định lượng
Text
Phương pháp
tuyệt đối
Xác định tốc
độ phân rã
của hạt nhân
phóng xạ
Phương pháp
tương đối
Text
10
- 2.1. Phương pháp tương đối
+ Phương pháp tương đối đòi hỏi một nguồn phóng xạ
chuẩn, tức là ta đã biết chính xác tốc độ phân rã.
+ Nếu mẫu không rõ (u) được thực hiện với các điều
kiện giống hệt với nguồn chuẩn (s) thì tỷ số các tốc độ
phân rã bằng với tỷ số các tốc độ đếm vì hiệu suất cho
hai nguồn giống nhau.
εDu Du Au
= =
εDs ( 48 )
Ds As
Hoặc
Au ( 49 )
Du = D
÷s
As
11
- 2.1. Phương pháp tương đối
Một số hạt nhân phóng xạ vì chu kì bán rã ngắn, hay đ ường cong h ấp th ụ vô
cùng phức tạp. Chuẩn hóa có thể thực hiện theo hai cách ph ổ biến:
Trùng phùng
Trùng phùng
Tuyệt đốii tính 4π
Tuyệt đố tính 4π
Đối với những hạt nhân phóng xạ Với những hạt nhân phóng xạ
phát β. Sử dụng máy đếm hình phát nhiều loại bức xạ.Trong
học 4π, trong đó hai nguồn bằng máy đếm trùng phùng, hai
nhau theo tỷ lệ được đặt trên một detector được sử dụng, độ nhạy
bộ phim siêu mỏng đạt được hiệu của detector khác nhau với các
suất lên tới > 99.5%, do đó tốc độ hạt bức xạ khác nhau, vd, ống
phân rã bằng tốc độ đếm. đếm tỷ lệ dùng ghi nhận tia β,
detector nhấp nháy dùng ghi
nhận tia γ
12
- 2.1. Phương pháp tương đối
Một số điều chỉnh là cần thiết :
Chỉnh phông detector Trùng phùng ngẫu nhiên
Chỉnh phông detector Trùng phùng ngẫu nhiên
Thời igian hao phí
Phân rã điện tử chuyển đổi i Thờ gian hao phí
Phân rã điện tử chuyển đổ
13
- 2.1. Phương pháp tương đối
Hình 6.5: Biểu đồ sơ lược của hệ thống đếm hiện tượng trùng
phùng Bêta-Gamma
14
- 2.1. Phương pháp tương đối
(Trùng phùng tia β và γ)
Tốc độ đếm của ống đếm tia β là : Aβ = єβ . D ( 50 )
Tốc độ đếm của ống đếm tia γ là : Aγ = єγ . D ( 51 )
Tốc độ đếm trùng phùng : Ac = єβ . єγ . D ( 52 )
Aβ Aγ
.
D=
Ac
Kết hợp (50) và (51) ta được : ( 53 )
15
- 2.2. Phương pháp tuyệt đối
Dùng xác định tốc độ phân rã của hạt nhân phóng x ạ bằng cách tính
toán giá trị hiệu suất thực tế ε, thông qua việc đánh giá các thông số
của nó.
ε = (I) . (G) . F ( 54 )
. Fa . Fc . F b . Fn . F s
w
( I ) là xác suất phát hiện một hạt β đi vào ống đếm chứa khí, có kh ả năng ion
Fw llà yếu ttố cho hiệu hấp thụ tia βmáy đếcửa ỗ trợcvà lá chắn tán ếạ electron
Fn à yếu trong ống đếm. của các trong m h sổ ủa các máy đ x m và trong
ố cho sự quả
hóaykhí uốtố cho sựhiệu ấp thtán xạ. ự tán xạ của nguồn
FFaFlbênkhí ố chonguồnệu hcụngsụ .hay ắngliệuc nào, electron di chuyển bộ kh ỏi ống
khôngếếngoài a u hicáctực dứ ng bổ ọc ạtài trongcủa gđếmcác mẫu với ra phim
à yế cho các ự ửa ất
l F là uut tgi y vào ố u lgóc hìnhtán kìr t n ượ máy ồm
t ệ hi và ủ h x
c ừà y là các ữ ế
s
tb
mỏ(G) m cma icác dụ,hgiấy hỗ trọc giữa nguồn và độ nhạy về khối lượng của máy
ng bảoủ ố (ví vật liệhình h ợ kính…)
là vệ quan ệ bóng
đế nguồn.
u
đếm.
16
- 3. Sự nhấp nháy quang phổ tia gamma
Đo bức xạ gamma có thể thực hiện bằng 3 cách :
Máy đếm đơn kênh Máy đếm đa kênh
Tổng số đếm
Tất cả các xung có Chỉ đếm những đỉnh Các xung được sắp
độ lớn trên một giá cao xung rơi giữa 2 giá xếp theo chiều cao
trị ngưỡng nào đó trị quy định được đếm vào các kênh điện
tử, mỗi số đếm chỉ
những xung trong
dải thu hẹp chiều
cao xung.
Quang phổ tia gamma được sử dụng để giải quyết các tia gamma phát ra
17
đồng vị phóng xạ của nguyên tố bị cô lập
- Tổng số đếm
Sự gia tăng tốc độ đếm với tăng hiệu điện thế đặt vào trong ống đ ếm
chứa khí xác định vùng plateau, trong detector nh ấp nháy đ ược g ọi là
“phổ tích phân” đó là một đặc tính của nh ững nguồn phóng x ạ phát ra tia
gamma.
Hình 6.6: Tích phân phổ của 85Sr
18
- Tổng số đếm
Tại điện 900V, hiệu suất cho tổng số đếm của một số hạt nhân phóng xạ đ ược
thể hiện trong hình 6.7. Hiệu suất toàn phần cho ống đ ếm NaI (Tl) 3x3 in kho ảng
80% trở lên ở năng lượng 0,2 MeV và khoảng 40% ở năng lượng lớn hơn 2MeV.
Hình 6.7: Hiệu suất đếm của
detector nhấp nháy NaI (Tl) 3 x3
in
(a): Tổng số đếm với thiết lập
cơ sở ở 0,51 Mev.
(b): Việc đếm đỉnh phổ
19
- Máy phân tích đơn kênh
Máy phân tích đơn kênh là ống đếm tia gamma cho tách hóa học hoặc đánh
dấu nguồn phóng xạ. Đặc điểm của máy phân tích đơn kênh:
1. Đường cơ sở (baseline) : Điện áp tối thiểu đặt vào để detector đếm được.
2. Cửa sổ ( window ) : tăng điện áp đường cơ sở ở đó thiết lập chiều cao tối đa
xung chấp nhận được
Hình 6.8: Phổ khác nhau
của 85Sr trong một detector
nhấp nháy NaI (Tl)
3x3inchs được chế tạo với
cửa sổ phân tích xung cao
đơn năng 0,2 V
20
20
nguon tai.lieu . vn
