BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

Lầu Minh Phúc

XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ Ra-226
TRONG CÁC MẪU ĐỊA CHẤT
BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRỰC TIẾP

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

Thành phố Hồ Chí Minh – 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

Lầu Minh Phúc

XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ Ra-226
TRONG CÁC MẪU ĐỊA CHẤT
BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRỰC TIẾP
Chuyên ngành: Vật lí nguyên tử
Mã số: 60 44 01 06

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. TRẦN THIỆN THANH

Thành phố Hồ Chí Minh – 2016

LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là Lầu Minh Phúc, học viên cao học khóa 25 (2014-2016), chuyên
ngành Vật lí nguyên tử.
Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ ‘‘XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ Ra226 TRONG CÁC MẪU ĐỊA CHẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRỰC TIẾP’’là
công trình nghiên cứu của riêng tôi, số liệu nghiên cứu thu được từ thực nghiệm,
không sao chép, trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin
trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố.

Học viên

Lầu Minh Phúc


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình hoàn thành luận văn học viên đã nhận được nhiều sự quan tâm và giúp
đỡ tận tình, quý báu. Học viên xin bày tỏ lòng trân trọng cảm ơn đến:
 TS. Trần Thiện Thanh, Thầy đã tận tình hướng dẫn và hỗ trợ trong suốt thời
gian học viên thực hiện luận văn.
 Phòng Kỹ thuật hạt nhân - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM
đã cho phép sử dụng hệ phổ kế gamma phông thấp HPGe GC3520 trong quá
trình thực hiện luận văn.
 Quý Thầy/Cô đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức trong suốt quá trình học tập ở
bậc cao học tại Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh.
 Các bạn khóa 22 và khóa 24 cũng như các em học chung lớp khóa 25 đã nhiệt
tình giúp đỡ về tài liệu, cách xử lý số liệu, đo đạc thực nghiệm.
 Quý Thầy/Cô và các anh chị Phòng Sau Đại học Trường Đại học Sư phạm
TP. Hồ Chí Minh đã tạo nhiều điều kiện thuận lợi, giúp đỡ học viên trong

quá trình hoàn thiện luận văn.
 Quý Thầy/Cô trong hội đồng khoa học đã dành thời gian đọc và cho ý kiến
đánh giá để luận văn được đầy đủ và hoàn thiện hơn.
 Gia đình và bạn bè luôn động viên trong quá trình học viên học tập và thực hiện
luận văn.
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2016
Học viên
Lầu Minh Phúc


MỤC LỤC
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục hình vẽ
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................................... 1
Chương 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ............................................................................................. 4
1.1.Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước ............................................................ 4
1.1.1. Ngoài nước ................................................................................................................... 4
1.1.2. Trong nước ................................................................................................................... 5
1.2. Phóng xạ môi trường ......................................................................................................... 6
1.2.1. Phóng xạ nguyên thủy................................................................................................. 6
1.2.2. Các tia vũ trụ ................................................................................................................ 8
1.2.3. Phóng xạ nhân tạo ....................................................................................................... 9
1.3. Radium (Ra) và sức khỏe con người ............................................................................. 11
1.4. Quy luật phân rã phóng xạ .............................................................................................. 11
1.4.1. Định luật phân rã phóng xạ đơn............................................................................... 12
1.4.2. Định luật phân rã phóng xạ chuỗi............................................................................ 12

1.4.3. Cân bằng phóng xạ .................................................................................................... 15
1.5. Tương tác của tia gamma với vật chất........................................................................... 16
1.5.1. Hiệu ứng quang điện ................................................................................................. 16
1.5.2. Tán xạ Compton ........................................................................................................ 17


1.5.3. Hiệu ứng tạo cặp electron - positron ....................................................................... 19
1.6. Nhận xét chương 1 ........................................................................................................... 20
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................... 21
2.1. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 21
2.2. Hệ phổ kế gamma sử dụng đầu dò HPGe ..................................................................... 21
2.3. Phương pháp xác định hoạt độ Ra-226 trong mẫu môi trường .................................. 24
2.3.1. Phương pháp gián tiếp .............................................................................................. 24
2.3.2. Phương pháp trực tiếp ............................................................................................... 24
2.3.3. Công thức xác định hoạt độ...................................................................................... 24
2.4. Xác định hệ số hiệu chỉnh ............................................................................................... 26
2.5. Nhận xét chương 2 ........................................................................................................... 27
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................................ 28
3.1. Chuẩn bị mẫu .................................................................................................................... 28
3.1.1. Hình học mẫu ............................................................................................................. 28
3.1.2. Mẫu chuẩn .................................................................................................................. 28
3.1.3. Mẫu phân tích ............................................................................................................ 29
3.2. Phổ phông, phổ mẫu chuẩn và phổ mẫu phân tích....................................................... 31
3.2.1. Phổ phông ................................................................................................................... 31
3.2.2. Phổ mẫu chuẩn ........................................................................................................... 32
3.2.3. Phổ mẫu phân tích ..................................................................................................... 32
3.3. Kết quả và thảo luận ........................................................................................................ 34
3.3.1. Xây dựng phương trình đường cong hiệu suất ghi nhận của đầu dò HPGe
.


GC3520........................................................................................................................ 34


3.3.2. Xác định hoạt độ của Ra-226 trong 9 mẫu phân tích bằng phương pháp
.

trực tiếp và phương pháp gián tiếp.......................................................................... 37

3.3.3. Đánh giá kết quả hoạt độ của Ra-226 ..................................................................... 39
3.4. Nhận xét chương 3 ........................................................................................................... 41
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................................. 42
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ .................................................................... 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................................... 44
PHỤ LỤC .................................................................................................................................... 46


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
IAEA

Tiếng Anh

Tiếng Việt

International Atomic Energy

Cơ quan năng lượng nguyên tử

Agency


Quốc tế

MCNP

Monte Carlo N Particles

FWHM

Full Width at Half Maximum

ADC

Analog to Digital Converter

MCA

Multichannel Analyzer

HPGe

High – Purity Germanium

MDA

Minium Detectable Activity

Chương trình mô phỏng
MCNP
Bề rộng một nửa chiều cao
đỉnh phổ

Bộ chuyển đổi tương tự thành
số
Máy phân tích đa kênh
Đầu dò Germanium siêu tinh
khiết
Giới hạn phát hiện hoạt độ


DANH MỤC CÁC BẢNG
STT

Bảng

Nội dung

1

1.1

Các đồng vị phóng xạ với số nguyên tử thấp

8

2

1.2

Một số hạt nhân phóng xạ nhân tạo chính

10


3

3.1

4

3.2

5

3.3

Thời gian đo, khối lượng của mẫu chuẩn và các mẫu phân
tích
Các đỉnh năng lượng trong chuỗi U-238, chuỗi Th-232 và
K-40
Giá trị năng lượng và hiệu suất của mẫu chuẩn RGU-1

Trang

29

30
35

Hiệu suất của các đỉnh năng lượng được nội suy từ đường
6

3.4


làm khớp

36

Hoạt độ phóng xạ Ra-226 được xác định bằng phương pháp
7

3.5

trực tiếp và phương pháp gián tiếp đối với mẫu M5

38

8

3.6

Phân tích hoạt độ của U-238 của 9 mẫu phân tích

40


DANH MỤC HÌNH VẼ
STT

Hình

Nội dung


1

1.1

Chuỗi phân rã của U-238

6

2

1.2

Chuỗi phân rã của U-235

7

3

1.3

Chuỗi phân rã của Th-232

7

4

1.4

Hiện tượng quang điện


16

5

1.5

Tán xạ Compton

18

6

1.6

Hiệu ứng tạo cặp

19

7

2.1

Buồng chì che chắn 747

22

8

2.2


Giao diện chương trình Genie 2000

23

9

2.3

Giao diện chương trình Colegram

23

10

3.1

Hộp đựng mẫu

28

11

3.2

Phổ phông đo trong 86400 giây

31

12


3.3

Phổ mẫu chuẩn RGU-1 đo trong 86400 giây

32

13

3.4

Phổ phông và mẫu M1 đo trong thời gian 244800 giây

33

14

3.5

Phổ phông và mẫu M7 đo trong thời gian 86400 giây

33

15

3.6

So sánh hoạt độ phóng xạ của Ra-226 bằng hai phương
pháp gián tiếp và trực tiếp

Trang


40


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....



data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not

read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not

read....

data error !!! can't not
read....