Luận văn thạc sĩ nghiên cứu thiết kế chế tạo Đầu dò bức xạ hạt nhân bằng khí có kích thước trung bình

Tóm tắt nội dung luận văn Luận văn này trình bảy các kết quả của việc thực hiện đề tài “Vghiên cứu, thiết kế và chế tạo đầu dò búc xạ hạt nhân bằng khí có kích thước trung Đã nghiên cứ

BO GIAO DUC VA DAO TAO

TRUONG DAI IOC BACII KIIOA TA NOI

HOANG MINH VAN

NGHIÊN CỨU, THIẾT KÉ, CITE TAO

Lời cam đoan

Tôi xin cam doan rằng những vấn dễ dược trình bảy trong luận văn này

hoàn toàn là kết quả nghiên cứu và thực nghiệm của tôi trong quả trình thực

hiện để tải luận vin tốt nghiệp mà tôi được g1ao

'tôi xin chịu trách nhiệm trước pháp luật về những vẫn để được trình

bay trong luận văn nảy,

Hoàng Minh Văn

Tóm tắt nội dung luận văn

Luận văn này trình bảy các kết quả của việc thực hiện đề tài “Vghiên

cứu, thiết kế và chế tạo đầu dò búc xạ hạt nhân bằng khí có kích thước trung

Đã nghiên cứu tổng quan lý thuyết về đầu dỏ bức xạ hạt nhân bằng khí

và cơ sử lý thuyết phương pháp chế lạo đầu dò

Đã thiết kế và chế tạo được một đầu đò bức xạ hạt nhân bằng khi cỏ kích thước trung bình Đây lả phiên bản dầu dỏ khí hình trụ đầu tiên tự chế tạo hoàn toàn bằng các vật liều hiện có tại Việt Nam

Đã khảo sát, thử nghiệm một số đặc trưng cúa đầu do nay trong dai ap

suất khí tử 1,25atm đến 3.50atm, ở 3 ty lệ khí (Ar — CO;) khác nhau lả

Ar/CO, xp xi bang 96:4; 93,6:6,4; 92:8, vA trong dai chênh lệch điện

thể giữa andt va katốt của đầu dỏ tử 100V đến xắp xỉ 800V

Các kết quả đạt được từ việc thực hiện để tải nảy có thể là những đữ

liệu và kinh nghiệm bước đầu để phát triển và hoàn thiện loại đầu đò bức xạ

hạt nhân bằng khí hính trụ ở Việt Nam.

q-4

Trong đỏ : ø - mật độ vật chất của chất hập thụ (g/em?); A - số Avôgadrô; z- số thử tự nguyên tô của nguyên tử chát háp thụ; vả <1 - số khói của chất hấp thụ

Công thức (1-2) cho thấy: 7hứ nhất độ mất năng lượng riêng do iôn hóa tỷ

lệ với bình phương điện tích của hạt, với mật độ electron của chất hập thụ và 7⁄4” Dong thời, (1-4) cho thấy độ mất năng lượng riêng của bức xa tỷ lệ thuận với mật

độ chất hấp thụ Nếu chiều dày chat hap thu được biểu diễn theo chiêu dày khối,

px, (co thir nguyén g/cm?) thì tổn hao năng lượng trên một đơn vị độ dài khỏi

dE/d(px) gan như không đổi đổi với mọi chất

- dE/dx

Khoảng cách từ nguỗn

Hình 1-1 Sự phụ thuộc của độ iôn hoá riêng vào quỹ đạo của hạt ø [8]

Thứ hai, đồ mật năng lượng riêng phụ thuộc mạnh vào tốc độ của hạt tới Khi

tốc độ chuyên động của hạt giảm thi dé mắt năng lượng riêng tăng lên Suy ra số cặp iôn sinh ra trên một đơn vị chiều dài quãng đường chuyển động của hạt tăng

lên Điều đỏ đồng nghĩa với độ tôn hoá riêng tăng lên Đường cong mô tả sự phụ

thuộc của độ iôn hỏa riêng vảo đường đi của hạt ôn hoá trong chất hắp thụ được

gọi là đường cong Bragg Hình 1- 1 minh họa đường cong Bragg đối với hạt œ cỏ

năng lượng ban dau cỡ một vai MeV [8]

Mé dau

Đầu dò bức xạ hạt nhân làm bằng khi là một loại cảm biển kinh diễn, cỏ thể

sử dựng được cả trong nghiên cửu cơ bán và nghiên cửu ứng đựng các tương tac hat

nhân, Cho đến nay loại đầu đò này vẫn là một công cụ hữu hiệu để nghiên cứu các

phân ứng hạt nhân, dặc biệt là những phân ửng xảy ra kẻm theo sự giải phỏng bạt xũng có điện tích, thí dụ nhụ các phân ứng loại (n, p), (n, xp), Gs, @), (n, x9), (y, p),

É, xp), (, đ) (%, xe), (n, 8, (ny xf) Trong rất nhiều trường hợp ứng dụng, đầu dò

khí thuộc loại đâu đỏ bức xạ hạt nhân có thể hơạt động ở những điều kiện khắc

nghiệt mà các loại đầu dò khóc không thẻ chịu đựng được |1] Vì vậy, việc nghiên

cửu cải tiễn và chế tạo đầu dò khi với những tình năng, mới và với chất lượng cao hơn vẫn luôn hiên được các nhà vật lý quan tâm

THên tại ở Việt Nam mới chỉ chế tạo được một số đâu dò bức xạ bằng chất bán dan dé ghi nhan bite xa Roentgen va Gamma, cén các loại dầu dé bức xa hat nhân khác vẫn phải nhập của nước ngoài, rất đắt Trong khi đỏ biện nay ở nước ta

có hơn 2000 nguồn đồng vị phóng xa và khoảng 2000 — 3000 nguồn phat tia X (bite

xạ Roentgen) dang hoạt động nên cần có nhiều dâu do dé do dạc bức xạ Do do, việc thiết kế, chế tạo đầu đỏ bức xạ hạt nhân đang lá yêu cầu cần được quan tâm và đầu tư thích đáng ở nước †a Hơn nữa, theo để án số 17 trong kế hoạch tổng thế thục hiện chiến lược ứng đụng năng lượng nguyên tử vì mục dich hoa bình đến năm

3020 ở nước ta đã được chính phủ phê đuyệt ngày 23 tháng 7 năm 2007 thì việc chế

tao một số thiết bị đo đạc hạt nhân là một trong các vân đẻ quan trọng của để án

THiện tại, hai chiée dan đò khí đầu tiên của Việt Nam (ĐDKI và ĐDK2) đã được chế tạo tại Bộ môn Kỹ thuật Hạt nhân và Vật lý Môi trường thuộc Viên Vật lý

Kỹ thuật, Irường Dai hoc Bach Khoa [a N6i, Lai dau dé khi do Việt Nam tự chế tạo lân đầu tiên này đã được thử nghiệm thành công lrong việc ghí phổ năng lượng, của bức xạ alpha đo nguồn đồng vị phéng x@ phat ra va ghi notron thông qua phán

ứng (na) Cáo kết quả đáng khích lệ thủ được tử việc nghiên cứu và khảo sát hai

đầu đỏ này đã giúp Bộ môn tích luỹ kinh nghiệm vũ mở ra những hướng đi mới

Mé dau

Đầu dò bức xạ hạt nhân làm bằng khi là một loại cảm biển kinh diễn, cỏ thể

sử dựng được cả trong nghiên cửu cơ bán và nghiên cửu ứng đựng các tương tac hat

nhân, Cho đến nay loại đầu đò này vẫn là một công cụ hữu hiệu để nghiên cứu các

phân ứng hạt nhân, dặc biệt là những phân ửng xảy ra kẻm theo sự giải phỏng bạt xũng có điện tích, thí dụ nhụ các phân ứng loại (n, p), (n, xp), Gs, @), (n, x9), (y, p),

É, xp), (, đ) (%, xe), (n, 8, (ny xf) Trong rất nhiều trường hợp ứng dụng, đầu dò

khí thuộc loại đâu đỏ bức xạ hạt nhân có thể hơạt động ở những điều kiện khắc

nghiệt mà các loại đầu dò khóc không thẻ chịu đựng được |1] Vì vậy, việc nghiên

cửu cải tiễn và chế tạo đầu dò khi với những tình năng, mới và với chất lượng cao hơn vẫn luôn hiên được các nhà vật lý quan tâm

THên tại ở Việt Nam mới chỉ chế tạo được một số đâu dò bức xạ bằng chất bán dan dé ghi nhan bite xa Roentgen va Gamma, cén các loại dầu dé bức xa hat nhân khác vẫn phải nhập của nước ngoài, rất đắt Trong khi đỏ biện nay ở nước ta

có hơn 2000 nguồn đồng vị phóng xa và khoảng 2000 — 3000 nguồn phat tia X (bite

xạ Roentgen) dang hoạt động nên cần có nhiều dâu do dé do dạc bức xạ Do do, việc thiết kế, chế tạo đầu đỏ bức xạ hạt nhân đang lá yêu cầu cần được quan tâm và đầu tư thích đáng ở nước †a Hơn nữa, theo để án số 17 trong kế hoạch tổng thế thục hiện chiến lược ứng đụng năng lượng nguyên tử vì mục dich hoa bình đến năm

3020 ở nước ta đã được chính phủ phê đuyệt ngày 23 tháng 7 năm 2007 thì việc chế

tao một số thiết bị đo đạc hạt nhân là một trong các vân đẻ quan trọng của để án

THiện tại, hai chiée dan đò khí đầu tiên của Việt Nam (ĐDKI và ĐDK2) đã được chế tạo tại Bộ môn Kỹ thuật Hạt nhân và Vật lý Môi trường thuộc Viên Vật lý

Kỹ thuật, Irường Dai hoc Bach Khoa [a N6i, Lai dau dé khi do Việt Nam tự chế tạo lân đầu tiên này đã được thử nghiệm thành công lrong việc ghí phổ năng lượng, của bức xạ alpha đo nguồn đồng vị phéng x@ phat ra va ghi notron thông qua phán

ứng (na) Cáo kết quả đáng khích lệ thủ được tử việc nghiên cứu và khảo sát hai

đầu đỏ này đã giúp Bộ môn tích luỹ kinh nghiệm vũ mở ra những hướng đi mới

Vậy khi chuyển động với tốc độ nhỏ, độ mắt năng lượng riêng gân như tỷ lệ

với khỏi lượng hạt tới (xem như ảnh hưởng của AZ ở dưới dâu loga yêu hơn so với

M đứng trước dâu loga) Công thức (1-5) giải thích tại sao hạt có M lớn thì lại cỏ độ

mắt năng lượng riêng lớn hơn

Khi hạt tới cỏ động năng rất lớn chuyên động trong môi trường thi xảy ra

hiện tượng các nguyên tử ở gản quĩ đạo của hạt bị phân cực Hiện tượng này làm

giảm trưởng điện từ tác dụng lên các electron ở xa quĩ đạo của hạt Hiệu ứng này tỉ

lệ với mật độ của vật chát (tức mật độ điện tử), vi vây hiệu ứng nảy gọi là hiệu ứng

mật độ Khi hạt tới cỏ đông năng nhỏ, điện tích của hạt tới có thể bị giảm dần do hạt

có thể bắt điện tử của môi trường, do đó khả năng iôn hỏa của nỏ bị giảm theo Trên thực tế, các electron có liên kết với nguyên tử nên nêu tốc độ của hạt mang điện tới

nhỏ ngang với tốc độ chuyên động quĩ đạo của eleetron trên các lớp vỏ Ấ, ⁄ thì xác suất xây ra va chạm iôn hóa nguyên tử trở nên rất nhỏ, nghĩa là độ mắt năng lượng, rién (- dE/dx) giảm xuống rất nhanh Vì thể trên đường cong Bragg (hỉnh 1- 1),

-dE/dx khong tăng lên như theo công thức (1-2) mà lại giảm xuống đột ngột ở cuối

quãng đường của hạt

Để tỉnh đến các hiệu ứng kê trên, người ta đưa thêm vào công thức (1-2) các

hệ số hiệu chỉnh ổ (liên quan tới hiệu ứng mật độ ở năng lượng cao) và L/ (liên quan

đến sự giảm khả năng iôn hỏa ở năng lượng nhỏ) Độ mắt năng lượng riêng của hạt

khi đỏ được xác định chỉnh xác hơn như sau [1 1 ]:

(1-6)

Mé dau

Đầu dò bức xạ hạt nhân làm bằng khi là một loại cảm biển kinh diễn, cỏ thể

sử dựng được cả trong nghiên cửu cơ bán và nghiên cửu ứng đựng các tương tac hat

nhân, Cho đến nay loại đầu đò này vẫn là một công cụ hữu hiệu để nghiên cứu các

phân ứng hạt nhân, dặc biệt là những phân ửng xảy ra kẻm theo sự giải phỏng bạt xũng có điện tích, thí dụ nhụ các phân ứng loại (n, p), (n, xp), Gs, @), (n, x9), (y, p),

É, xp), (, đ) (%, xe), (n, 8, (ny xf) Trong rất nhiều trường hợp ứng dụng, đầu dò

khí thuộc loại đâu đỏ bức xạ hạt nhân có thể hơạt động ở những điều kiện khắc

nghiệt mà các loại đầu dò khóc không thẻ chịu đựng được |1] Vì vậy, việc nghiên

cửu cải tiễn và chế tạo đầu dò khi với những tình năng, mới và với chất lượng cao hơn vẫn luôn hiên được các nhà vật lý quan tâm

THên tại ở Việt Nam mới chỉ chế tạo được một số đâu dò bức xạ bằng chất bán dan dé ghi nhan bite xa Roentgen va Gamma, cén các loại dầu dé bức xa hat nhân khác vẫn phải nhập của nước ngoài, rất đắt Trong khi đỏ biện nay ở nước ta

có hơn 2000 nguồn đồng vị phóng xa và khoảng 2000 — 3000 nguồn phat tia X (bite

xạ Roentgen) dang hoạt động nên cần có nhiều dâu do dé do dạc bức xạ Do do, việc thiết kế, chế tạo đầu đỏ bức xạ hạt nhân đang lá yêu cầu cần được quan tâm và đầu tư thích đáng ở nước †a Hơn nữa, theo để án số 17 trong kế hoạch tổng thế thục hiện chiến lược ứng đụng năng lượng nguyên tử vì mục dich hoa bình đến năm

3020 ở nước ta đã được chính phủ phê đuyệt ngày 23 tháng 7 năm 2007 thì việc chế

tao một số thiết bị đo đạc hạt nhân là một trong các vân đẻ quan trọng của để án

THiện tại, hai chiée dan đò khí đầu tiên của Việt Nam (ĐDKI và ĐDK2) đã được chế tạo tại Bộ môn Kỹ thuật Hạt nhân và Vật lý Môi trường thuộc Viên Vật lý

Kỹ thuật, Irường Dai hoc Bach Khoa [a N6i, Lai dau dé khi do Việt Nam tự chế tạo lân đầu tiên này đã được thử nghiệm thành công lrong việc ghí phổ năng lượng, của bức xạ alpha đo nguồn đồng vị phéng x@ phat ra va ghi notron thông qua phán

ứng (na) Cáo kết quả đáng khích lệ thủ được tử việc nghiên cứu và khảo sát hai

đầu đỏ này đã giúp Bộ môn tích luỹ kinh nghiệm vũ mở ra những hướng đi mới

Chương I

Đầu dò bức xạ hạt nhân bằng khí

1.1 Ghỉ nhận các hạt nặng có điện tích

1.1.1 Sự tổn thất năng lượng

1.1.1.1 Sự tôn thất năng lượng do iôn hoá và kích thích

các nguyên từ môi trường

Một trong những đại lượng vật lý đặc trưng cho quá trình truyền qua môi

trường của hạt mang điện là độ mất năng lượng riêng, ký hiéu: - dE/dx D6 mat

năng lượng riêng là phần năng lượng mà hạt bị mất trên một đơn vị độ dài quãng,

đường mà hạt đi qua Độ mắt năng lượng riêng do iôn hỏa có thẻ được tỉnh theo

công thức Bohr sau đây [S]

L2)

Trong đỏ : ze - điện tích của hạt nặng; e - điện tích nguyên tố; m, - khối lượng nghỉ

a-1)

ctia electron; N; - mat dé electron; v — toc d6 chuyén động hạt nặng vả 7 - thế iôn

hỏa trung bình của nguyên tử môi trường,

Có những công thức gẫn đúng chỉnh xác hơn, công thức Bethe là một trong

trong việc nghiên cửu thiết kế, chế tạo các dâu dò tiếp theo Do vậy, trong thời gian

thục hiện hiện văn tốt nghiệp, tôi được giao nhiệm vụ thực hiện đề tài

*' Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đầu dỏ bức xạ hạt nhân

bằng khi có kích thước trang bình”?

Nhiệm vụ cụ thể của để tài lä khá lớn, bao gồm toàn bộ quá trình nghiên cứu, thiết kẻ, chế tạo, lắp ráp, khảo sát khả năng ứng dụng một đầu đỏ khí phiên bản thứ

3 (ĐDK3) Toàn bộ công việc diễn ra trong một thởi gian khả hạn hẹp và điều kiện thực nghiệm khỏ khăn Thêm vào đó lả những hạn chế vẻ kinh nghiệm thục tẻ và

kiến thức chuyên môn nên những khiếm khuyết xảy ra trong quá trình thực hiện để

tài là không thể tránh khỏi Tuy nhiên, nhờ có sự chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ của cáo thầy, cô giáo và các ban déng nghiệp, tỏi đã hoản thành được các nhiệm vụ chính của mình trong quả trình thục biện để tải

Em xin bảy tỏ lòng biết ơn sâu sắc Lới PGS.TS Phing Vin Duan, người đã trực tiếp hướng, dẫn và khich lệ tình thần giúp em hoàn thánh bản luận văn nay Xin

chân thành cảm on ThS, Lương 1a Phước,Th5 Nguyén Tat Thang, ThS Lé Văn Miễn là những người đã giúp dỡ tôi trong suốt quá trình thực lập phục vụ cho việc

làm luận văn tốt nghiệp

Cudi cùng, xin cảm ơn gia đình, những người thân đã động viên, cỗ vũ tôi

trong suốt quả trình thực hiện luận văn Xin cảm ơn Trưởng Cao ding [lod chat a

tạo điều kiện thuận lợi để lôi thực hiện nhiệm vài của mình

Học viên

Hoàng Minh Văn

Mục lục

Nội dung Trang phụ bìa

Loi cam đoan

1.2 Đầu dò bức xa hạt nhân bằng khi

Chương 2 Thứ nghiệm thiết kế và chế tạo dâu dỏ khí

có kích thước trưng bình 2.1 Một sé wan dé vé thiét ké va thiét bi chin ap kre

2.2 Một sẻ yêu câu ban đâu để tính toán, thiết kế đầu đô khí

2.3 Tỉnh loán thiết kế và chế tạo dâu dò khí

Chương 3~ Một só khảo sát dầu đò khí kích thước

Vậy khi chuyển động với tốc độ nhỏ, độ mắt năng lượng riêng gân như tỷ lệ

với khỏi lượng hạt tới (xem như ảnh hưởng của AZ ở dưới dâu loga yêu hơn so với

M đứng trước dâu loga) Công thức (1-5) giải thích tại sao hạt có M lớn thì lại cỏ độ

mắt năng lượng riêng lớn hơn

Khi hạt tới cỏ động năng rất lớn chuyên động trong môi trường thi xảy ra

hiện tượng các nguyên tử ở gản quĩ đạo của hạt bị phân cực Hiện tượng này làm

giảm trưởng điện từ tác dụng lên các electron ở xa quĩ đạo của hạt Hiệu ứng này tỉ

lệ với mật độ của vật chát (tức mật độ điện tử), vi vây hiệu ứng nảy gọi là hiệu ứng

mật độ Khi hạt tới cỏ đông năng nhỏ, điện tích của hạt tới có thể bị giảm dần do hạt

có thể bắt điện tử của môi trường, do đó khả năng iôn hỏa của nỏ bị giảm theo Trên thực tế, các electron có liên kết với nguyên tử nên nêu tốc độ của hạt mang điện tới

nhỏ ngang với tốc độ chuyên động quĩ đạo của eleetron trên các lớp vỏ Ấ, ⁄ thì xác suất xây ra va chạm iôn hóa nguyên tử trở nên rất nhỏ, nghĩa là độ mắt năng lượng, rién (- dE/dx) giảm xuống rất nhanh Vì thể trên đường cong Bragg (hỉnh 1- 1),

-dE/dx khong tăng lên như theo công thức (1-2) mà lại giảm xuống đột ngột ở cuối

quãng đường của hạt

Để tỉnh đến các hiệu ứng kê trên, người ta đưa thêm vào công thức (1-2) các

hệ số hiệu chỉnh ổ (liên quan tới hiệu ứng mật độ ở năng lượng cao) và L/ (liên quan

đến sự giảm khả năng iôn hỏa ở năng lượng nhỏ) Độ mắt năng lượng riêng của hạt

khi đỏ được xác định chỉnh xác hơn như sau [1 1 ]:

(1-6)

q-4

Trong đỏ : ø - mật độ vật chất của chất hập thụ (g/em?); A - số Avôgadrô; z- số thử tự nguyên tô của nguyên tử chát háp thụ; vả <1 - số khói của chất hấp thụ

Công thức (1-2) cho thấy: 7hứ nhất độ mất năng lượng riêng do iôn hóa tỷ

lệ với bình phương điện tích của hạt, với mật độ electron của chất hập thụ và 7⁄4” Dong thời, (1-4) cho thấy độ mất năng lượng riêng của bức xa tỷ lệ thuận với mật

độ chất hấp thụ Nếu chiều dày chat hap thu được biểu diễn theo chiêu dày khối,

px, (co thir nguyén g/cm?) thì tổn hao năng lượng trên một đơn vị độ dài khỏi

dE/d(px) gan như không đổi đổi với mọi chất

- dE/dx

Khoảng cách từ nguỗn

Hình 1-1 Sự phụ thuộc của độ iôn hoá riêng vào quỹ đạo của hạt ø [8]

Thứ hai, đồ mật năng lượng riêng phụ thuộc mạnh vào tốc độ của hạt tới Khi

tốc độ chuyên động của hạt giảm thi dé mắt năng lượng riêng tăng lên Suy ra số cặp iôn sinh ra trên một đơn vị chiều dài quãng đường chuyển động của hạt tăng

lên Điều đỏ đồng nghĩa với độ tôn hoá riêng tăng lên Đường cong mô tả sự phụ

thuộc của độ iôn hỏa riêng vảo đường đi của hạt ôn hoá trong chất hắp thụ được

gọi là đường cong Bragg Hình 1- 1 minh họa đường cong Bragg đối với hạt œ cỏ

năng lượng ban dau cỡ một vai MeV [8]

Summarize

This dissertation presents some issues about the process of researching,

designing, manufacturing and testmg an average size type of the nuclear

gascous detector

Alter finished this work, we obtained some results as the following,

1, Iave researched the general theory of the nuclear gaseous detector and the methods to design and manufacture it

2 Ilave designed and manufactured a nuclear gaseous detector (that has

the average sizz) by only popular materials in Vietnam This detector is

a cylindrical nuclear gaseous detector and it has been made the first

time in Vietnam

3 Have tested some characteristics of this detector in a large range of gas

pressure (from 1.25atm to 3.5atm), in 03 different ratio of mixture gas ArtCO (were 96/4; 93.6/6.4 and 92/8) and in the range of voltage dropped between anode and cathode of detector from 100V to

approximate 800V

The attained results after doing this subject can be used as the data and

experiences for developing this type of nuclear gaseous delector in Vietnam.

trong việc nghiên cửu thiết kế, chế tạo các dâu dò tiếp theo Do vậy, trong thời gian

thục hiện hiện văn tốt nghiệp, tôi được giao nhiệm vụ thực hiện đề tài

*' Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đầu dỏ bức xạ hạt nhân

bằng khi có kích thước trang bình”?

Nhiệm vụ cụ thể của để tài lä khá lớn, bao gồm toàn bộ quá trình nghiên cứu, thiết kẻ, chế tạo, lắp ráp, khảo sát khả năng ứng dụng một đầu đỏ khí phiên bản thứ

3 (ĐDK3) Toàn bộ công việc diễn ra trong một thởi gian khả hạn hẹp và điều kiện thực nghiệm khỏ khăn Thêm vào đó lả những hạn chế vẻ kinh nghiệm thục tẻ và

kiến thức chuyên môn nên những khiếm khuyết xảy ra trong quá trình thực hiện để

tài là không thể tránh khỏi Tuy nhiên, nhờ có sự chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ của cáo thầy, cô giáo và các ban déng nghiệp, tỏi đã hoản thành được các nhiệm vụ chính của mình trong quả trình thục biện để tải

Em xin bảy tỏ lòng biết ơn sâu sắc Lới PGS.TS Phing Vin Duan, người đã trực tiếp hướng, dẫn và khich lệ tình thần giúp em hoàn thánh bản luận văn nay Xin

chân thành cảm on ThS, Lương 1a Phước,Th5 Nguyén Tat Thang, ThS Lé Văn Miễn là những người đã giúp dỡ tôi trong suốt quá trình thực lập phục vụ cho việc

làm luận văn tốt nghiệp

Cudi cùng, xin cảm ơn gia đình, những người thân đã động viên, cỗ vũ tôi

trong suốt quả trình thực hiện luận văn Xin cảm ơn Trưởng Cao ding [lod chat a

tạo điều kiện thuận lợi để lôi thực hiện nhiệm vài của mình

Học viên

Hoàng Minh Văn

q-4

Trong đỏ : ø - mật độ vật chất của chất hập thụ (g/em?); A - số Avôgadrô; z- số thử tự nguyên tô của nguyên tử chát háp thụ; vả <1 - số khói của chất hấp thụ

Công thức (1-2) cho thấy: 7hứ nhất độ mất năng lượng riêng do iôn hóa tỷ

lệ với bình phương điện tích của hạt, với mật độ electron của chất hập thụ và 7⁄4” Dong thời, (1-4) cho thấy độ mất năng lượng riêng của bức xa tỷ lệ thuận với mật

độ chất hấp thụ Nếu chiều dày chat hap thu được biểu diễn theo chiêu dày khối,

px, (co thir nguyén g/cm?) thì tổn hao năng lượng trên một đơn vị độ dài khỏi

dE/d(px) gan như không đổi đổi với mọi chất

- dE/dx

Khoảng cách từ nguỗn

Hình 1-1 Sự phụ thuộc của độ iôn hoá riêng vào quỹ đạo của hạt ø [8]

Thứ hai, đồ mật năng lượng riêng phụ thuộc mạnh vào tốc độ của hạt tới Khi

tốc độ chuyên động của hạt giảm thi dé mắt năng lượng riêng tăng lên Suy ra số cặp iôn sinh ra trên một đơn vị chiều dài quãng đường chuyển động của hạt tăng

lên Điều đỏ đồng nghĩa với độ tôn hoá riêng tăng lên Đường cong mô tả sự phụ

thuộc của độ iôn hỏa riêng vảo đường đi của hạt ôn hoá trong chất hắp thụ được

gọi là đường cong Bragg Hình 1- 1 minh họa đường cong Bragg đối với hạt œ cỏ

năng lượng ban dau cỡ một vai MeV [8]

Summarize

This dissertation presents some issues about the process of researching,

designing, manufacturing and testmg an average size type of the nuclear

gascous detector

Alter finished this work, we obtained some results as the following,

1, Iave researched the general theory of the nuclear gaseous detector and the methods to design and manufacture it

2 Ilave designed and manufactured a nuclear gaseous detector (that has

the average sizz) by only popular materials in Vietnam This detector is

a cylindrical nuclear gaseous detector and it has been made the first

time in Vietnam

3 Have tested some characteristics of this detector in a large range of gas

pressure (from 1.25atm to 3.5atm), in 03 different ratio of mixture gas ArtCO (were 96/4; 93.6/6.4 and 92/8) and in the range of voltage dropped between anode and cathode of detector from 100V to

approximate 800V

The attained results after doing this subject can be used as the data and

experiences for developing this type of nuclear gaseous delector in Vietnam.

Mé dau

Đầu dò bức xạ hạt nhân làm bằng khi là một loại cảm biển kinh diễn, cỏ thể

sử dựng được cả trong nghiên cửu cơ bán và nghiên cửu ứng đựng các tương tac hat

nhân, Cho đến nay loại đầu đò này vẫn là một công cụ hữu hiệu để nghiên cứu các

phân ứng hạt nhân, dặc biệt là những phân ửng xảy ra kẻm theo sự giải phỏng bạt xũng có điện tích, thí dụ nhụ các phân ứng loại (n, p), (n, xp), Gs, @), (n, x9), (y, p),

É, xp), (, đ) (%, xe), (n, 8, (ny xf) Trong rất nhiều trường hợp ứng dụng, đầu dò

khí thuộc loại đâu đỏ bức xạ hạt nhân có thể hơạt động ở những điều kiện khắc

nghiệt mà các loại đầu dò khóc không thẻ chịu đựng được |1] Vì vậy, việc nghiên

cửu cải tiễn và chế tạo đầu dò khi với những tình năng, mới và với chất lượng cao hơn vẫn luôn hiên được các nhà vật lý quan tâm

THên tại ở Việt Nam mới chỉ chế tạo được một số đâu dò bức xạ bằng chất bán dan dé ghi nhan bite xa Roentgen va Gamma, cén các loại dầu dé bức xa hat nhân khác vẫn phải nhập của nước ngoài, rất đắt Trong khi đỏ biện nay ở nước ta

có hơn 2000 nguồn đồng vị phóng xa và khoảng 2000 — 3000 nguồn phat tia X (bite

xạ Roentgen) dang hoạt động nên cần có nhiều dâu do dé do dạc bức xạ Do do, việc thiết kế, chế tạo đầu đỏ bức xạ hạt nhân đang lá yêu cầu cần được quan tâm và đầu tư thích đáng ở nước †a Hơn nữa, theo để án số 17 trong kế hoạch tổng thế thục hiện chiến lược ứng đụng năng lượng nguyên tử vì mục dich hoa bình đến năm

3020 ở nước ta đã được chính phủ phê đuyệt ngày 23 tháng 7 năm 2007 thì việc chế

tao một số thiết bị đo đạc hạt nhân là một trong các vân đẻ quan trọng của để án

THiện tại, hai chiée dan đò khí đầu tiên của Việt Nam (ĐDKI và ĐDK2) đã được chế tạo tại Bộ môn Kỹ thuật Hạt nhân và Vật lý Môi trường thuộc Viên Vật lý

Kỹ thuật, Irường Dai hoc Bach Khoa [a N6i, Lai dau dé khi do Việt Nam tự chế tạo lân đầu tiên này đã được thử nghiệm thành công lrong việc ghí phổ năng lượng, của bức xạ alpha đo nguồn đồng vị phéng x@ phat ra va ghi notron thông qua phán

ứng (na) Cáo kết quả đáng khích lệ thủ được tử việc nghiên cứu và khảo sát hai

đầu đỏ này đã giúp Bộ môn tích luỹ kinh nghiệm vũ mở ra những hướng đi mới

Mục lục

Nội dung Trang phụ bìa

Loi cam đoan

1.2 Đầu dò bức xa hạt nhân bằng khi

Chương 2 Thứ nghiệm thiết kế và chế tạo dâu dỏ khí

có kích thước trưng bình 2.1 Một sé wan dé vé thiét ké va thiét bi chin ap kre

2.2 Một sẻ yêu câu ban đâu để tính toán, thiết kế đầu đô khí

2.3 Tỉnh loán thiết kế và chế tạo dâu dò khí

Chương 3~ Một só khảo sát dầu đò khí kích thước

Mé dau

Đầu dò bức xạ hạt nhân làm bằng khi là một loại cảm biển kinh diễn, cỏ thể

sử dựng được cả trong nghiên cửu cơ bán và nghiên cửu ứng đựng các tương tac hat

nhân, Cho đến nay loại đầu đò này vẫn là một công cụ hữu hiệu để nghiên cứu các

phân ứng hạt nhân, dặc biệt là những phân ửng xảy ra kẻm theo sự giải phỏng bạt xũng có điện tích, thí dụ nhụ các phân ứng loại (n, p), (n, xp), Gs, @), (n, x9), (y, p),

É, xp), (, đ) (%, xe), (n, 8, (ny xf) Trong rất nhiều trường hợp ứng dụng, đầu dò

khí thuộc loại đâu đỏ bức xạ hạt nhân có thể hơạt động ở những điều kiện khắc

nghiệt mà các loại đầu dò khóc không thẻ chịu đựng được |1] Vì vậy, việc nghiên

cửu cải tiễn và chế tạo đầu dò khi với những tình năng, mới và với chất lượng cao hơn vẫn luôn hiên được các nhà vật lý quan tâm

THên tại ở Việt Nam mới chỉ chế tạo được một số đâu dò bức xạ bằng chất bán dan dé ghi nhan bite xa Roentgen va Gamma, cén các loại dầu dé bức xa hat nhân khác vẫn phải nhập của nước ngoài, rất đắt Trong khi đỏ biện nay ở nước ta

có hơn 2000 nguồn đồng vị phóng xa và khoảng 2000 — 3000 nguồn phat tia X (bite

xạ Roentgen) dang hoạt động nên cần có nhiều dâu do dé do dạc bức xạ Do do, việc thiết kế, chế tạo đầu đỏ bức xạ hạt nhân đang lá yêu cầu cần được quan tâm và đầu tư thích đáng ở nước †a Hơn nữa, theo để án số 17 trong kế hoạch tổng thế thục hiện chiến lược ứng đụng năng lượng nguyên tử vì mục dich hoa bình đến năm

3020 ở nước ta đã được chính phủ phê đuyệt ngày 23 tháng 7 năm 2007 thì việc chế

tao một số thiết bị đo đạc hạt nhân là một trong các vân đẻ quan trọng của để án

THiện tại, hai chiée dan đò khí đầu tiên của Việt Nam (ĐDKI và ĐDK2) đã được chế tạo tại Bộ môn Kỹ thuật Hạt nhân và Vật lý Môi trường thuộc Viên Vật lý

Kỹ thuật, Irường Dai hoc Bach Khoa [a N6i, Lai dau dé khi do Việt Nam tự chế tạo lân đầu tiên này đã được thử nghiệm thành công lrong việc ghí phổ năng lượng, của bức xạ alpha đo nguồn đồng vị phéng x@ phat ra va ghi notron thông qua phán

ứng (na) Cáo kết quả đáng khích lệ thủ được tử việc nghiên cứu và khảo sát hai

đầu đỏ này đã giúp Bộ môn tích luỹ kinh nghiệm vũ mở ra những hướng đi mới

q-4

Trong đỏ : ø - mật độ vật chất của chất hập thụ (g/em?); A - số Avôgadrô; z- số thử tự nguyên tô của nguyên tử chát háp thụ; vả <1 - số khói của chất hấp thụ

Công thức (1-2) cho thấy: 7hứ nhất độ mất năng lượng riêng do iôn hóa tỷ

lệ với bình phương điện tích của hạt, với mật độ electron của chất hập thụ và 7⁄4” Dong thời, (1-4) cho thấy độ mất năng lượng riêng của bức xa tỷ lệ thuận với mật

độ chất hấp thụ Nếu chiều dày chat hap thu được biểu diễn theo chiêu dày khối,

px, (co thir nguyén g/cm?) thì tổn hao năng lượng trên một đơn vị độ dài khỏi

dE/d(px) gan như không đổi đổi với mọi chất

- dE/dx

Khoảng cách từ nguỗn

Hình 1-1 Sự phụ thuộc của độ iôn hoá riêng vào quỹ đạo của hạt ø [8]

Thứ hai, đồ mật năng lượng riêng phụ thuộc mạnh vào tốc độ của hạt tới Khi

tốc độ chuyên động của hạt giảm thi dé mắt năng lượng riêng tăng lên Suy ra số cặp iôn sinh ra trên một đơn vị chiều dài quãng đường chuyển động của hạt tăng

lên Điều đỏ đồng nghĩa với độ tôn hoá riêng tăng lên Đường cong mô tả sự phụ

thuộc của độ iôn hỏa riêng vảo đường đi của hạt ôn hoá trong chất hắp thụ được

gọi là đường cong Bragg Hình 1- 1 minh họa đường cong Bragg đối với hạt œ cỏ

năng lượng ban dau cỡ một vai MeV [8]

Mục lục

Nội dung Trang phụ bìa

Loi cam đoan

1.2 Đầu dò bức xa hạt nhân bằng khi

Chương 2 Thứ nghiệm thiết kế và chế tạo dâu dỏ khí

có kích thước trưng bình 2.1 Một sé wan dé vé thiét ké va thiét bi chin ap kre

2.2 Một sẻ yêu câu ban đâu để tính toán, thiết kế đầu đô khí

2.3 Tỉnh loán thiết kế và chế tạo dâu dò khí

Chương 3~ Một só khảo sát dầu đò khí kích thước

Chương I

Đầu dò bức xạ hạt nhân bằng khí

1.1 Ghỉ nhận các hạt nặng có điện tích

1.1.1 Sự tổn thất năng lượng

1.1.1.1 Sự tôn thất năng lượng do iôn hoá và kích thích

các nguyên từ môi trường

Một trong những đại lượng vật lý đặc trưng cho quá trình truyền qua môi

trường của hạt mang điện là độ mất năng lượng riêng, ký hiéu: - dE/dx D6 mat

năng lượng riêng là phần năng lượng mà hạt bị mất trên một đơn vị độ dài quãng,

đường mà hạt đi qua Độ mắt năng lượng riêng do iôn hỏa có thẻ được tỉnh theo

công thức Bohr sau đây [S]

L2)

Trong đỏ : ze - điện tích của hạt nặng; e - điện tích nguyên tố; m, - khối lượng nghỉ

a-1)

ctia electron; N; - mat dé electron; v — toc d6 chuyén động hạt nặng vả 7 - thế iôn

hỏa trung bình của nguyên tử môi trường,

Có những công thức gẫn đúng chỉnh xác hơn, công thức Bethe là một trong

Mục lục

Nội dung Trang phụ bìa

Loi cam đoan

1.2 Đầu dò bức xa hạt nhân bằng khi

Chương 2 Thứ nghiệm thiết kế và chế tạo dâu dỏ khí

có kích thước trưng bình 2.1 Một sé wan dé vé thiét ké va thiét bi chin ap kre

2.2 Một sẻ yêu câu ban đâu để tính toán, thiết kế đầu đô khí

2.3 Tỉnh loán thiết kế và chế tạo dâu dò khí

Chương 3~ Một só khảo sát dầu đò khí kích thước

Mục lục

Nội dung Trang phụ bìa

Loi cam đoan

1.2 Đầu dò bức xa hạt nhân bằng khi

Chương 2 Thứ nghiệm thiết kế và chế tạo dâu dỏ khí

có kích thước trưng bình 2.1 Một sé wan dé vé thiét ké va thiét bi chin ap kre

2.2 Một sẻ yêu câu ban đâu để tính toán, thiết kế đầu đô khí

2.3 Tỉnh loán thiết kế và chế tạo dâu dò khí

Chương 3~ Một só khảo sát dầu đò khí kích thước

trong việc nghiên cửu thiết kế, chế tạo các dâu dò tiếp theo Do vậy, trong thời gian

thục hiện hiện văn tốt nghiệp, tôi được giao nhiệm vụ thực hiện đề tài

*' Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đầu dỏ bức xạ hạt nhân

bằng khi có kích thước trang bình”?

Nhiệm vụ cụ thể của để tài lä khá lớn, bao gồm toàn bộ quá trình nghiên cứu, thiết kẻ, chế tạo, lắp ráp, khảo sát khả năng ứng dụng một đầu đỏ khí phiên bản thứ

3 (ĐDK3) Toàn bộ công việc diễn ra trong một thởi gian khả hạn hẹp và điều kiện thực nghiệm khỏ khăn Thêm vào đó lả những hạn chế vẻ kinh nghiệm thục tẻ và

kiến thức chuyên môn nên những khiếm khuyết xảy ra trong quá trình thực hiện để

tài là không thể tránh khỏi Tuy nhiên, nhờ có sự chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ của cáo thầy, cô giáo và các ban déng nghiệp, tỏi đã hoản thành được các nhiệm vụ chính của mình trong quả trình thục biện để tải

Em xin bảy tỏ lòng biết ơn sâu sắc Lới PGS.TS Phing Vin Duan, người đã trực tiếp hướng, dẫn và khich lệ tình thần giúp em hoàn thánh bản luận văn nay Xin

chân thành cảm on ThS, Lương 1a Phước,Th5 Nguyén Tat Thang, ThS Lé Văn Miễn là những người đã giúp dỡ tôi trong suốt quá trình thực lập phục vụ cho việc

làm luận văn tốt nghiệp

Cudi cùng, xin cảm ơn gia đình, những người thân đã động viên, cỗ vũ tôi

trong suốt quả trình thực hiện luận văn Xin cảm ơn Trưởng Cao ding [lod chat a

tạo điều kiện thuận lợi để lôi thực hiện nhiệm vài của mình

Học viên

Hoàng Minh Văn

Chương I

Đầu dò bức xạ hạt nhân bằng khí

1.1 Ghỉ nhận các hạt nặng có điện tích

1.1.1 Sự tổn thất năng lượng

1.1.1.1 Sự tôn thất năng lượng do iôn hoá và kích thích

các nguyên từ môi trường

Một trong những đại lượng vật lý đặc trưng cho quá trình truyền qua môi

trường của hạt mang điện là độ mất năng lượng riêng, ký hiéu: - dE/dx D6 mat

năng lượng riêng là phần năng lượng mà hạt bị mất trên một đơn vị độ dài quãng,

đường mà hạt đi qua Độ mắt năng lượng riêng do iôn hỏa có thẻ được tỉnh theo

công thức Bohr sau đây [S]

L2)

Trong đỏ : ze - điện tích của hạt nặng; e - điện tích nguyên tố; m, - khối lượng nghỉ

a-1)

ctia electron; N; - mat dé electron; v — toc d6 chuyén động hạt nặng vả 7 - thế iôn

hỏa trung bình của nguyên tử môi trường,

Có những công thức gẫn đúng chỉnh xác hơn, công thức Bethe là một trong

q-4

Trong đỏ : ø - mật độ vật chất của chất hập thụ (g/em?); A - số Avôgadrô; z- số thử tự nguyên tô của nguyên tử chát háp thụ; vả <1 - số khói của chất hấp thụ

Công thức (1-2) cho thấy: 7hứ nhất độ mất năng lượng riêng do iôn hóa tỷ

lệ với bình phương điện tích của hạt, với mật độ electron của chất hập thụ và 7⁄4” Dong thời, (1-4) cho thấy độ mất năng lượng riêng của bức xa tỷ lệ thuận với mật

độ chất hấp thụ Nếu chiều dày chat hap thu được biểu diễn theo chiêu dày khối,

px, (co thir nguyén g/cm?) thì tổn hao năng lượng trên một đơn vị độ dài khỏi

dE/d(px) gan như không đổi đổi với mọi chất

- dE/dx

Khoảng cách từ nguỗn

Hình 1-1 Sự phụ thuộc của độ iôn hoá riêng vào quỹ đạo của hạt ø [8]

Thứ hai, đồ mật năng lượng riêng phụ thuộc mạnh vào tốc độ của hạt tới Khi

tốc độ chuyên động của hạt giảm thi dé mắt năng lượng riêng tăng lên Suy ra số cặp iôn sinh ra trên một đơn vị chiều dài quãng đường chuyển động của hạt tăng

lên Điều đỏ đồng nghĩa với độ tôn hoá riêng tăng lên Đường cong mô tả sự phụ

thuộc của độ iôn hỏa riêng vảo đường đi của hạt ôn hoá trong chất hắp thụ được

gọi là đường cong Bragg Hình 1- 1 minh họa đường cong Bragg đối với hạt œ cỏ

năng lượng ban dau cỡ một vai MeV [8]

Vậy khi chuyển động với tốc độ nhỏ, độ mắt năng lượng riêng gân như tỷ lệ

với khỏi lượng hạt tới (xem như ảnh hưởng của AZ ở dưới dâu loga yêu hơn so với

M đứng trước dâu loga) Công thức (1-5) giải thích tại sao hạt có M lớn thì lại cỏ độ

mắt năng lượng riêng lớn hơn

Khi hạt tới cỏ động năng rất lớn chuyên động trong môi trường thi xảy ra

hiện tượng các nguyên tử ở gản quĩ đạo của hạt bị phân cực Hiện tượng này làm

giảm trưởng điện từ tác dụng lên các electron ở xa quĩ đạo của hạt Hiệu ứng này tỉ

lệ với mật độ của vật chát (tức mật độ điện tử), vi vây hiệu ứng nảy gọi là hiệu ứng

mật độ Khi hạt tới cỏ đông năng nhỏ, điện tích của hạt tới có thể bị giảm dần do hạt

có thể bắt điện tử của môi trường, do đó khả năng iôn hỏa của nỏ bị giảm theo Trên thực tế, các electron có liên kết với nguyên tử nên nêu tốc độ của hạt mang điện tới

nhỏ ngang với tốc độ chuyên động quĩ đạo của eleetron trên các lớp vỏ Ấ, ⁄ thì xác suất xây ra va chạm iôn hóa nguyên tử trở nên rất nhỏ, nghĩa là độ mắt năng lượng, rién (- dE/dx) giảm xuống rất nhanh Vì thể trên đường cong Bragg (hỉnh 1- 1),

-dE/dx khong tăng lên như theo công thức (1-2) mà lại giảm xuống đột ngột ở cuối

quãng đường của hạt

Để tỉnh đến các hiệu ứng kê trên, người ta đưa thêm vào công thức (1-2) các

hệ số hiệu chỉnh ổ (liên quan tới hiệu ứng mật độ ở năng lượng cao) và L/ (liên quan

đến sự giảm khả năng iôn hỏa ở năng lượng nhỏ) Độ mắt năng lượng riêng của hạt

khi đỏ được xác định chỉnh xác hơn như sau [1 1 ]:

(1-6)

Vậy khi chuyển động với tốc độ nhỏ, độ mắt năng lượng riêng gân như tỷ lệ

với khỏi lượng hạt tới (xem như ảnh hưởng của AZ ở dưới dâu loga yêu hơn so với

M đứng trước dâu loga) Công thức (1-5) giải thích tại sao hạt có M lớn thì lại cỏ độ

mắt năng lượng riêng lớn hơn

Khi hạt tới cỏ động năng rất lớn chuyên động trong môi trường thi xảy ra

hiện tượng các nguyên tử ở gản quĩ đạo của hạt bị phân cực Hiện tượng này làm

giảm trưởng điện từ tác dụng lên các electron ở xa quĩ đạo của hạt Hiệu ứng này tỉ

lệ với mật độ của vật chát (tức mật độ điện tử), vi vây hiệu ứng nảy gọi là hiệu ứng

mật độ Khi hạt tới cỏ đông năng nhỏ, điện tích của hạt tới có thể bị giảm dần do hạt

có thể bắt điện tử của môi trường, do đó khả năng iôn hỏa của nỏ bị giảm theo Trên thực tế, các electron có liên kết với nguyên tử nên nêu tốc độ của hạt mang điện tới

nhỏ ngang với tốc độ chuyên động quĩ đạo của eleetron trên các lớp vỏ Ấ, ⁄ thì xác suất xây ra va chạm iôn hóa nguyên tử trở nên rất nhỏ, nghĩa là độ mắt năng lượng, rién (- dE/dx) giảm xuống rất nhanh Vì thể trên đường cong Bragg (hỉnh 1- 1),

-dE/dx khong tăng lên như theo công thức (1-2) mà lại giảm xuống đột ngột ở cuối

quãng đường của hạt

Để tỉnh đến các hiệu ứng kê trên, người ta đưa thêm vào công thức (1-2) các

hệ số hiệu chỉnh ổ (liên quan tới hiệu ứng mật độ ở năng lượng cao) và L/ (liên quan

đến sự giảm khả năng iôn hỏa ở năng lượng nhỏ) Độ mắt năng lượng riêng của hạt

khi đỏ được xác định chỉnh xác hơn như sau [1 1 ]:

(1-6)

Summarize

This dissertation presents some issues about the process of researching,

designing, manufacturing and testmg an average size type of the nuclear

gascous detector

Alter finished this work, we obtained some results as the following,

1, Iave researched the general theory of the nuclear gaseous detector and the methods to design and manufacture it

2 Ilave designed and manufactured a nuclear gaseous detector (that has

the average sizz) by only popular materials in Vietnam This detector is

a cylindrical nuclear gaseous detector and it has been made the first

time in Vietnam

3 Have tested some characteristics of this detector in a large range of gas

pressure (from 1.25atm to 3.5atm), in 03 different ratio of mixture gas ArtCO (were 96/4; 93.6/6.4 and 92/8) and in the range of voltage dropped between anode and cathode of detector from 100V to

approximate 800V

The attained results after doing this subject can be used as the data and

experiences for developing this type of nuclear gaseous delector in Vietnam.

Vậy khi chuyển động với tốc độ nhỏ, độ mắt năng lượng riêng gân như tỷ lệ

với khỏi lượng hạt tới (xem như ảnh hưởng của AZ ở dưới dâu loga yêu hơn so với

M đứng trước dâu loga) Công thức (1-5) giải thích tại sao hạt có M lớn thì lại cỏ độ

mắt năng lượng riêng lớn hơn

Khi hạt tới cỏ động năng rất lớn chuyên động trong môi trường thi xảy ra

hiện tượng các nguyên tử ở gản quĩ đạo của hạt bị phân cực Hiện tượng này làm

giảm trưởng điện từ tác dụng lên các electron ở xa quĩ đạo của hạt Hiệu ứng này tỉ

lệ với mật độ của vật chát (tức mật độ điện tử), vi vây hiệu ứng nảy gọi là hiệu ứng

mật độ Khi hạt tới cỏ đông năng nhỏ, điện tích của hạt tới có thể bị giảm dần do hạt

có thể bắt điện tử của môi trường, do đó khả năng iôn hỏa của nỏ bị giảm theo Trên thực tế, các electron có liên kết với nguyên tử nên nêu tốc độ của hạt mang điện tới

nhỏ ngang với tốc độ chuyên động quĩ đạo của eleetron trên các lớp vỏ Ấ, ⁄ thì xác suất xây ra va chạm iôn hóa nguyên tử trở nên rất nhỏ, nghĩa là độ mắt năng lượng, rién (- dE/dx) giảm xuống rất nhanh Vì thể trên đường cong Bragg (hỉnh 1- 1),

-dE/dx khong tăng lên như theo công thức (1-2) mà lại giảm xuống đột ngột ở cuối

quãng đường của hạt

Để tỉnh đến các hiệu ứng kê trên, người ta đưa thêm vào công thức (1-2) các

hệ số hiệu chỉnh ổ (liên quan tới hiệu ứng mật độ ở năng lượng cao) và L/ (liên quan

đến sự giảm khả năng iôn hỏa ở năng lượng nhỏ) Độ mắt năng lượng riêng của hạt

khi đỏ được xác định chỉnh xác hơn như sau [1 1 ]:

(1-6)

Mục lục

Nội dung Trang phụ bìa

Loi cam đoan

1.2 Đầu dò bức xa hạt nhân bằng khi

Chương 2 Thứ nghiệm thiết kế và chế tạo dâu dỏ khí

có kích thước trưng bình 2.1 Một sé wan dé vé thiét ké va thiét bi chin ap kre

2.2 Một sẻ yêu câu ban đâu để tính toán, thiết kế đầu đô khí

2.3 Tỉnh loán thiết kế và chế tạo dâu dò khí

Chương 3~ Một só khảo sát dầu đò khí kích thước

trong việc nghiên cửu thiết kế, chế tạo các dâu dò tiếp theo Do vậy, trong thời gian

thục hiện hiện văn tốt nghiệp, tôi được giao nhiệm vụ thực hiện đề tài

*' Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đầu dỏ bức xạ hạt nhân

bằng khi có kích thước trang bình”?

Nhiệm vụ cụ thể của để tài lä khá lớn, bao gồm toàn bộ quá trình nghiên cứu, thiết kẻ, chế tạo, lắp ráp, khảo sát khả năng ứng dụng một đầu đỏ khí phiên bản thứ

3 (ĐDK3) Toàn bộ công việc diễn ra trong một thởi gian khả hạn hẹp và điều kiện thực nghiệm khỏ khăn Thêm vào đó lả những hạn chế vẻ kinh nghiệm thục tẻ và

kiến thức chuyên môn nên những khiếm khuyết xảy ra trong quá trình thực hiện để

tài là không thể tránh khỏi Tuy nhiên, nhờ có sự chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ của cáo thầy, cô giáo và các ban déng nghiệp, tỏi đã hoản thành được các nhiệm vụ chính của mình trong quả trình thục biện để tải

Em xin bảy tỏ lòng biết ơn sâu sắc Lới PGS.TS Phing Vin Duan, người đã trực tiếp hướng, dẫn và khich lệ tình thần giúp em hoàn thánh bản luận văn nay Xin

chân thành cảm on ThS, Lương 1a Phước,Th5 Nguyén Tat Thang, ThS Lé Văn Miễn là những người đã giúp dỡ tôi trong suốt quá trình thực lập phục vụ cho việc

làm luận văn tốt nghiệp

Cudi cùng, xin cảm ơn gia đình, những người thân đã động viên, cỗ vũ tôi

trong suốt quả trình thực hiện luận văn Xin cảm ơn Trưởng Cao ding [lod chat a

tạo điều kiện thuận lợi để lôi thực hiện nhiệm vài của mình

Học viên

Hoàng Minh Văn

Mé dau

Đầu dò bức xạ hạt nhân làm bằng khi là một loại cảm biển kinh diễn, cỏ thể

sử dựng được cả trong nghiên cửu cơ bán và nghiên cửu ứng đựng các tương tac hat

nhân, Cho đến nay loại đầu đò này vẫn là một công cụ hữu hiệu để nghiên cứu các

phân ứng hạt nhân, dặc biệt là những phân ửng xảy ra kẻm theo sự giải phỏng bạt xũng có điện tích, thí dụ nhụ các phân ứng loại (n, p), (n, xp), Gs, @), (n, x9), (y, p),

É, xp), (, đ) (%, xe), (n, 8, (ny xf) Trong rất nhiều trường hợp ứng dụng, đầu dò

khí thuộc loại đâu đỏ bức xạ hạt nhân có thể hơạt động ở những điều kiện khắc

nghiệt mà các loại đầu dò khóc không thẻ chịu đựng được |1] Vì vậy, việc nghiên

cửu cải tiễn và chế tạo đầu dò khi với những tình năng, mới và với chất lượng cao hơn vẫn luôn hiên được các nhà vật lý quan tâm

THên tại ở Việt Nam mới chỉ chế tạo được một số đâu dò bức xạ bằng chất bán dan dé ghi nhan bite xa Roentgen va Gamma, cén các loại dầu dé bức xa hat nhân khác vẫn phải nhập của nước ngoài, rất đắt Trong khi đỏ biện nay ở nước ta

có hơn 2000 nguồn đồng vị phóng xa và khoảng 2000 — 3000 nguồn phat tia X (bite

xạ Roentgen) dang hoạt động nên cần có nhiều dâu do dé do dạc bức xạ Do do, việc thiết kế, chế tạo đầu đỏ bức xạ hạt nhân đang lá yêu cầu cần được quan tâm và đầu tư thích đáng ở nước †a Hơn nữa, theo để án số 17 trong kế hoạch tổng thế thục hiện chiến lược ứng đụng năng lượng nguyên tử vì mục dich hoa bình đến năm

3020 ở nước ta đã được chính phủ phê đuyệt ngày 23 tháng 7 năm 2007 thì việc chế

tao một số thiết bị đo đạc hạt nhân là một trong các vân đẻ quan trọng của để án

THiện tại, hai chiée dan đò khí đầu tiên của Việt Nam (ĐDKI và ĐDK2) đã được chế tạo tại Bộ môn Kỹ thuật Hạt nhân và Vật lý Môi trường thuộc Viên Vật lý

Kỹ thuật, Irường Dai hoc Bach Khoa [a N6i, Lai dau dé khi do Việt Nam tự chế tạo lân đầu tiên này đã được thử nghiệm thành công lrong việc ghí phổ năng lượng, của bức xạ alpha đo nguồn đồng vị phéng x@ phat ra va ghi notron thông qua phán

ứng (na) Cáo kết quả đáng khích lệ thủ được tử việc nghiên cứu và khảo sát hai

đầu đỏ này đã giúp Bộ môn tích luỹ kinh nghiệm vũ mở ra những hướng đi mới

trong việc nghiên cửu thiết kế, chế tạo các dâu dò tiếp theo Do vậy, trong thời gian

thục hiện hiện văn tốt nghiệp, tôi được giao nhiệm vụ thực hiện đề tài

*' Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đầu dỏ bức xạ hạt nhân

bằng khi có kích thước trang bình”?

Nhiệm vụ cụ thể của để tài lä khá lớn, bao gồm toàn bộ quá trình nghiên cứu, thiết kẻ, chế tạo, lắp ráp, khảo sát khả năng ứng dụng một đầu đỏ khí phiên bản thứ

3 (ĐDK3) Toàn bộ công việc diễn ra trong một thởi gian khả hạn hẹp và điều kiện thực nghiệm khỏ khăn Thêm vào đó lả những hạn chế vẻ kinh nghiệm thục tẻ và

kiến thức chuyên môn nên những khiếm khuyết xảy ra trong quá trình thực hiện để

tài là không thể tránh khỏi Tuy nhiên, nhờ có sự chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ của cáo thầy, cô giáo và các ban déng nghiệp, tỏi đã hoản thành được các nhiệm vụ chính của mình trong quả trình thục biện để tải

Em xin bảy tỏ lòng biết ơn sâu sắc Lới PGS.TS Phing Vin Duan, người đã trực tiếp hướng, dẫn và khich lệ tình thần giúp em hoàn thánh bản luận văn nay Xin

chân thành cảm on ThS, Lương 1a Phước,Th5 Nguyén Tat Thang, ThS Lé Văn Miễn là những người đã giúp dỡ tôi trong suốt quá trình thực lập phục vụ cho việc

làm luận văn tốt nghiệp

Cudi cùng, xin cảm ơn gia đình, những người thân đã động viên, cỗ vũ tôi

trong suốt quả trình thực hiện luận văn Xin cảm ơn Trưởng Cao ding [lod chat a

tạo điều kiện thuận lợi để lôi thực hiện nhiệm vài của mình

Học viên

Hoàng Minh Văn

Mé dau

Đầu dò bức xạ hạt nhân làm bằng khi là một loại cảm biển kinh diễn, cỏ thể

sử dựng được cả trong nghiên cửu cơ bán và nghiên cửu ứng đựng các tương tac hat

nhân, Cho đến nay loại đầu đò này vẫn là một công cụ hữu hiệu để nghiên cứu các

phân ứng hạt nhân, dặc biệt là những phân ửng xảy ra kẻm theo sự giải phỏng bạt xũng có điện tích, thí dụ nhụ các phân ứng loại (n, p), (n, xp), Gs, @), (n, x9), (y, p),

É, xp), (, đ) (%, xe), (n, 8, (ny xf) Trong rất nhiều trường hợp ứng dụng, đầu dò

khí thuộc loại đâu đỏ bức xạ hạt nhân có thể hơạt động ở những điều kiện khắc

nghiệt mà các loại đầu dò khóc không thẻ chịu đựng được |1] Vì vậy, việc nghiên

cửu cải tiễn và chế tạo đầu dò khi với những tình năng, mới và với chất lượng cao hơn vẫn luôn hiên được các nhà vật lý quan tâm

THên tại ở Việt Nam mới chỉ chế tạo được một số đâu dò bức xạ bằng chất bán dan dé ghi nhan bite xa Roentgen va Gamma, cén các loại dầu dé bức xa hat nhân khác vẫn phải nhập của nước ngoài, rất đắt Trong khi đỏ biện nay ở nước ta

có hơn 2000 nguồn đồng vị phóng xa và khoảng 2000 — 3000 nguồn phat tia X (bite

xạ Roentgen) dang hoạt động nên cần có nhiều dâu do dé do dạc bức xạ Do do, việc thiết kế, chế tạo đầu đỏ bức xạ hạt nhân đang lá yêu cầu cần được quan tâm và đầu tư thích đáng ở nước †a Hơn nữa, theo để án số 17 trong kế hoạch tổng thế thục hiện chiến lược ứng đụng năng lượng nguyên tử vì mục dich hoa bình đến năm

3020 ở nước ta đã được chính phủ phê đuyệt ngày 23 tháng 7 năm 2007 thì việc chế

tao một số thiết bị đo đạc hạt nhân là một trong các vân đẻ quan trọng của để án

THiện tại, hai chiée dan đò khí đầu tiên của Việt Nam (ĐDKI và ĐDK2) đã được chế tạo tại Bộ môn Kỹ thuật Hạt nhân và Vật lý Môi trường thuộc Viên Vật lý

Kỹ thuật, Irường Dai hoc Bach Khoa [a N6i, Lai dau dé khi do Việt Nam tự chế tạo lân đầu tiên này đã được thử nghiệm thành công lrong việc ghí phổ năng lượng, của bức xạ alpha đo nguồn đồng vị phéng x@ phat ra va ghi notron thông qua phán

ứng (na) Cáo kết quả đáng khích lệ thủ được tử việc nghiên cứu và khảo sát hai

đầu đỏ này đã giúp Bộ môn tích luỹ kinh nghiệm vũ mở ra những hướng đi mới