Thạc Sĩ XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHUYỂN DỜI GAMMA NỐI TẦNG CỦA 57Fe TỪ PHẢN ỨNG 56Fe(n, 2γ)57Fe

XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHUYỂN DỜI GAMMA NỐI TẦNG CỦA [SUP]57[/SUP]Fe TỪ PHẢN ỨNG [SUP]56[/SUP]Fe(n, 2γ)[SUP]57[/SUP]Fe
MỞ ĐẦU

Nghiên cứu các trạng thái kích thích của hạt nhân cho ta một nguồn tài liệu lớn về đặc tính chuyển động và tương tác của các nucleon trong hạt nhân. Nếu chỉ giới hạn nghiên cứu trạng thái cơ bản của hạt nhân thì sự hiểu biết của chúng ta về hạt nhân sẽ rất hạn chế. Số liệu về các trạng thái kích thích hạt nhân có ý nghĩa trong việc nghiên cứu tiết diện phản ứng, trong phân tích kích hoạt nơtron, trong thiết kế lò phản ứng Tuy nhiên vấn đề xác định các mức kích thích, qua đó xác định mật độ mức trở nên phức tạp đối với các phương pháp đo truyền thống bằng một detector cũng như tính toán lý thuyết trong vùng năng lượng compound (vùng có năng lượng từ 2MeV đến năng lượng liên kết của nơtron trong hạt nhân, Bn) vì trong vùng compound có mật độ mức rất lớn, hơn nữa các quá trình tạo cặp và tán xạ compton làm phức tạp phổ gamma thu được.
Để khắc phục khó khăn trên trong nghiên cứu cấu trúc hạt nhân, chúng tôi sử dụng phương pháp cộng biên độ các xung trùng phùng (Summation Amplitudes of Coincidence Pulses - SACP). Hệ SACP lưu trữ số liệu theo các cặp code trùng phùng của các cặp lượng tử gamma nối tầng. Với kiểu lưu trữ dữ liệu này, hệ SACP có ưu điểm là giảm phông compton rất lớn - khoảng từ 50-100 lần đối với phổ của từng detector và loại bỏ hầu như hoàn toàn trong phổ vi phân, tỷ số đỉnh trên phông cao hơn hẳn so với các loại phổ kế truyền thống khác [6, 7]. Do đó ta có thể dễ dàng xác định được các mức năng lượng, thậm chí với các dịch chuyển yếu nếu số liệu đủ thống kê.
Cho tới nay phương pháp SACP vẫn là phương pháp nghiên cứu cấu trúc hạt nhân thực nghiệm đưa lại nhiều thông tin nhất về cấu trúc hạt nhân. Hệ SACP đã được nhiều nước trên thế giới phát triển trong đó có Việt Nam, cụ thể là tại Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt. Nhóm nghiên cứu đã tiến hành thu thập số liệu của một số đồng vị như: 35Cl, 181Ta, 152Sm, 238U , 28Al, 22Na, 48Ti Nhóm cũng đang tiến hành thu thập số liệu với các đồng vị khác.
Trong khuôn khổ luận văn này, chúng tôi muốn trình bày về nguyên tắc hoạt động của hệ SACP, sử dụng SACP để thu số liệu chuyển dời gamma nối tầng của 57Fe từ phản ứng 56Fe(n, 2γ)57Fe, xây dựng phổ tổng, phổ vi phân qua đó xây dựng sơ đồ chuyển dời và tính toán cường độ chuyển dời nối tầng của 57Fe.
Kết quả thu được của luận văn có thể đóng góp một phần nhỏ vào bộ số liệu hạt nhân, góp phần làm cho cấu trúc của hạt nhân nghiên cứu được đầy đủ hơn.

MỤC LỤC

Mục lục
Danh mục các hình vẽ 3
Danh mục các bảng 4
Danh mục viết tắt .4
Mở đầu .5
Mục đích, ý nghĩa và tính khoa học của luận văn 6
Mục tiêu cụ thể của luận văn .7
Chương 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CHUYỂN DỜI GAMMA NỐI TẦNG 8
1.1. Chuyển dời gamma nối tầng 8
1.2. Lịch sử phát triển SACP trên thế giới và trong nước 9
1.2.1. Lịch sử phát triển SACP trên thế giới .9
1.2.2. Lịch sử phát triển SACP trong nước .12
1.3. Ưu nhược điểm của phương pháp SACP .13
1.3.1. Ưu điểm của SACP .13
1.3.2. Nhược điểm của phương pháp SACP .15
1.4. Hệ đo thực nghiệm nghiên cứu chuyển dời gamma nối tầng tại Viện NCHN Đà Lạt .15
1.4.1. Sơ đồ cấu tạo .15
1.4.2. Nguyên tắc hoạt động 17
1.4.3. Thời gian chết của hệ phổ kế .18
1.4.4. Nguyên tắc ghi và xử lý số liệu .19
1.4.5. Các kết quả thu được từ phương pháp .22
Chương 2. NGHIÊN CỨU CHUYỂN DỜI GAMMA NỐI TẦNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP CỘNG BIÊN ĐỘ CÁC XUNG TRÙNG PHÙNG .24
2.1. Nguyên tắc hoạt động của khối trùng phùng nhanh và khối TAC của hệ đo cộng biên độ các xung trùng phùng .24
2.1.1. Sử dụng khối trùng phùng nhanh 24
2.1.2. Sử dụng TAC .25
2.2. Chuẩn hiệu suất ghi, tính toán cường độ chuyển dời tương đối từ phổ vi phân .26
2.2.1. Hiệu chỉnh sự thay đổi các thông số của hệ đo .26
2.2.2. Chuẩn hiệu suất ghi .27
2.2.2.1. Hiệu suất ghi của cả hệ .27
2.2.2.2. Chuẩn hiệu suất detector .27
2.2.2.3. Đường cong hiệu suất .29
2.2.3. Tính cường độ tương đối .32
2.2.3.1. Lý thuyết tính cường độ chuyển dời tương đối 32
2.2.3.2. Sơ đồ tính toán cường độ chuyển dời tương đối . 40
Chương 3. THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CHUYỂN DỜI GAMMA NỐI TẦNG CỦA 57Fe TỪ PHẢN ỨNG 56Fe(n,2γ)57Fe 42
3.1. Thu thập và xử lý số liệu chuyển dời gamma nối tầng của 57Fe 42
3.1.1. Hệ thống che chắn dẫn dòng giảm phông .42
3.1.2. Hệ phổ kế, bia mẫu 44
3.2. Số liệu chuyển dời gamma nối tầng của 57Fe .45
3.2.1. Phổ tổng và phổ vi phân 45
3.2.1.1. Phổ tổng của 57Fe 44
3.2.1.2. Một số phổ vi phân của 57Fe .46
3.2.2. Cường độ chuyển dời gamma nối tầng của 57Fe .48
3.2.2.1. Bảng cường độ chuyển dời gamma nối tầng 57Fe .48
3.2.2.2. Bảng tổng hợp cường độ chuyển dời gamma nối tầng 57Fe .49
3.2.2.3. Phân bố cường độ chuyển dời gamma nối tầng của 57Fe 50
3.2.3. Sơ đồ chuyển dời năng lượng của 57Fe 51
KẾT LUẬN 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO 54