ỨNG DỤNG MỘT SỐ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN GÂY BỞI CHÙM HẠT TÍCH ĐIỆN TRÊN MÁY GIA TỐC TĨNH ĐIỆN TRONG PHÂN TÍCH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- Nguyễn Thế Nghĩa NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MỘT SỐ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN GÂY BỞI CHÙM HẠT TÍCH ĐIỆN TRÊN MÁY GIA TỐC TĨNH ĐIỆN TRONG PHÂ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Nguyễn Thế Nghĩa

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MỘT SỐ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN GÂY BỞI CHÙM HẠT TÍCH ĐIỆN TRÊN MÁY GIA TỐC TĨNH ĐIỆN TRONG PHÂN TÍCH

Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử và hạt nhân

Mã số: 62 44 05 01

(DỰ THẢO) TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ NGUYÊN TỬ VÀ HẠT NHÂN

Hà Nội - 2015

Công trình được hoàn thành tại:

Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học:

Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Quốc gia Việt Nam

- Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội

CHƯƠNG I TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SỬ

DỤNG CHÙM ION TRÊN MÁY GIA TỐC TĨNH ĐIỆN

1.1 Giới thiệu chung

Phương pháp phân tích sử dụng chùm ion (Ion Beam Analysis - IBA) là dựa vào sự tương tác của các hạt nặng mang điện (chùm ion) với vật chất của mẫu cần phân tích Khi một mẫu được bắn phá với một chùm ion năng lượng trong phạm vi một vài MeV, chúng tương tác với nguyên tử và hạt nhân bằng các quá trình tương tác khác nhau để dẫn đến sự phát xạ ra tia X, các hạt tích điện, neutron và tia gamma Phát hiện các sự kiện phát ra như vậy để có được thông tin về các thành phần và hàm lượng nguyên tố của mẫu cần phân tích và chiều sâu cũng như phân bố của các nguyên tố trong mẫu phân tích Để có kết quả này người ta thường sử dụng một chùm ion (beam) tới đơn năng, hoặc một chùm microbeam quét trên một diện tích nào đó của mẫu

IBA là một thuật ngữ chung có liên quan đến một số kỹ thuật như phân tích phổ tán xạ ngược Rutherford (Rutherford Backscattering Spectrometry-RBS), phân tích phản ứng hạt nhân (Nuclear Reaction Analysis-NRA) và phân tích phát xạ tia X gây bởi hạt tích điện (Particle Induced X-ray Emission-PIXE) Chúng có thể được sử dụng đơn lẻ hoặc kết hợp các phương pháp phân tích IBA khác nhau để có được thêm thông tin về bia đang được nghiên cứu Ngoài

ra chúng có thể được sử dụng với cả một chùm đơn năng lượng, chiếu cố định

IBA kết hợp ưu điểm là không phá hủy và định lượng Chúng có thể được

áp dụng cho các vấn đề phân tích thành phần nguyên tố và thông tin phân bố của các nguyên tố theo chiều sâu tính từ bề mặt mẫu cần phân tích

1.2 Phương pháp phân tích sử dụng chùm ion

1.2.1 Phương pháp PIXE

Khi một electron từ một lớp bên trong của vỏ điện tử của một nguyên tử được loại bỏ để lại một chỗ trống, một electron từ lớp vỏ bên ngoài của nguyên

tử ấy sẽ lấp đầy chỗ trống này và giải phóng một lượng tử năng lượng, phát xạ

ra bên ngoài cùng lúc, tương đương với chênh lệch năng lượng giữa hai lớp vỏ Lượng tử năng lượng này, được gọi là tia X, là đặc trưng của các nguyên tử và

có thể được sử dụng để xác định nguyên tử đó Các điện tử ở bên trong có thể được loại bỏ bằng cách va chạm của một hạt tích điện năng lượng cỡ MeV, tạo

ra tia X đặc trưng được gọi là phát xạ tia X gây bởi hạt tích điện (Particle Induced X-ray Emission -PIXE) và lần đầu tiên được phát hiện bởi Johansson et

al năm 1970 Như đã đề cập ở trên, việc tạo ra các tia X đặc trưng là do các electron di chuyển từ một lớp vỏ điện tử cao hơn xuống lớp vỏ thấp hơn Đặc điểm của tia X được xác định tương ứng với lớp vỏ điện tử (K, L, M, ) đang được lấp đầy với các electron từ lớp vỏ bên ngoài và được chỉ số bởi (α, β, γ) trong mối quan hệ với lớp vỏ bên ngoài

PIXE xác định các nguyên tố bởi sự phát xạ tia X đặc trưng của nó và nó

có thể được sử dụng để phân tích định lượng bằng cách đo số lượng phát ra tia

X ở một góc khối nào đó Công thức cơ bản được sử dụng trong phân tích định lượng PIXE cho mẫu mỏng là một công thức đơn giản được cho bởi phương trình (1.1) [9]:



nI

N  p (1.1) trong đó:

N: Tổng số xung đếm được trong đỉnh phổ năng lượng của tia X được tạo ra bởi

các tương tác tia X với detector trong mỗi đơn vị thời gian

n: Tổng số nguyên tử của nguyên tố đang được nghiên cứu trên một đơn vị diện

tích mẫu

I: Tổng số hạt mang điện trong chùm beam chiếu trong mỗi đơn vị thời gian;

σ p : Tiết diện vi phân phát xạ tia X; Ω: Góc khối tương ứng với detector; T: Hệ

số truyền qua của tia X qua bộ lọc giữa mẫu và detector; ε: Hiệu suất của

detector tại đỉnh phổ năng lượng của tia X

Đối với bia dày thì các phân tích phức tạp hơn do sự thay đổi năng lượng của các hạt trong khi chúng thâm nhập vào các mẫu và do đó làm thay đổi tiết diện phát xạ tia X, và nó là một hàm của năng lượng hạt tới Hơn nữa, tia X được được tạo ra ở độ sâu có khả năng được hấp thụ trong mẫu hơn là được phát hiện bởi detector tia X Hai yếu tố này phải được đưa vào trong các tính toán khi

phân tích PIXE với các bia dày (TT-PIXE) [10] bằng cách xác định các nguyên

tố có hàm lượng lớn nhất trong mẫu (xác định ma trận mẫu - matrix elements) PIXE có ưu điểm rất lớn [12] vì nó là phân tích đa nguyên tố, độ nhạy cao,

độ phân giải đạt cỡ ppm, có khả năng phân tích các mẫu có khối lượng rất nhỏ, định lượng mà không cần mẫu chuẩn, nhanh chóng, không phá hủy và kinh tế

Nó đã được sử dụng và áp dụng trong nhiều ứng dụng của phân tích nguyên tố trong các lĩnh vực như y học, sinh học, địa chất, khoa học vật liệu, ô nhiễm môi trường và khảo cổ học

1.3 Phân tích tán xạ ngược Rutherford (RBS)

Năm 1908 Ernest Rutherford, cùng với Geiger và Marsden lần đầu tiên nghiên cứu tán xạ hạt alpha Tên Rutherford Backscattering (RBS) bắt nguồn từ tên của ông ấy RBS được dựa trên sự tán xạ đàn hồi của các ion năng lượng cao của chùm ion (beam) với các hạt nhân trong mẫu bằng tương tác hoàn toàn Coulomb Những hạt tán xạ ngược có thể được phát hiện bằng cách sử dụng một detector hàng rào mặt silicon RBS là phương pháp phân tích chùm ion được sử dụng rộng rãi đối với các phép phân tích lớp bề mặt của vật liệu Trong

đó mẫu được chiếu bằng các ion có năng lượng cỡ MeV (0.5 - 4MeV), và năng lượng của các ion bị tán xạ ngược được ghi nhận với các detector nhạy năng lượng, điển hình như detector bán dẫn hàng rào mặt RBS cho phép xác định thành phần của vật chất và sự phân bố các nguyên tố theo độ sâu bề mặt mẫu RBS phân tích định lượng và không phá hủy mẫu, độ chính xác chiều sâu tốt (nm) và rất nhạy với các nguyên tố nặng Độ sâu phân tích vào khoảng 2µm đối với ion helium và 20µm đối với proton chiếu lên mẫu Các góc tán xạ tốt nhất là 150o-180o Hạn chế của RBS là độ nhạy thấp với các nguyên tố nhẹ và thường phải có sự kết hợp với các phương pháp phân tích hạt nhân cơ bản khác 1.4 Phân tích phản ứng hạt nhân (NRA)

Khi một hạt tương tác với hạt nhân nguyên tử trong mẫu do năng lượng của

nó đủ để vượt qua hàng rào Coulomb (hoặc do hiệu ứng đường hầm), hoặc một tương tác đàn hồi (nhưng không phải là tán xạ Rutherford) hay một sự tương tác không đàn hồi xảy ra Khi một ion trải qua một phản ứng không đàn hồi với các hạt nhân bia và diễn ra sự sắp xếp lại các thành phần nucleon, dẫn đến tạo ra các hạt nhân sản phẩm khác nhau và các hạt bức xạ Những hạt bức xạ này có thể là hạt tích điện, neutron và tia gamma Thu nhận và phân tích các hạt phát ra này cung cấp thông tin định tính và định lượng cực kỳ quan trọng về bia, đây chính là kỹ thuật phân tích phản ứng hạt nhân (NRA) [17] NRA được sử dụng cho phân tích các nguyên tố nhẹ (mà thường không thể phân tích được với các

kỹ thuật ở phần trên), như vậy NRA là một sự bổ sung cho các kỹ thuật trên Khi một phản ứng hạt nhân xảy ra, một năng lượng Q (MeV) bằng chênh lệch giữa khối lượng còn lại của các hạt ban đầu và các sản phẩm được phát ra Nó được gọi là giá trị Q của phản ứng Nếu M1, M2, M3 và M4 là khối lượng (theo

nghĩa MeV/c2) của các hạt tới, hạt nhân bia, hạt phát ra và hạt nhân còn lại sau phản ứng tương ứng, do đó năng lượng giải phóng từ phản ứng được cho bởi phương trình:

2 4 3 2

Q    (MeV) (1.17) trong đó c là vận tốc ánh sáng Giá trị Q có thể là dương (một phản ứng tỏa nhiệt), âm (một phản ứng thu nhiệt) hoặc bằng không trong trường hợp của hợp hoàn toàn tán xạ đàn hồi, đây là một trường hợp đặc biệt của một phản ứng hạt nhân Khi Q là dương, các phản ứng hạt nhân có thể xảy ra ở bất kỳ năng lượng của các hạt tới (với xác suất giảm nhiều khi chưa cao hơn hàng rào Coulomb) Khi Q là âm, phản ứng không xảy ra trừ khi các hạt tới đạt hoặc vượt quá mức tối thiểu của năng lượng cần thiết, được gọi là động năng ngưỡng

CHƯƠNG II MÁY GIA TỐC TĨNH ĐIỆN 5SDH-2 PELLETRON VÀ

CÁC HỆ DETECTOR TRÊN MÁY GIA TỐC 2.1 Máy gia tốc tĩnh điện 5SDH-2 Pelletron

Máy gia tốc 5SDH-2 Pelletron là loại máy gia tốc tĩnh điện kép (tandem), được sản xuất tại hãng National Electrostatics Corporation - USA Đây là máy gia tốc tĩnh điện hiện đại, lần đầu tiên lắp đặt tại Việt Nam (Trường Đại học Khoa học

Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội) cuối năm 2010, hình ảnh tổng thể được cho trong Hình 2.1 Máy có điện áp giá tốc cực đại là 1.7 MV, nên có thể gia tốc ion đơn điện tích lên đến 3,4 MeV, ion điện tích kép lên đến 5.1 MeV và ion bội ba lên đến 6,8 MeV [19]

Hình 2.1 Hình ảnh tổng thể của máy gia tốc 5SDH-2 Pelletron

2.1.1 Nguồn ion

Máy gia tốc 5SDH-2 Pelletron có hai nguồn tạo ion với cơ chế khác nhau

a) Nguồn ion RF (RF-Charge Exchange Ion Source) [19]

Hình 2.2 Sơ đồ cấu tạo của nguồn ion RF

Nguồn ion trao đổi điện tích RF (radio frequency), gọi tắt là nguồn ion RF, Hình 2.2, được dùng để tạo ra ion H và He cho các hệ phân tích Khí He (hoặc H) được phun vào bình thạch anh qua một van định lượng để duy trì áp suất cỡ 10÷15 μTorr Máy tạo dao động cao tần RF (100MHz) sẽ tạo ra trạng thái plasma ở trong ống thạch anh Hiệu điện thế một chiều được áp dọc theo chiều dài của plasma và gia tốc các ion dương để chúng đi qua lỗ nhỏ bằng vật liệu thích hợp, sau đó đi qua buồng trao đổi điện tích chứa hơi Rb Ở đây, các ion

He (hoặc H) trạng thái tích điện dương được trung hòa bởi Rb Một số nguyên

tử He (hoặc H) sẽ trải qua hai lần trao đổi điện tích về trạng thái điện tích âm

b) Nguồn SNICS (Source of Negative Ions by Cesium Sputtering)[19]

Nguồn ion âm phún xạ cathode bởi Cesium, gọi tắt là nguồn SNICS, cho phép tạo ra các ion từ Hydrogen (H) đến Bismuth (Bi) để gia tốc, Hình 2.3 Hơi

Cs đi vào thể tích kín giữa cathode lạnh và bề mặt nóng của điện cực ion hóa Một số Cs ngưng tụ trên bề mặt cathode, một số ion hóa trên bề mặt nóng của điện cực ion hóa tạo thành Cs+ Các ion Cs+ được gia tốc tới cathode với vận tốc lớn và gây phún xạ cathode (ion hóa cathode) Các ion từ vật liệu của cathode

bị ion hóa, các ion này đi qua lớp Cs ngưng tụ trung hòa ngay trước bề mặt cathode Tùy theo vật liệu mà khi phún xạ sẽ tạo ra ion âm, ion dương hoặc

Hình 2.3 Sơ đồ cấu tạo của nguồn ion SNICS

trung hòa Các hạt này sẽ bắt thêm các electron khi chúng đi qua lớp Cs ngưng

tụ trung hòa (do tính dễ cho electron của nguyên tố kiềm Cs) và tạo thành ion

âm Các ion âm này sẽ được Extractor (điện cực tách hút ion) hút ra để đưa tới các bộ phận hội tụ, gia tốc tiếp theo

2.1.2 Buồng gia tốc chính

Hình 2.4 Hình ảnh bên trong của buồng gia tốc

Buồng gia tốc 5SDH-2 Pelletron là loại buồng gia tốc tĩnh điện 1.7 triệu Volt, có khả năng gia tốc nhiều loại ion khác nhau trong một khoảng năng lượng rộng và sự điều chỉnh năng lượng gia tốc gần như liên tục Hình ảnh, cấu tạo và nguyên tắc tạo cao thế được cho trong Hình 2.4 và Hình 2.5 Các ion gia tốc phục vụ cho các hệ phân tích bằng tán xạ ngược Rutherford (RBS), PIXE, NRA, cho cấy ghép ion và các thí nghiệm vật lý hạt nhân khác nhau

Hình 2.5 Cấu tạo và hoạt động của bộ tạo cao thế bên trong

Buồng gia tốc chính bao gồm: Vỏ hình trụ tích điện cao thế, các điện cực,

puli (pulley), dây xích vận chuyển điện tích, các điện cực cảm ứng, hệ thống truyền dẫn khí SF6, hệ chân không, ống gia tốc, hệ thống bóc tách electron

(stripping system), hệ thống nạp điện, vôn kế phát, các cột điện trở phân thế Khi chùm ion âm được tạo ra, chúng sẽ đi vào vùng năng lượng thấp của máy gia tốc, các ion âm bị hút bởi điện áp dương lớn ở trung tâm máy, nơi có điện thế cao nhất, do đó chúng được gia tốc Đây là gia tốc lần thứ nhất Khi đến điểm trung tâm của buồng gia tốc, các ion âm đi qua một thiết bị gọi là “bộ bóc tách electron” và trở thành ion dương Bộ bóc tách này là một buồng chứa khí Ni-tơ ở áp suất thấp (10-7 torr), khi đó các ion âm va chạm với các nguyên tử khí Ni-tơ nên sẽ mất đi một hoặc nhiều electron để trở thành ion dương 1, dương 2 hoặc dương 3 Do lớp khí Ni-tơ rất loãng, đồng thời động năng ban đầu của các ion lại rất lớn so với năng lượng của công thoát electron, do đó sự

va đập này không bị làm mất nhiều năng lượng của các ion, và quĩ đạo của chúng cũng gần như không thay đổi

Cuối cùng các ion dương này đi vào tầng gia tốc thứ hai của buồng gia tốc, lúc này cao thế dương ở phần trung tâm đóng vai trò lực đẩy và do đó các ion này được gia tốc thêm một lần nữa Năng lượng thu được trong giai đoạn này phụ thuộc vào trạng thái điện tích của ion

Vỏ tích điện cuối cao thế

Hệ thống tạo điện áp cao của máy gia tốc 5SDH-2

Dây xích tích điện: hạt kim loại, khớp cách điện nylon

Dòng tích điện

Trong buồng gia tốc có ống gia tốc tạo ra môi trường chân không cao ở bên trong và cách ly với bên ngoài, để cho các ion được gia tốc ở bên trong Điện trường chạy dọc theo ống, từ nơi có điện thế cao nhất ở giữa đến nơi có điện thế thấp nhất (nối đất) ở đầu ống Ống gia tốc được ghép từ các phần khác nhau, mỗi phần được làm từ các miếng thép không gỉ hình đĩa có lỗ thủng ở giữa (nơi beam đi qua), xen kẽ nhau với các vành gốm cách điện, được liên kết chặt với nhau bằng một công đoạn đặc biệt Mỗi phần của ống gia tốc có thể chịu được điện thế cao và có thể duy trì chân không trong ống ở mức dưới 5x10-8 Torr Ngoài ra, còn có các chi tiết hình đĩa có lỗ ở giữa làm bằng thép không rỉ được gắn trên ống gia tốc, cách nhau một khoảng là 12,7mm, còn được gọi là “spark gaps” Trên các “spark gaps” này là các điện trở 555MΩ được dùng để tuyến tính hóa sự phân bố điện thế giữa thế đỉnh ở giữa và thế nối đất

và tạo ra điện trường chạy dọc theo ống để gia tốc các ion Điện trở có giá trị sao cho dòng đi qua nó (column current) là 45 µA khi thế đỉnh gần đạt mức tối

đa (1.7 MV) Đĩa cuối được dùng để đo dòng này Các “gap” tạo ra đường sức điện trường có cấu trúc vừa để gia tốc ion, vừa để hội tụ các ion vào tâm, tránh cho các ion không đập vào thành ống gây thất thoát ion

2.1.5 Các kênh ra của beam

a) Kênh cấy ghép ion (II-Ion Implanation)

Kênh này chủ yếu dùng cho nghiên cứu khoa học vật liệu, vật lý chất rắn, nghiên cứu chất bán dẫn và các nghiên cứu liên quan đến cấy ghép ion

b) Kênh phân tích ion (IBA-Ion Beam Analysis)

Kênh này dùng để phân tích hàm lượng, thành phân nguyên tố có trong mẫu phân tích, phân bố thành phần nguyên tố theo độ sâu Nguyên tắc hoạt động của kênh phân tích ion: Sử dụng chùm ion năng lượng cao để phân tích thành phần, hàm lượng các nguyên tố trong mẫu cần phân tích Đây là kĩ thuật nhanh, không phá hủy mẫu và có độ chính xác cao, ppm hoặc ppb

- Phân tích tán xạ đàn hồi (Elastic Recoil Detection Analysis - ERDA): Có khả năng phân tích H, He dựa vào các sản phẩm giật lùi của tán xạ đàn hồi của chùm tia trên bề mặt mẫu

- Phân tích PIXE (Particle Induced X-ray Emission analysis): Phân tích hàm lượng các nguyên tố trong mẫu khi dùng chùm proton để kích thích phát tia X đặc trưng (Tổng quan về phân tích IBA đã trình bày trong Chương I)

CHƯƠNG III PHẢN ỨNG HẠT NHÂN TRÊN MÁY GIA TỐC 3.1 Một số phản ứng hạt nhân gây bởi proton trên máy gia tốc tĩnh điện Proton có thể gây ra các phản ứng sau: (p,α), (p,n), (p,p), (p,γ) và (p,d), trong đó p là chùm hạt proton tới, chính là tác nhân gây ra phản ứng, còn α, n,

p, γ, d là các hạt được phát ra sau phản ứng, ngoài hạt nhân bia Bảng 3.1 là tổng hợp một số phản ứng hạt nhân gây bởi proton

Bảng 3.1 Phản ứng hạt nhân gây bởi proton

Phản ứng gây bởi Proton

(MeV)

(MeV) 6Li(p,a)3He 4.02 18O(p,ag)15N 3.98

3.1.2 Các phản ứng hạt nhân cộng hưởng gây bởi proton

Trong số các phản ứng hạt nhân gây bởi proton, người ta đặc biệt quan tâm đến các phản ứng hạt nhân cộng hưởng mạnh (hay còn gọi là cộng hưởng hẹp) Các phản ứng này được nghiên cứu rất nhiều và kỹ bởi rất nhiều các nhóm tác giả khác nhau trên thế giới Để nghiên cứu được các phản ứng cộng hưởng mạnh gây bởi proton, thì không thể không có máy gia tốc tĩnh điện, vì chỉ có máy gia tốc tĩnh điện mới cho ra chùm hạt proton liên tục, định hướng cao, đơn năng, và năng lượng của chùm proton lại có thể thay đổi liên tục để scan tìm các đỉnh phản ứng cộng hưởng Một số phản ứng hạt nhân cộng hưởng gây bởi proton với các nguyên tố nhẹ được cho bởi Bảng 3.3

Phản ứng Năng lượng cộng

hưởng

Độ rộng cộng hưởng

27Al(p,γ)28Si 632.23 keV 6.7 eV 23Na(p,γ)24Mg 676.7 keV <70 eV

3.3.1 Cơ sở lựa chọn phản ứng hạt nhân 27Al(p,γ)28Si

Đối với máy gia tốc tĩnh điện thì một vấn đề quan trọng cần phải biết chính xác là năng lượng của hạt được gia tốc và độ tòe năng lượng của nó Thông thường, thông tin về năng lượng của chùm hạt được xác định qua các đại lượng trung gian liên quan đến các tham số của máy gia tốc Tuy nhiên, giá trị năng lượng tính bằng phương pháp này cho độ chính xác không cao, đặc biệt cho các nghiên cứu đòi hỏi cần phải biết năng lượng của chùm hạt với độ chính xác cao Khi nghiên cứu phản ứng hạt nhân, năng lượng của chùm hạt tới đập vào bia sẽ quyết định toàn bộ động học của phản ứng hạt nhân Nếu năng lượng của chùm hạt tới không được biết với độ chính xác cao thì sai số của các đại lượng vật lý sẽ rất lớn Vì vậy, việc xác định chính xác năng lượng của chùm hạt sau khi ra khỏi buồng gia tốc đóng vai trò vô cùng quan trọng và là điều kiện tiên quyết của nhiều thí nghiệm Chuẩn năng lượng cho máy gia tốc là việc xây dựng sự phụ thuộc của năng lượng chùm hạt được gia tốc vào hiệu điện thế trong buồng gia tốc dùng để gia tốc chùm hạt Thông thường có thể

mô tả sự phụ thuộc này bằng một đa thức Số điểm thực nghiệm dùng để xây dựng đa thức này càng nhiều thì độ chính xác của đường chuẩn năng lượng càng cao

3.3.3 Chuẩn bị thí nghiệm

Bia sử dụng trong thí nghiệm là một lá nhôm mỏng có bề dày 2 µm

Lá nhôm này được GS Kobono từ Đại học Tokyo tặng để giúp cho việc

chuẩn năng lượng máy gia tốc Bia được gắn vào một đầu của thanh giữ mẫu mà tại đó đã gắn trước một lá đồng có bề dày là 0.1 mm để làm đế Lá nhôm có độ tinh khiết rất cao (99.99% nhôm) Theo kết quả tính toán bằng

Hình 3.7 Giá đỡ bố trí thí nghiệm phần mềm SRIM 2013, quãng chạy của proton có năng lượng 2 MeV trong nhôm là 47.5093 µm còn năng lượng mà nó bị mất khi đi qua lá nhôm có

bề dày 2 µm là 0.0598 MeV Như vậy, với bề dày 2 µm, có thể xem lá nhôm là đủ mỏng để tiến hành thí nghiệm và việc sử dụng lá nhôm mỏng làm bia sẽ cho phép quan sát các cộng hưởng chính xác Lá đồng được gắn ngay sau lá nhôm nhằm mục đích chặn toàn bộ chùm proton để bảo vệ detector không bị phá hủy khi chùm proton bắn vào detector, Hình 3.7 và Hình 3.8 là hình ảnh của sự gắn mẫu đo Cả lá đồng và lá nhôm đều được đặt vuông góc với hướng của chùm proton đi từ máy gia tốc, Hình 3.9 Bia được đặt trong buồng tán xạ có chân không ở mức xấp xỉ 10-6 Torr

Hình 3.8 Sau khi hoàn thành gắn lá nhôm trên giá đỡ