Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân

1
BÀI 1: KHẢO SÁT ĐẶC TRƯNG CỦA PHỔ KẾ HẠT NHÂN

I MỤC ĐÍCH : Làm quen với phổ kế hạt nhân khảo sát các thông số hoạt động
của phổ kế (từ 800 – 1000V) cao thế, độ khuếch đại, thời gian đo, ngưỡng, cửa sổ,
phân cực…
II. THIẾT BỊ:
- Phổ kế một kênh
- Phổ nguồn
60
Co

III. THỰC HÀNH.
- Cao thế 1000V , K = 40
- T = 12s thời gian phân huỹ 1/1/2000Cường độ ban đầu 1Bp, thuộc
máy phân tích biên độ một kênh RFT 20026.

D
Tiền
KĐ
Pre amp
KĐ
amp
AD
C
Bộ chỉ
thò
H
V

ɣ
Thời gian t


Cửa sổ ∆
U
Ngưỡng
dưới(U, V)
On – off
(power)
ĐKHV
KĐ
On -
off
(HV)
Đèn chỉ thò tín
hiệu phân cực
Start
Stop
Nuul
Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân

2
 Đo phổ thô. K
1
= 13 db.
HV
750
850
800

900
950
1000
N
822
1527
1074
2456
3527
4466

Đồ thò phổ tích phân thô.K
2
= 7

HV
750
850
800
900
950
1000
N
422
723
887
1110
1512
2093


HV = 850

K
7
10
13
16
19
22
N
907
1137
1651
2481
3625
4975


HV = 950.

K
7
10
13
16
19
22
N
1506
2358

3394
4797
6918
9021

IV. NHẬN XÉT .
Khi cố đònh hệ số khuếch đại K và thay đổi cao thế với giá trò tăng dần, ta thấy
cao thế càng cao thì số đếm N thu được càng lớn. Tuy nhiên nếu cao thế quá lớn
khi đó số đếm thu được không tốt hơn bao nhiêu, nhưng dễ gây ra hỏng hóc thiết
bò hơn là đặt ra cao thế thấp. Vì vậy cao thế thích hợp được chọn từ 750 - 1000V.
và ta cũng thấy khi cố đònh cao thế và tăng dần hệ số khuếch đại K, số đếm cũng
tăng tương ứng với hệ số khuếch đại khi ta thay đổi. Điều đó chứng tỏ rằng số
đếm N phụ thuộc vào cao thế và hệ số khuếch đại K. cũng từ kết quả trên, khi đo
với thời gian càng dài một cách đònh tính ta thấy rằng sự ảnh hưởng của cao thế và
hệ số khuếch đại vào việc đếm thu được tốt hơn.






Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân

3
BÀI 2: KHẢO SÁT PHỔ TÍCH PHÂN.
I. MỤC ĐÍCH
Khảo sát phổ tích phân của phổ kế một kênh.
II. THIẾT BỊ
- Phổ kế một kênh
Phổ nguồn

60
Co
.
III. THỰC HÀNH.
- Cao thế 1000V
- K = 40
- T = 12s thời gian phân huỹ 1/1/2000
- Cường độ ban đầu 1Bp, thuộc máy phân tích biên độ một kênh RFT
20026.

- Đo phổ tích phân thô.
U (v)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
N
17818
12920
8258
6052
4754
3506
2027

859
121
0


ĐỒ THỊ PHỔ THÔ

0
5000
10000
15000
20000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
N
U(v)
Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân

4
Đo phổ thô trung bình.

U(v)
N
U(v)
N
0
18097
5
3659
0.5
15993

5.5
2901
1
12933
6
2281
1.5
10184
6.5
1599
2
8272
7
970
2.5
7008
7.5
460
3
5996
8
156
3.5
5636
8.5
18
4
4938
9
4

4.5
4065
9.5
0


ĐỒ THỊ PHỔ TRUNG BÌNH








0
5000
10000
15000
20000
0 2 4 6 8 10
Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân

5

Đo phổ tích phân tinh.

U (v)
N
U(v)

N
U (v)
N
U (v)
N
0
18026
2.6
6811
5.2
3504
7.8
286
0.1
17756
2.7
6760
5.3
3333
7.9
225
0.2
17450
2.8
6652
5.4
3161
8.0
186
0.3

16800
2.9
6367
5.5
3093
8.1
123
0.4
16380
3.0
6350
5.6
2890
8.2
110
0.5
16310
3.1
5967
5.7
2680
8.3
73
0.6
15537
3.2
5772
5.8
2521
8.4

57
0.7
14950
3.3
5752
5.9
2397
8.5
17
0.8
14392
3.4
5650
6.0
2280
8.6
11
0.9
13853
3.5
5557
6.1
2052
8.7
10
1.0
13097
3.6
5428
6.2

2000
8.8
5
1.1
12519
3.7
5259
6.3
1834
8.9
5
1.2
12083
3.8
5241
6.4
1720
9.0
5
1.3
11554
3.9
5010
6.5
1715
9.1
3
1.4
10798
4.0

4935
6.6
1493
9.2
4
1.5
10285
4.1
4811
6.7
1377
9.3
6
1.6
9671
4.2
4671
6.8
1197
9.4
3
1.7
9368
4.3
4475
6.9
1104
9.5
7
1.8

9061
4.4
4454
7.0
971
9.6
4
1.9
8656
4.5
4390
7.1
879
9.7
4
2.0
8303
4.6
4050
7.2
765
9.8
0
2.1
8061
4.7
4009
7.3
626
9.9

0
2.2
7601
4.8
3820
7.4
575
10.
0
2.3
7555
4.9
3820
7.5
469


2.4
7274
5.0
3599
7.6
454


2.5
7229
5.1
3509
7.7

337


Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân

6

ĐỒ THỊ PHỔ TINH
0
5000
10000
15000
20000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
CH
N


IV.NHẬN XÉT
Phổ tích phân dùng chế độ DIS cho cửa sổ, có nghóa cửa sổ chỉ mở ngưỡng
dưới, ngưỡng trên thoải mái. Hệ số 1 kênh khi được đặt ở chế độ tích phân chỉ thu
được các tín hiệu của tia Gamma và năng lượng tương ứng với độ lớn điện thế của
xung điện tử trên một ngưỡng thế đặt trứơc nào đó. Điều đó có nghóa là 1 tia
Gamma mang năng lượng lớn hơn năng lượng đặt trước tương ứng với điện thế
ngưỡng thì đều được nghi nhận bởi hệ đếm. Như vậy đối với chế độ tích phân thì
năng lượng của tia Gamma chỉ được ràng buộc ở ngưỡng dưới. Qua việc khảo sát
phổ thô, phổ trung bình, phổ tinh ta thấy khi tăng theo ngưỡng lên dần thì ta thấy
số đếm giảm dần theo chiều ngược lại vì: Cửa sổ chỉ ghi nhận những bức xạ có
năng lượng lớn hơn giá trò giới hạn của ngưỡng, còn những bức xạ có năng lượng
nhỏ hơn giá trò giới hạn của ngưỡng sẽ không được ghi nhận.







Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân

7
BÀI 3. KHẢO SÁT PHỔ VI PHÂN.
I. MỤC ĐÍCH:
khảo sát phổ vi phân của phổ kế một kênh, khảo sát trên cả phổ đa kênh.

Phổ vi phân


II. THIẾT BỊ
- Phổ kế một kênh
- Phổ nguồn
60
Co
.
III. THỰC HÀNH. Cao thế 1000V
- K = 40
- T = 12s thời gian phân hủy 1/1/2000
- Cường độ ban đầu 1Bp, thuộc máy phân tích biên độ một kênh RFT
20026.
Đo phổ tích phân dạng thô.

U(v)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
N
5523
6304
3040
1731
1493
1745
1836
1298
284
3




Không có cửa sổ

Có cửa sổ
0
2000

4000
6000
8000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
N
U(v)
Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân

8
Phổ trung bình.

U(v)
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
N
1705
3317
3079
2498
1658
1105
851

749
686
687

U(v)
5.5
6
6.5
7
7.5
8
8.5
9
9.5
10
N
751
849
880
821
720
490
227
12
4
1

ĐỒ THỊ PHỔ TRUNG BÌNH
0
500

1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
CH
N

Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân

9
Phổ tích phân tinh.


U (v)
N
U(v)
N
U (v)
N
U (v)
N
0

2.6
88
5.2
42

7.8
19
0.1
73
2.7
91
5.3
29
7.9
19
0.2
113
2.8
64
5.4
27
8.0
16
0.3
95
2.9
71
5.5
42
8.1
10
0.4
101
3.0
55

5.6
39
8.2
12
0.5
129
3.1
56
5.7
45
8.3
9
0.6
143
3.2
43
5.8
32
8.4
10
0.7
167
3.3
44
5.9
44
8.5
5
0.8
187

3.4
55
6.0
35
8.6
2
0.9
179
3.5
40
6.1
16
8.7
0
1.0
194
3.6
44
6.2
27
8.8
0
1.1
192
3.7
30
6.3
41
8.9
0

1.2
217
3.8
35
6.4
41
9.0
0
1.3
215
3.9
45
6.5
42
9.1

1.4
207
4.0
35
6.6
21
9.2

1.5
200
4.1
35
6.7
28

9.3

1.6
220
4.2
44
6.8
38
9.4

1.7
191
4.3
38
6.9
41
9.5

1.8
191
4.4
40
7.0
38
9.6

1.9
164
4.5
28

7.1
41
9.7

2.0
177
4.6
31
7.2
27
9.8

2.1
171
4.7
35
7.3
40
9.9

2.2
128
4.8
37
7.4
28
10.

2.3
144

4.9
34
7.5
22


2.4
90
5.0
44
7.6
30


2.5
108
5.1
36
7.7
25


Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân

10









IV.NHẬN XÉT
Đối với phổ vi phân, việc chia ra càng nhiều kênh càng làm chính xác bộ
số liệu vì khi đó diện tích đỉnh phổ được tính xem như bằng tổng của rất
nhiều đỉnh, và dẫn đến số đếm thống kê tăng. Có nghóa là sai số thống kê
giảm, ở vùng năng lượng rất thấp, thềm phông tăng rất cao do nhiễm điện
tử, ở vùng năng lượng trung bình vẫn tồn tại phông cao do hiệu ứng bức xạ
ngược và các đỉnh Compton, đặt biệt trong phổ tồn tại một đỉnh Compton rất
lớn ứng với các đỉnh phát Gamma của Co
60
. trong phổ vi phân tồn tại các
phổ Gamma ứng với năng lượng của nó và hoạt độ của tia Gamma này ngày
càng lớn thì đónh phổ sẽ càng cao. Như vậy, dựa vào phổ vi phân ta có thể
ĐỒ THI PHỔ TINH
0
50
100
150
200
250
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
CH
N
Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân

11
đònh lượng một cách chính xác phân phát Gamma trong đối tượng đo. Khi
khảo sát phổ ở dạng thô, trung bình và tinh ta thấy khi cửa sổ thay đổi (tăng

dần), dẫn đến số đếm cũng thay đổi theo. Từ bảng số liệu khảo sát ta thấy
số đếm N thay đổi không theo quy luật nhất đònh nào mà nó biến thiên lúc
tăng, lúc giảm. Việc tăng, giảm của số liệu đếm là do giới hạn của cửa sổ
gây ra, cửa sổ sẽ ghi những bức xạ trong cửa sổ, còn những bức xạ nằm
ngoài sẽ không được ghi nhận.










BÀI 4: PHỔ PHÔNG

I.MỤC ĐÍCH
-Dùng phổ vi phân để khảo sát phổ phông.
II.THIẾT BỊ
-Phổ kế một kênh
-Phổ nguồn
60
Co
.
III.THỰC HÀNH.
-Cao thế 1000V
-K = 40
-T = 12s thời gian phân huỹ 1/1/2000
-Cường độ ban đầu 1Bp, thuộc máy phân tích biên độ một kênh RFT

20026.
Đo phổ tích phân dạng thô.

U(v)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
N
748
122
36
11
8
3
4
4
2
1

Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân

12



Phổ trung bình.

U(v)
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
N
635
133
87
34
22
17
14
7
5
3

U(v)
5.5
6
6.5

7
7.5
8
8.5
9
9.5
10
N
3
0
2
2
1
2
1
2
0
0

ĐỒ THỊ VI PHÂN THÔ
0
200
400
600
800
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
CH
N
Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân


13

Đồ thò phổ trung bình
0
100
200
300
400
500
600
700
0 2 4 6 8 10 12
CH
N
Bản báo cáo thực hành vật lý hạt nhân

14
Phổ tích phân tinh.

U (v)
N
U(v)
N
U (v)
N
U (v)
N
0

2.6

0
5.2
0
7.8
0
0.1
13
2.7
2
5.3
2
7.9
0
0.2
58
2.8
1
5.4
0
8.0
0
0.3
5
2.9
0
5.5
0
8.1
0
0.4

4
3.0
1
5.6
0
8.2
0
0.5
6
3.1
1
5.7
0
8.3
0
0.6
8
3.2
3
5.8
0
8.4
0
0.7
12
3.3
0
5.9
0
8.5

0
0.8
9
3.4
0
6.0
0
8.6
0
0.9
2
3.5
1
6.1
0
8.7
0
1.0
1
3.6
2
6.2
0
8.8
0
1.1
11
3.7
1
6.3

0
8.9
0
1.2
5
3.8
0
6.4
0
9.0
0
1.3
9
3.9
0
6.5
0
9.1
0
1.4
5
4.0
0
6.6
0
9.2
0
1.5
7
4.1

0
6.7
0
9.3
0
1.6
3
4.2
1
6.8
0
9.4
0
1.7
6
4.3
0
6.9
0
9.5
0
1.8
2
4.4
0
7.0
1
9.6
0
1.9

4
4.5
0
7.1
0
9.7
0
2.0
2
4.6
0
7.2
0
9.8
0
2.1
2
4.7
0
7.3
0
9.9
0
2.2
4
4.8
0
7.4
0
10.

0
2.3
0
4.9
0
7.5
0


2.4
0
5.0
0
7.6
0


2.5
1
5.1
0
7.7
0