Luận văn tốt nghiệp: Thiết kế các bài thí nghiệm cho phòng thí nghiệm Vật lý hạt nhân Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ  VÕ THỊ TUYẾT PHƯỢNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Vật lý Hạt Nhân Người hướng dẫn: ThS. Hoàng Đức Tâm TP. Hồ Chí Minh, 5/2010 LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện và hoàn thành khóa luận này, ngoài những nỗ lực của cá nhân, em còn nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình và lời động viên của quý thầy cô trong Khoa Vật lý Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để em hoàn thành việc đo đạc thực nghiệm Xin cho em được bày tỏ lòng biết ơn đến thầy Hoàng Đức Tâm, thầy đã tận tình hướng dẫn em, truyền thụ cho em những kiến thức để hoàn thành tốt khóa luận này. Em xin cảm ơn đến thầy Trần Thiện Thanh – giảng viên Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên đã giúp đỡ em và truyền đạt kiến thức thực nghiệm về hạt nhân để em hoàn thành luận văn này. Xin cảm ơn gia đình luôn sát cánh bên con trong suốt thời gian học đại học, luôn là chỗ dựa tinh thần cho con. Cảm ơn tập thể lớp Cử nhân lý khóa 32 đã luôn ở bên cạnh và giúp đỡ mình trong những lúc khó khăn và động viên em trong suốt thời gian làm bài luận này. Võ Thị Tuyết Phượng MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Ngày nay việc triển khai ứng dụng Vật lý hạt nhân trong các lĩnh vực đời sống đang được quan tâm vì những hiệu quả và lợi ích mà nó đem lại. Bên cạnh đó hiện nay nước ta đang chuẩn bị xây dựng nhà máy điện hạt nhân tại Ninh Thuận. Do vậy việc chuẩn bị nguồn nhân lực là hết sức cần thiết. Hiện tại, các trường đại học trong cả nước đang đào tạo sinh viên chuyên ngành Vật lý hạt nhân trong đó có trường Đại học Sư phạm Tp.Hồ Chí Minh. Để tạo điều kiện tốt cho sinh viên thực hành chuyên đề Vật lý hạt nhân trường đã xây dựng Phòng thí nghiệm Vật lý hạt nhân, nhằm phục vụ cho công tác này các thiết bị này trong Phòng thí nghiệm hiện tại đang được đưa vào phục vụ cho công tác đào tào. Chính vì lý do trên mà em đã chọn đề tài “THIẾT KẾ CÁC BÀI THÍ NGHIỆM CHO PHÒNG THÍ NGHIỆM VẬT LÝ HẠT NHÂN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HỒ CHÍ MINH” nhằm hoàn chỉnh thêm việc giảng dạy thực hành cho sinh viên ngành Cử nhân Vật lý, Trường Đại học Sư phạm Tp.Hồ Chí Minh. 2. Mục tiêu đề tài - Tìm hiểu cơ chế hoạt động của các thiết bị ghi đo bức xạ máy đo alpha, beta phông thấp UMF 2000, máy đo đơn kênh Ludlum Model 2200, máy đo Gamma Ray 8K. - Thiết kế 5 bài thí nghiệm dựa trên các thiết bị ghi đo trong phòng thí nghiệm vật lý hạt nhân. 2. Bố cục luận văn Ngoài phần mở đầu và kết luận luận văn chia làm 3 chương: Chương 1: Tổng quan về bức xạ và thiết bị ghi nhận bức xạ Chương 2: Thiết kế các bài thí nghiệm Chương 3: Kết quả báo cáo thực nghiệm CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BỨC XẠ VÀ THIẾT BỊ GHI NHẬN BỨC XẠ 1.1. Nguồn phóng xạ alpha , beta và gamma Nguồn phóng xạ để chỉ các chất đồng vị phóng xạ phát ra các tia alpha, beta và gamma. Các nguồn phóng xạ này được sản xuất trong các lò phản ứng hạt nhân hay các máy gia tốc. Có 2 dạng nguồn phóng xạ: Nguồn phóng xạ kín: là nguồn phóng xạ được bọc kín trong vỏ thép không gỉ. Nguồn này đã được kiểm tra về tính bền cơ học, tính chịu nhiệt, độ kín, chịu áp suất...Nguồn kín còn được đặt trong buồng bằng chì để vừa che chắn vừa bảo vệ. Các nguồn phóng xạ kín thường được dùng trong các thiết bị đo mức vật liệu, đo mật độ, nghiên cứu khoa học, chiếu xạ khử trùng y tế... Nguồn phóng xạ hở được sản xuất dưới dạng dung dịch lỏng, dạng rắn hay dạng bột chứa trong lọ thủy tinh hay plastic mà không có vỏ bọc kín như trong nguồn kín. Các nguồn được sử dụng để nghiên cứu hay chẩn đoán, nghiên cứu sự vận chuyển vật liệu trong các quá trình sản xuất công nghiệp... Các chất đồng vị phóng xạ khi phân rã phát các hạt alpha hoặc beta và sau đó phát tiếp gamma. Chúng được sử dụng như một trong các dạng nguồn phóng xạ. Do đó nguồn phóng xạ loại này được xem như là nguồn alpha, beta hoặc nguồn gamma tùy theo mục đích sử dụng. Bảng 1.1: Một số nguồn phóng xạ alpha, beta, gamma Tên Americium Cobalt Caesium Strontium Krypton Iodine Technecium Phosphorus Họ uranium Đồng vị 241Am 60Co 137Cs 90Sr 85Kr 131I 99mTc 32P 238 U 234 U 234Th 234 Pa Loại bức xạ              Năng lượng (MeV) 5,48 0,060 1,173; 1,332 0,662 2,27 0,67 0,080; 0,284; 0,364;0,637 140,5 1,711 4,18 4,763 0,193; 0,103 0,5 Thời gian bán rã 458 năm 5,27 năm 30 năm 28 năm 10,6 năm 8 ngày ... - tailieumienphi.vn