Luận án Mật độ mức và hàm lực thực nghiệm của các hạt nhân Ti49, V52, Ni59

Bây giờ ta xét hai mức còn lại của dịch chuyển bậc 1 trực tiếp từ Bn là mức 2893,66 keV và mức 4140,69 keV. Mức 2893,66 keV và mức 4140,69 keV dịch chuyển bậc 1 trực tiếp từ Bn và là dịch chuyển E1 nên spin và độ chẵn lẻ khả dĩ là 1/2- và 3/2-. Ở các mức này có dịch chuyển hỗn hợp M1 và E2 và là dịch chuyển trực tiếp về các mức có spin và độ chẵn lẻ 1/2- (các mức trung gian là 339,10 keV, 465,61 keV và 877,62 keV, 1118,38 keV), như vậy mức 2893,66 keV và mức 4140,69 keV chỉ có thể là 3/2-.

pdf147 trang | Chia sẻ: tueminh09 | Ngày: 24/01/2022 | Lượt xem: 73 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Mật độ mức và hàm lực thực nghiệm của các hạt nhân Ti49, V52, Ni59, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
mức cơ bản theo phản ứng 58Ni(n, 2)59Ni [53]. Mức trên (keV) Thời gian sống trung bình của mức (s) Độ rộng mức (eV) Năng lượng chuyển dời E (keV) Hàm lực tính theo đơn vị Weisskopf 8999,14 2,359910-18 27,917 8533,5 2,43 8121,5 8,66 7697,5 24,69 98 6583,5 25,77 6105,5 11,20 5817,5 11,96 5435,5 29,68 5312,5 19,51 4950,5 39,29 4858,5 13,05 4284,4 38,96 3686,68 7,681010-16 0,857 3686,4 0,07 3347,4 0,03 3181,67 2,384910-15 0,276 3181,4 0,05 2843,4 0,14 2717,4 0,12 2304,4 0,06 1993,4 0,19 1880,4 0,16 1735,4 2,32 2893,68 2,840910-15 0,232 2554,4 0,03 2016,4 0,06 1703,4 0,39 2415,65 7,811910-15 0,084 2415,4 0,33 1950,4 0,04 1537,4 0,06 1226,4 0,12 99 4000 5000 6000 7000 8000 9000 5 10 15 20 25 30 35 40 M (E L, M L) E(keV) Hình 3. 23 Hàm lực chuyển dời gamma sơ cấp của 59Ni từ mức 8999,14 keV về các mức trung gian. 3.6. Kết luận chương Nội dung chương này trình bày kết quả thực nghiệm thu được của luận án gồm kết quả nâng cao chất lượng của hệ đo và hệ thống che chắn dẫn dòng; kết quả nghiên cứu thực nghiệm phân rã gamma nối tầng của các hạt nhân 49Ti, 52V và 59Ni. Cụ thể: - Đã thiết kế chế tạo được giao diện mới cho hệ đo dùng PCI 7811R làm hệ hoạt động tin cậy, ổn định và dễ sử dụng hơn; - Đã thiết kế, chế tạo được hệ che chắn, dẫn dòng nơtron cho KS3 đảm bảo an toàn phóng xạ và an toàn hạt nhân mới, tạo không gian thuận lợi cho bố trí thí nghiệm và khai thác hệ đo hiệu quả hơn; - Xây dựng được phương pháp và quy trình chọn lựa các tham số một cách tối ưu cho hệ phổ kế trùng phùng gamma-gamma; 100 - Xác định năng lượng chuyển dời gamma nối tầng và cường độ tương đối của các chuyển dời, xác định các đặc trưng lượng tử của các mức và xây dựng sơ đồ phân rã gamma, tính xác suất dịch chuyển và hàm lực gamma của 49Ti, 52V và 59Ni; kết quả đã được so sánh với dự đoán của mẫu đơn hạt. 101 KẾT LUẬN CHUNG Kết quả đạt được của luận án: Luận án đã hoàn thành được các mục tiêu nghiên cứu đặt ra, các kết quả chính của luận án đạt được như sau: A. Về mặt số liệu: 1. Đã đo đạc phân rã gamma nối tầng của 3 hạt nhân 49Ti, 52V, 59Ni dựa trên các phản ứng bắt nơtron nhiệt 48Ti(n, 2)49Ti, 51V(n, 2)52V và 58Ni(n, 2)59Ni; các số liệu này là cơ sở để nghiên cứu, đánh giá các trạng thái kích thích trung gian nằm dưới năng lượng liên kết của nơtron với hạt nhân; 2. Đã nghiên cứu sơ đồ mức, xác suất và hàm lực dịch chuyển gamma của các hạt nhân 49Ti, 52V và 59Ni; kết quả được so sánh với kết quả tính lý thuyết theo mẫu đơn hạt; 3. Sự phù hợp giữa thực nghiệm của các hạt nhân 49Ti, 52V và 59Ni với mẫu đơn hạt. Các số liệu thực nghiệm này được thu nhận tại KS3 của LPUHNDL trên hệ trùng phùng gamma-gamma. B. Về hệ thống thực nghiệm: 1. Đã xây dựng giao diện mới dùng PCI 7811R cho hệ phổ kế trùng phùng gamma – gamma ghi đo theo phương pháp “sự kiện – sự kiện”; kết quả của việc thay đổi giao diện đã làm hệ hoạt động ổn định, tin cậy và dễ sử dụng hơn, thời gian thu thập dữ liệu giảm từ 500 ns xuống còn 100 ns; 102 2. Xây dựng được phương pháp và quy trình chọn lựa các tham số một cách tối ưu cho hệ phổ kế trùng phùng gamma-gamma; do đó số liệu thực nghiệm thu được có độ tin cậy cao hơn; 3. Thiết kế, chế tạo được hệ che chắn, dẫn dòng nơtron mới cho KS3 đảm bảo an toàn phóng xạ và an toàn hạt nhân, tạo không gian thuận lợi cho bố trí thí nghiệm và khai thác hệ đo hiệu quả hơn. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn: 1. Kết quả luận án khẳng định sự phù hợp giữa kết quả thực nghiệm của các hạt nhân 49Ti, 52V và 59Ni với tính toán của mẫu đơn hạt; 2. Luận án ứng dụng dòng nơtron nhiệt tại KS3 của LPUHNDL trong việc nghiên cứu cấu trúc ở các hạt nhân trung bình; 3. Khẳng định sự thành công trong việc ứng dụng hệ trùng phùng gamma – gamma trong nghiên cứu cấu trúc hạt nhân thực nghiệm. Tính mới của luận án: 1. Đã sắp xếp được hai tia gamma chuyển dời gamma nối tầng là: 4950,46 keV và 4050,44 keV của hạt nhân 59Ni vào sơ đồ mức. Mức trung gian được xác định là 4048,69 keV; 2. Đã tính được spin và độ chẵn lẻ của một số mức mà thư viện LANL chưa xếp hoàn chỉnh của cả 03 hạt nhân 49Ti, 52V và 59Ni. Nhược điểm của phương pháp nghiên cứu: 1. Không thể xác định được đơn trị các giá trị spin ở mức trung gian với các nghiên cứu trên những hạt nhân isomer hay những đồng vị sống dài; 2. Rất khó xác định được những cặp chuyển dời đơn lẻ với cường độ phát thấp do không thể xác định các cặp chuyển dời này bằng phương pháp phổ tổng. 103 Các triển khai nghiên cứu tiếp theo: Dựa trên các kết quả đã đạt được của luận án, có thể triển khai nghiên cứu thêm các vấn đề sau: 1. Phát triển hệ nhiều đetectơ trong nghiên cứu (n, 3) sử dụng TAC; 2. Đánh giá cường độ chuyển dời nối tầng bằng thực nghiệm của các hạt nhân 49Ti, 52V và 59Ni qua tính toán tiết diện riêng phần, tiết diện toàn phần của các mức. 104 CÁC CÔNG TRÌNH LÀM CƠ SỞ CHO LUẬN ÁN Công bố nước ngoài 1) Nguyen An Son, Pham Dinh Khang, Nguyen Duc Hoa, Nguyen Xuan Hai, Dang Lanh, Determination Gamma Width and Transition Strength Of Gamma Rays from 48Ti(nth, 2 gamma)49Ti Reaction, International Journal of Computational Engineering Research (IJCER), Vol, 03, Issue 11, 2013, (pp.33-37). 2) Nguyen An Son, Pham Dinh Khang, Nguyen Duc Hoa, Vuong Huu Tan, Nguyen Xuan Hai, Dang Lanh, Pham Ngoc Son, Ho Huu Thang, Determining Experimental Transition Strengths of 52V by Two-Step Gamma Cascades, International Organization of Scientific Research Journal of Engineering (IOSRJEN) Vol 03, Issue 11, 2013, (pp16-21). 3) Nguyen An Son, Pham Dinh Khang, Nguyen Duc Hoa, Nguyen Xuan Hai, Dang Lanh, Truong Van Minh, Study of Gamma Cascades of 59Ni by Thermal Neutron Reaction, Research Journal in Engineering and Applied Sciences (RJEAS), Vol 02, Number 06, 2013, (pp. 409-412). 4) Nguyen Xuan Hai, Pham Dinh Khang, Vuong Huu Tan, Ho Huu Thang, Nguyen An Son, Nguyen Duc Hoa, Gamma cascade transition of 51V(n, gamma)52V reaction, World Journal of Nuclear Science and Technology (WJNST) Vol 04, Number 1, 2014. 5) Nguyen An Son, Nguyen Van Kien, Nguyen Duc Hoa, Nguyen Dac Chau, Pham Dinh Khang, Nguyen Xuan Hai, Ho Huu Thang, Vuong Huu Tan, Nguyen Nhi Dien, Gamma-gamma coincidence measurement setup for neutron activation analysis and nuclear structure studies, The first Academic Conference on Natural Science for Master and PhD Students from Cambodia, Laos, Vietnam, Proceedings 2010, (pp.304- 309). 105 Công bố trong nước 6) Nguyễn An Sơn, Phạm Đình Khang, Nguyễn Đức Hòa, Xác định thời gian bán rã, độ rộng mức và hàm lực dịch chuyển E1 của 49Ti bằng phản ứng 48Ti(n, 2)49Ti , Tạp chí khoa học Đại học sư phạm Tp HCM, số 51, 2013 (131-137). 7) Nguyễn An Sơn, Phạm Đình Khang, Nguyễn Đức Hòa, Nguyễn Xuân Hải, Phương pháp đo cường độ chuyển dời gamma nối tầng bằng thực nghiệm tại Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt, Tạp chí Đại học Thủ Dầu một, số 2, 2012, (28-34). 8) Nguyễn An Sơn, Nguyễn Đức Hòa, Phạm Đình Khang, Nguyễn Xuân Hải, Kết quả nghiên cứu cường độ và năng lượng của các chuyển dời gamma nối tầng của 59Ni trong phản ứng 58Ni(nth, 2)59Ni bằng phương pháp cộng biên độ các xung trùng phùng, Tuyển tập Hội nghị vật lý hạt nhân toàn quốc lần thứ IX, 8/2011, (223-228). 9) Nguyễn An Sơn, Hồ Hữu Thắng, Vương Hữu Tấn, Phạm Đình Khang, Nguyễn Xuân Hải, Nguyễn Đức Hòa, Nghiên cứu cường độ chuyển dời và mật độ mức của 52V bằng phản ứng (n, 2), Tuyển tập Hội nghị vật lý hạt nhân toàn quốc lần thứ IX, 8/2011, (229-234). 10) Phạm Đình Khang, Nguyễn Xuân Hải, Nguyễn An Sơn, Hồ Hữu Thắng, Nguyễn Đức Hòa, Mangeno Lumengnod, Đường cong hiệu suất của phổ kế trùng phùng sử dụng hai đầu dò bán dẫn trong vùng năng lượng từ 0,5 ÷ 8 MeV, Tuyển tập Tuyển tập Hội nghị vật lý hạt nhân toàn quốc lần thứ IX, 8/2011, (235-239). 11) Phạm Đình Khang, Đoàn Trọng Thứ, Nguyễn Đức Hòa, Nguyễn An Sơn, Nguyễn Xuân Hải, Hồ Hữu Thắng, Lê Đoàn Đình Đức, Bạch Như Nguyện, Cải thiện chất lượng phổ bằng kỹ thuật đo trùng phùng sự 106 kiện – sự kiện, Tuyển tập Hội nghị vật lý hạt nhân toàn quốc lần thứ IX, 8/2011, (266-271). 12) Hồ Hữu Thắng, Phạm Đình Khang, Nguyễn Xuân Hải, Nguyễn An Sơn, Nguyễn Hoàng Xuân Phúc, Thiết lập các tham số cho khối khuếch đại lọc lựa thời gian và khối gạt ngưỡng hằng trong hệ đo trùng phùng gamma-gamma, Tuyển tập báo cáo hội nghị vật lý hạt nhân toàn quốc lần thứ VIII, 11/2011, (362-366). 13) Nguyễn An Sơn, Phạm Đình Khang, Nguyễn Đức Hòa, Nguyễn Xuân Hải, Phân rã gamma nối tầng của 59Ni trong phản ứng (nth, 2), Tạp chí Khoa học công nghệ, số 3A, 2010, (790-796). 14) Nguyễn An Sơn, Nguyễn Đức Hòa, Phạm Đình Khang, Nguyễn Xuân Hải, Vương Hữu Tấn, Xác lập các tham số của hệ trùng phùng - cho nghiên cứu cấu trúc hạt nhân và phân tích kích hoạt nơtron, The 7th national conference on physics, 11/2010, (227-232). 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Đào Tiến Khoa, Vật lý hạt nhân hiện đại, tập 1, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2010. [2] Hồ Hữu Thắng, Phạm Đình Khang, Nguyễn An Sơn, Nguyễn Hoàng Xuân Phúc, Nguyễn Xuân Hải, Xác lập tham số cho các khối khuếch đại lọc lựa thời gian và khối gạt ngưỡng hằng trong hệ đo trùng phùng gamma – gamma, Tuyển tập báo cáo Hội nghị khoa học và công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ VIII, 2009. [3] Hồ Hữu Thắng và cộng sự, Xây dựng phương pháp hiệu chuẩn nhanh các tham số cho hệ phổ kế cộng biên độ các xung trùng phùng sử dụng trong nghiên cứu số liệu và cấu trúc hạt nhân, Báo cáo nhiệm vụ, Viện NCHN, Đà Lạt, 2011. [4] Hoàng Hữu Thư, Bài giảng về cấu trúc hạt nhân, NXB ĐH & THCN, 1972. [5] Ngô Quang Huy, Cơ sở vật lý hạt nhân, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2006. [6] Nguyễn Đức Hoà và các cộng sự , Nghiên cứu phản ứng (n, 2) trên các bia 48Ti và 58Ni, Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ cấp bộ, Trường đại học Đà Lạt, 2011. [7] Nguyễn Hoàng Xuân Phúc, Một số vấn đề về hệ thống xử lý thời gian của hệ đo cộng biên độ các xung trùng phùng tại Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, Luận văn thạc sĩ Vật lý kỹ thuật, Đà Lạt, 2009. [8] Nguyễn Văn Kiên, Ghép nối, thu nhận số liệu cho hệ phổ kế nghiên cứu cấu trúc hạt nhân nhiều đầu dò tại Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, Luận văn thạc sĩ, Trường đại học Đà Lạt, 2009. 108 [9] Nguyễn Xuân Hải và cộng sự, Báo cáo nhiệm vụ - Quy hoạch không gian kênh nơtron số 3 phục vụ một só nghiên cứu cơ bản và ứng dụng, đảm bảo an toàn bức xạ và thuận tiện trong bố trí thí nghiệm, Viện NCHN, Đà Lạt, 3/2012. [10] Nguyễn Xuân Hải, Ứng dụng phương pháp cộng biên độ các xung trùng phùng nghiên cứu phân rã gamma nối tầng của hạt nhân Yb và Sm trên Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, Luận án Tiến sĩ vật lý, Viện năng lượng nguyên tử Việt Nam, 2010. [11] Phạm Đình Khang (2003), Mật độ mức hạt nhân - Iu.P. Sokolov, Nhà xuất bản năng lượng nguyên tử Maxcơva - 1991, Bản dịch tiếng Việt, ĐHQGHN, Hà Nội. [12] Phạm Đình Khang, Nguyễn Xuân Hải, Nguyễn An Sơn, Hồ Hữu Thắng, Nguyễn Đức Hòa, Mangeno Lumengnod, Đường cong hiệu suất của phổ kế trùng phùng sử dụng hai đầu dò bán dẫn trong vùng năng lượng từ 0,5 ÷ 8 MeV, Tuyển tập Tuyển tập Hội nghị vật lý hạt nhân toàn quốc lần thứ IX, 8/2011, (235-239). [13] Phạm Đình Khang, Nghiên cứu phân rã gamma nối tầng của hạt nhân 170Yb và 158Gd, Luận án phó tiến sĩ khoa học toán lý, Trường đại học tổng hợp Hà Nội, 1993. [14] TCVN 6866:2001, An toàn bức xạ - Giới hạn liều đối với nhân viên bức xạ và dân chúng, 2001. [15] Trần Tuấn Anh và cộng sự, Báo cáo tổng kết đề tài – Tính toán thiết kế che chắn phóng xạ kênh nơtron số 3 phục vụ một số nghiên cứu cơ bản và ứng dụng, Viện NCHN, Đà Lạt, 2009. [16] Viện NCHN, Báo cáo các đặc trưng kỹ thuật của Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt - Tài liệu dùng để xin tái cấp phép cho Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, 2009. 109 [17] Vương Hữu Tấn và các cộng sự , Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ cấp bộ, Nghiên cứu cường độ chuyển dời gamma nối tầng và sơ đồ mức kích thích vùng năng lượng trung gian của các hạt nhân 153Sm, 182Ta, 59Ni và 239U bằng phương pháp cộng biên độ các xung trùng phùng, Viện NCHN, Đà Lạt, 2006. [18] Vương Hữu Tấn và cộng sự, Báo cáo tổng kết đề tài NCKH cấp bộ - Nghiên cứu phát triển hệ thống phổ kế hạt nhân đo trên chùm nơtron phục vụ nghiên cứu chuyển dời gamma nối tầng, đo đạc số liệu hạt nhân và các ứng dụng liên quan, Viện NCHN, Đà Lạt, 2010. TIẾNG NƯỚC NGOÀI [19] A. Gilbert and A. G. W. Cameron, A composite nuclear-level density formula with shell corrections, Can. J. Phys. 43, 1446 (1965). [20] A. N. Behkami and M. Soltani - Spin cut-off parameter of nuclear level density and effective moment of inertia, Physics department, Shiraz university, Shiraz 71454, Iran. [21] A. V. Ignatyuk, Statitical Properties of Excited Atomic Nuclei, Report INDC-233 (L) (IAEA Vienna 1985). [22] Aage Bohn, Ben R. Mottelson, Nuclear structure, Volume I, W. A. Benjamin, INC, 1975. [23] B. E. Tomlin, R. Zeisler, R. M. Lindstrom, Coincidence spectrometer for instrumental neutron-activation analysis, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A589 (2008) 243-249. [24] B. J. Allen, M. J. Kenny and R. J. Sparks, keV neutron capture in nickel, Nuclear Physics A122 (1968) 220-233. [25] Chart of the nuclides, 7th edition 2006. 110 [26] D. C. S. White, W. J. Mc Donald, D. A. Hutcheon and G. C. Neilson, Pulsed beam lifetime measurements in 64Cu, 59Ni, 65Zn, 45,47,49Ti and 47,49, 50,51V, Nuclear Physics A260 (1976) 189-212. [27] D. M. Van Patter, F. Ruch and B. Seim, Gamma transitions in 59Ni following the + decay of 59Cu, Nuclear Physics A204 (1973) 172- 184. [28] D.H.White, B.G.Saunders, W.John and R.W.Jewell (1965), Neutron-capture gamma ray studies of low-lying 52V levels, Nuclear Physics 72, pp. 241 to 253. [29] EG&G ORTEC Nuclear Instruments and Systems, 1986. [30] General Atomic, Triga Mark II reactor general specifications and desription, California, 1961. [31] Gordon Gilmore, Practical gamma ray spectrometry, 2nd Edition, 2008 John Wiley& Sons. [32] H. Bethe, Rev. Mod. Phys. 9, 69 (1937). [33] Hoogenboom A.M. (1958), A New Method in Gamma-Ray Spectroscopy: A Two Crystal Scintillation Spectrometer with Improved Resolution, Nucl. Instrum. Vol. 3, (57-68). [34] Hoogenboom A.M. (1958), The Sum-Coincidence Method and Its Application to Gamma - Ray Scintillation Spectroscopy, PhD. Thesis. [35] [36] [37] IAEA-TECDOC-1034 (1998), Handbook for Calculations of Nuclear Reaction Data, RIPL-1, IAEA Vienna. [38] J. D. Huttonand, N. R. Roberson, A study of low-lying levels in 59Ni, Nuclear Physics A206 (1973) 403-416. [39] J. Jakubek, P. Nuiten, J. Pluhar, S. Pospõsil, M.Sinor, I.Stekl, S. Timoracky, M. Vobecky, Coincidence gamma - gamma spectroscopy 111 system for instrumental neutronactivation analysis, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A414 (1998) 261-264. [40] J. M. Blatt and V. F. Weisskopf, Theoretical Nuclear Physics, John Wiley and Sons, Newyork, 1952. [41] J.F.A.G. P.M. Endt, Investigation of the 48Ti(n,)49Ti reaction, Nuclear Physics A407 (1983) 60-76. [42] John Duncan Hepburn, Coincidence methods for determining scintillation counter efficiency, B. Sc. The University of British Columbia, 1965. [43] K. Debertin and R. G. Helmer, Gamma and X ray with semiconductor detector, North Holland, 1988. [44] Kouichi Toyoshima, Yutaka Hirayoshi,Takasi Endo, Hitoshi Kondo, A coincidence counting system for a high count rate and very small true-to-accidental ratio, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 414 (1998) 386-390. [45] L. V. Groshev, A. M. Demidov, V. N. Lutsenko and V. I. Pelekhov, Invertigation of rays emitted when thermal neutron are captured by Vanadium, Manganese, Cobalt and Aluminium nuclei, J. Nuclear Energy II, 1958. Vol. 8, pp. 127 to 147. [46] M. Berhar, A. Filevich. G. Garcia Bermudez, Ma. . J. Mariscotti and E. Ventura, High spin states in 49Ti and the empirical model, Nuclear Physics A366 (1981) 61-67. [47] M. S. Chowdhury and H. M. Sen Gupta, A study of nuclear structure in 59Ni from the (d, p) reaction on 58Ni, Nuclear Physics A205 (1973) 454-474. [48] M.H. Brennan and A. M. Bernstein, j-j Coupling model in odd-odd nuclei. Phys. Rev., 120, 927 (1960) 112 [49] Margarit Rizea, et al. (2005), Calculation of Nuclear Level Density Relevant for Thorium-Based Reactors, Romanian Reports in Physics, Vol. 57, (757-794). [50] Mayyada M. Hamarashid, Determination Multipole Mixing Ratios and Transition Strengths of Gamma Rays from Level Studies of 93Mo (p, n ) Reaction, Journal of Physical Science and Application 2 (7) (2012) 253-257. [51] Model 7072 Dual ADC ADC / SVA [52] Nguyen An Son, Pham Dinh Khang, Nguyen Duc Hoa, Nguyen Xuan Hai, Dang Lanh, Determination Gamma Width and Transition Strength Of Gamma Rays from 48Ti(nth, 2 gamma)49Ti Reaction, International Journal of Computational Engineering Research (IJCER), Vol, 03, Issue 11, 2013, (pp.33-37). [53] Nguyen An Son, Pham Dinh Khang, Nguyen Duc Hoa, Vuong Huu Tan, Nguyen Xuan Hai, Dang Lanh, Pham Ngoc Son, Ho Huu Thang, Determining Experimental Transition Strengths of 52V by Two-Step Gamma Cascades, International Organization of Scientific Research Journal of Engineering (IOSRJEN) Vol 03, Issue 11, 2013, (pp.16-21). [54] Nguyen Xuan Hai, Pham Dinh Khang, Vuong Huu Tan, Ho Huu Thang, Nguyen An Son, Nguyen Duc Hoa, Gamma cascade transition of 51V(n, gamma)52V reaction, World Journal of Nuclear Science and Technology (WJNST), Vol. 4, Number 1, 2014. [55] Nguyen An Son, Pham Dinh Khang, Nguyen Duc Hoa, Nguyen Xuan Hai, Dang Lanh, Truong Van Minh, Study of Gamma Cascades of 59Ni by Thermal Neutron Reaction, Research Journal in Engineering and Applied Sciences (RJEAS), Vol 02, Number 06, 2013, (pp. 409-412). [56] Nguyen An Son, Nguyen Van Kien, Nguyen Duc Hoa, Nguyen Dac Chau, Pham Dinh Khang, Nguyen Xuan Hai, Ho Huu Thang, Vuong 113 Huu Tan, Nguyen Nhi Dien, Gamma-gamma coincidence measurement setup for neutron activation analysis and nuclear structure studies, The first Academic Conference on Natural Science for Master and PhD Students from Cambodia, Laos, Vietnam, Proceedings 2010, (pp.304-309). [57] ORTEC®, 474 Timing Filter Amplifier [58] ORTEC®, 572A Amplifier [59] ORTEC®, 584 Constant Fraction Discriminator [60] ORTEC®, 660 Dual 5-kV Detector Bias Supply [61] ORTEC®, Semiconductor radiation detector, USA. [62] P. Carlos, J. Matuszek, A. Audias, B. P. Maier, H. Nifenecker, G. Perrin et R. Sammama, Capture radiative de neutrons thermiques dans 48Ti, Nuclear Physics A107 (1968) 436-448. [63] P. Carlos, R. Samama et A. Audias, Corrélations angulaires - dans la réaction 51V(n, )52V, Nuclear Physics A93 (1967) 631-647. [64] P. Fettweis and M. Saidane, The level scheme of 48Ti and 49Ti as studied by the neutron capture  ray spectra, Nuclear Physics A139 (1969) 113 - 131. [65] P. P. Ember, T. Belgya, J. L. Weil, G. L. Molnár, Coincidence measurement setup for PGAA and nuclear structure studies, Applied Radiation and Isotopes 57 (2002) 573-577. [66] P. Van assche, U. Gruber, B. P. Maier, H. R. Koch and O. W. B. Schult, Level scheme and gamma transition in 52V, Nuclear Physics 79 (1966) 565-576. [67] Pham Dinh Khang, Nguyen Nhi Dien, Dang Lanh, Nguyen Xuan Hai, Pham Ngoc Tuan, Nguyen Duc Hoa, Nguyen An Son, A Design Configuration of an FPGA-Based Coincident Spectrometry System, Journal of Analytical Sciences, Methods and Instrumentation, 2013, 3, 158-162. 114 [68] Pham Dinh Khang, V.H. Tan, N.X. Hai, N.N. Dien, Gamma-gamma coincidence spectrometer setup for neutron activation analysis and nuclear structure studies, Nucl. Instr. and Meth. A631 (2011). [69] R. P. Singh, R. Raj and M. L. Rustgi, M1 and E2 transitions in 59Ni, Physics letters, Volume 44B, number 5, 1973. [70] R.B. Firestone, Table of Isotopes, 8th edition, John Wiley & Sons, New York, 1999. [71] S. Asgaard Andersen, Ole Hansen and L. Vistisen, A spectroscopic study of 49Ti, Nuclear Physics A125 (1969) 65-79. [72] S. D. Bloom and L. G. Mann, Correlation measurements and spin of 52V, Nuclear Physics A93 (1967) 252-256. [73] S. Michaelsen, K. P. Lieb and S. J. Robison, Complete spectroscopy of 51,52V via the 51,52V(n, ) reaction, Z. Phys. A - Hadrons and Nuclei 338, 371-387 (1991). [74] S. Raman, C. Yonezawa, H. Matsue, H. Iimura, N.Shinohara, Efficiency calibration of a Ge detector in the 0,1-11,0 MeV region, Nucl. Instr. and Meth. Vol 454, pp. 389-402. [75] S.Raman, Xiaoping Ouyang, M.A.Islam, J.W.Starner, E.T.Jurney and J.E.Lynn, Thermal-neutron capture by 58Ni,59Ni, and 60Ni, Physical review C 70, 044318 (2004). [76] Thomandl, M.Sc. Thesis, A study of photon strength functions by means of the two-step cascade measurement, Charles University, February 10, 1999. [77] User's manual Model 8713, 1999. [78] Суховой А.М. и др. (1984), Метод Улучшения Амплитудного Разрешения Спектров Каскадов Гамма-Переходов При Обработке Кодов Собпадений На Электронной Выисислительной Машине, Приборы и техника эсперимельта, T.5 c.27. 115 PHỤ LỤC 1 PHƯƠNG PHÁP CHUẨN CÁC THAM SỐ TFA VÀ CFD CỦA HỆ TRÙNG PHÙNG GAMMA-GAMMA TẠI VIỆN NCHN Với hệ trùng phùng gamma – gamma tại Viện NCHN, tín hiệu lối ra từ tiền khuếch đại của các đetectơ được chia làm hai: tín hiệu năng lượng và tín hiệu thời gian. Cách ghép nối hai đường tín hiệu như Hình 1 và Hình 2. Hình 1 Sơ đồ ghép nối kênh tín hiệu năng lượng. Hình 2 Sơ đồ ghép nối kênh tín hiệu thời gian. Trong thực nghiệm, chúng tôi chọn các tham số ở kênh năng lượng sao cho tỷ lệ tương ứng kênh/keV và độ tuyến tính cao trên toàn dải của ADC 7072. Việc xác định các tham số kênh năng lượng khá đơn giản, tuy nhiên, ở kênh thời gian thì rất phức tạp. Kênh thời gian gồm khối TFA và khối CFD. Với 572 Amp Lối ra năng lượng từ đetectơ P C I 7 8 1 1 R Gate ADC 7072 Lối ra kênh thời gian từ đetectơ. TFA 474 CFD 584 TAC 566 P C I 7 8 1 1 R ADC Valid convert Start Stop 116 các đetectơ HPGe, xung ra từ tiền khuếch đại có biên độ và thời gian tăng nằm trong dải rộng, nên cần có khối TFA để tạo dạng xung và khuếch đại tín hiệu từ đetectơ trước khi vào khối CFD. Kênh thời gian của hệ trùng phùng gamma – gamma quyết định chất lượng số liệu thu nhận. Nếu việc chọn lựa tham số của hai khối TFA và CFD không đúng sẽ dẫn đến phổ bị vênh, mất đối xứng, và như vậy quá trình xử lý sẽ mất tín hiệu dẫn đến kết quả thiếu chính xác. a) b) a) Chỉnh chưa đúng các tham b) Đã hiệu chỉnh đúng các tham số thời gian. số thời gian. Hình 3 Phổ năng lượng ở hai kênh. Mục đích của việc chọn lựa tối ưu các tham số TFA và CFD là làm cho độ phân giải thời gian tốt nhất có thể, nhưng không làm giảm hiệu suất ghi. Chọn lựa thông số tối ưu của khối TFA sẽ làm giảm tối đa sự biến động (hiệu ứng jitter) của xung từ tiền khuếch đại vào TFA. Việc chọn thời hằng thích hợp cho TFA sẽ loại bỏ gần như hoàn toàn hiệu ứng jitter, nếu chọn thời hằng quá thấp sẽ không loại bỏ được hiệu ứng jitter, còn nếu cao quá sẽ mất đi các sự kiện trùng phùng thực. Do vậy cần tìm ra phương pháp để tìm các thông số đó. 117 Ở khối CFD, việc lựa chọn giá trị ngưỡng của các khối CFD cũng rất quan trọng, vì nếu quá thấp sẽ xuất hiện trùng phùng với phông gamma mềm hoặc gamma tán xạ giữa hai đetectơ, nếu cao quá thì sẽ mất các dịch chuyển có năng lượng thấp.  Phương pháp lựa chọn tham số TFA Để giảm thời gian khảo sát, dao động ký được sử dụng cho việc chọn nhanh tổ hợp các giá trị cho TFA theo tiêu chí tín hiệu phải có biên độ lớn và tuyến tính. Cấu hình khảo sát TFA như Hình 4. Hình 4 Cấu hình khảo sát các thông số tối ưu cho TFA. Sử dụng các đồng vị đơn năng là cần thiết trong quá trình khảo sát tham số cho các khối TFA, vì khi dùng nguồn đơn năng thì sẽ quan sát được xung trên dao động ký dễ dàng hơn các nguồn đa năng.  Phương pháp lựa chọn tham số CFD Việc chọn các tham số của CFD sao cho fSum và fPeak tiến tới giá trị cực đại, nhưng tốc độ đếm tại các đỉnh phải lớn, tức hiệu suất ghi không giảm. Muốn vậy, giá trị hàm F phải đạt cực đại:    n i icpPeakSum fffF 1 )( Trong đó: s cs Sum f ff  là tỷ số giữa tốc độ đếm tổng có điều khiển trên tốc độ đếm tổng khi không điều khiển, Đetectơ GC1518 Đetectơ EGPC 20 TFA 474 (1) TFA 474 (2) Dao động ký HM2005 Nguồn Dao động ký HM2005 118   ip cp iPeak f f f          là tỷ số giữa tốc độ đếm tại đỉnh thứ i trong trường hợp có điều khiển và không điều khiển. Hình 5 Phổ thời gian xuất hiện nhiều đỉnh giả do các tham số CFD chưa xác lập đúng. Việc đặt ngưỡng cho khối CFD được thực hiện ở các giá trị tuỳ thuộc vào mục đích tiến hành thực nghiệm. Ở giá trị được chọn, ngưỡng được đặt không quá thấp để tránh ảnh hưởng của nhiễu, đồng thời vừa đủ cao nhưng không cắt mất tín hiệu. Sau khi đã ước lượng được giá trị ngưỡng bằng dao động ký, tiến hành các phép đo khảo sát thực hiện quanh các giá trị này để chọn ra giá trị tối ưu. Giá trị được chọn sao cho độ phân giải thời gian tốt nhất, nhưng không ảnh hưởng đến hiệu suất ghi. Vì vậy các giá trị DIFF và INT của các khối CFD được chọn phải thỏa mãn điều kiện là FWHM nhỏ và tốc độ đếm lớn nhất. Cố định giá trị tối ưu của TFA để khảo sát CFD. Nguồn phóng xạ dùng khảo sát có đỉnh quang điện nằm ngay trên vùng cần cắt. Nếu ngưỡng cắt được chọn đúng thì số đếm ở đỉnh này bị cắt ít nhất, và phông được cắt nhiều nhất. Để biết được điều này, ta phải tiến hành hai phép đo: 119 1) Phép đo không điều khiển, tức là không có vai trò của kênh thời gian, khi đó ta sẽ nhận được tất cả các tín hiệu đến từ đetectơ. Từ đây ta thu được phổ chứa đầy đủ thông tin về tín hiệu và nhiễu. Kết quả thu được tốc độ đếm tổng và tốc độ đếm tại các đỉnh khảo sát cho trường hợp không điều khiển; 2) Phép đo có điều khiển, có đóng góp vai trò của kênh thời gian. Đối với chế độ SRT, với mỗi ngưỡng ta cần khảo sát theo thời gian trễ. Ứng với mỗi trường hợp, thu được phổ đã bị cắt ngưỡng, qua đó xác định được tốc độ đếm tổng, tốc độ đếm tại các đỉnh. Hình 6 Cấu hình đo khảo sát CFD không điều khiển. Hình 7 Cấu hình khảo sát CFD có điều khiển. Đetectơ 7072 PCI 7811R Nguồn PC 572A Đetectơ TFA 474 CFD 584 P C I 7 8 1 1 R Nguồn PC 572A ADC 7072 120 PHỤ LỤC 2 KẾT QUẢ SUẤT LIỀU SAU KHI THAY THIẾT BỊ CHE CHẮN VÀ DẪN DÒNG KS3 Suất liều ở các vị trí trên KS3 trước và sau khi thay thiết bị che chắn và dẫn dòng được trình bày trên bảng 1 và bảng 2. Hình 8 là các vị trí được chọn để đo liều bức xạ, mỗi vị trí được đo ba điểm theo độ cao cách mặt đất 0,5 m; 1,0 m và 1,5 m. Hình 9, hình 10, hình 11 và hình 12 là phân bố suất liều nơtron và gamma ở các vị trí đo [9]. Hình 8 Các vị trí đo liều bức xạ. 121 Bảng 1 Phân bố suất liều gamma và nơtron trong trường hợp lò hoạt động 500kW, kênh mở. Vị trí Cao 0,5m Cao 1m Cao 1,5m Dg (Sv/h) Dn (Sv/h) Dg (Sv/h) Dn (Sv/h) Dg (Sv/h) Dn (Sv/h) M C M C M C M C M C M C 1 1,4 0,6 <0,3 0,3 1,65 0,6 <0,3 0,3 1,5 0,6 <0,3 0,3 2 2,4 0,6 <0,3 0,3 2,2 1,0 <0,3 0,4 2,1 0,7 <0,3 0,3 3 5,8 4,2 <0,3 0,5 4,9 4,2 <0,3 0,2 4,7 3,7 <0,3 0,4 4 4,5 10 <0,3 0,8 4,8 11,5 <0,3 1 4,6 13 <0,3 1,1 5 4,4 12 <0,3 0,5 3,9 12 <0,3 0,6 4,2 12,5 <0,3 1 6 3,2 20 <0,3 0,5 2,8 10 <0,3 0,8 3,0 14,5 <0,3 0,9 7 8,2 8,5 <0,3 0,4 7,9 5,5 <0,3 0,4 8,5 5,5 <0,3 0,3 8 13,1 17,5 ~0,4 1,5 12,5 18 <0,3 1,2 12,4 18 <0,3 1,3 9 21,2 19 ~0,4 1,3 18,6 3,6 <0,3 1,2 19,2 16,5 <0,3 1,1 10 30,6 20,5 <0,3 1,3 32,5 26 <0,3 1,4 28,8 26,5 <0,3 1,4 11 55,5 18 <0,3 0,9 62,3 24,5 <0,3 1,1 50,8 31 <0,3 1 12 23,8 1,3 <0,3 0,1 25,6 2,5 <0,3 0,2 23,5 3,1 <0,3 0,1 13 14,5 0,65 <0,3 0,1 15,1 0,75 <0,3 0,2 13,7 0,8 <0,3 0,1 14 10,0 0,55 <0,3 0,2 8,5 0,5 <0,3 0,1 8,1 0,46 <0,3 0,1 15 6,4 0,5 <0,3 0,2 6,9 0,6 <0,3 0,3 7,0 0,5 <0,3 0,2 16 3,7 0,6 <0,3 0,2 2,9 0,5 <0,3 0,2 6,8 0,8 <0,3 0,1 17 2,4 0,65 <0,3 0,25 2,1 0,7 <0,3 0,4 2,5 0,5 <0,3 0,2 Ghi chú: Dg liều gamma, Dn liều nơtron, M giá trị hiện tại, C giá trị trước khi thay đổi. 122 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Vị trí S u ất li ều (M ic ro S v) Suất liều gamma hiện tại Suất liều gamma trước khi tháo dỡ kênh Hình 9 Phân bố suất liều gamma trong trường hợp lò hoạt động 500kW, kênh mở. 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Vị trí S uấ t l iề u (M ic ro S v) Suất liều nơtron hiện tại Suất liều nơtron trước khi tháo dỡ kênh Hình 10 Phân bố suất liều nơtron trong trường hợp lò hoạt động 500kW, kênh mở. 123 Bảng 2 Phân bố suất liều nơtron trong trường hợp lò hoạt động 500kW, kênh đóng. Vị trí Cao 0,5m Cao 1m Cao 1,5m Dg (Sv/h) Dn (Sv/h) Dg (Sv/h) Dn (Sv/h) Dg (Sv/h) Dn (Sv/h) M C M C M C M C M C M C 1 1,6 0,7 <0,3 0,2 1,45 0,7 <0,3 0,2 2,2 0,7 <0,3 0,2 2 3,0 1,05 <0,3 0,3 3,6 0,86 <0,3 0,3 2,55 0,75 <0,3 0,3 3 5,2 3,7 <0,3 0,2 5,2 3,5 <0,3 0,2 4,7 3,5 <0,3 0,2 4 4,6 6,2 <0,3 0,3 4,2 5,6 <0,3 0,3 5,8 5 <0,3 0,3 5 3,0 5,4 <0,3 0,3 3,3 4,5 <0,3 0,2 5,3 4,2 <0,3 0,2 6 2,7 14,2 <0,3 0,2 2,47 8,5 <0,3 0,4 4,3 5,6 <0,3 0,3 7 8,2 6,5 <0,3 0,3 10,5 4,6 <0,3 0,2 9,8 5,5 <0,3 0,3 8 13 10,5 <0,3 0,4 13,2 14 <0,3 0,5 10,8 12 <0,3 0,5 9 18,5 21,4 <0,3 0,4 18,1 16,2 <0,3 0,3 15,9 16,8 <0,3 0,4 10 23 18,2 <0,3 0,3 23,5 25,5 <0,3 0,4 25,6 22 <0,3 0,5 11 41,6 17,5 <0,3 0,3 45 29,5 <0,3 0,7 39,5 32 <0,3 0,8 12 20,5 1,21 <0,3 0,1 21 2,35 <0,3 0,21 15 2,6 <0,3 0,2 13 10,5 0,65 <0,3 0,2 9,15 0,68 <0,3 0,2 9,1 0,95 <0,3 0,2 14 7,5 0,46 <0,3 0,1 7,7 0,5 <0,3 0,2 7,2 0,52 <0,3 0,1 15 6,6 0,3 <0,3 0,1 7,8 0,4 <0,3 0,1 7,2 0,2 <0,3 0,1 16 2,2 0,7 <0,3 0,1 1,8 0,5 <0,3 0,2 4,2 0,5 <0,3 0,2 17 1,0 0,2 <0,3 0,1 1,3 0,2 <0,3 0,1 4,4 0,1 <0,3 0,1 124 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Vị trí S uấ t l iề u (M ic o S v) Suất liều gamma hiện tại Suất liều gamma trước khi tháo dỡ kênh Hình 11 Phân bố suất liều gamma trong trường hợp lò hoạt động 500kW, kênh đóng. 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Vị trí S uấ t l iề u (M ic ro S v) Suất liều nơtron hiện tại Suất liều nơtron trước khi tháo dỡ kênh Hình 12 Phân bố suất liều nơtron trong trường hợp lò hoạt động 500kW, kênh đóng. Từ các bảng 1, bảng 2, biểu đồ hình 9, hình 10, hình 11 và hình 12 về phân bố suất liều gamma và nơtron trước và sau khi tháo dỡ tường bao có thể thấy: 125 - Tại các vị trí 8, 9, 10 và 11 khi đóng kênh suất liều vẫn ở mức lớn hơn 10 Sv/h. Như vậy nguyên nhân gây ra liều cao tại một số vị trí không có nguồn gốc từ KS3; - Việc tháo dỡ tường bao không làm suất liều gamma và nơtron ảnh hưởng đến hệ đo và người làm thí nghiệm nhưng làm tăng phân bố liều gamma ở một số vị trí gần cột nhiệt; - Thiết bị mới lắp đặt đã giảm được liều nơtron đến mức gần như tối đa. Về an toàn hạt nhân vấn đề chống rò nước ra nhà lò đã được khắc phục với độ an toàn cao. Đánh giá thử nghiệm cho thấy thiết bị có thể chịu được áp lực 1,5 Bar, áp lực này lớn hơn rất nhiều so với áp lực của nước trong thùng lò trong trường hợp thủng thùng lò có thể tác động lên thiết bị chống rò nước được lắp đặt ở miệng kênh. Thiết bị được lắp đặt cũng cho phép dễ dàng kiểm tra sự rò nước từ thùng lò qua kênh ngang số 3 nhờ bổ sung ven kiểm tra rò nước. Việc lắp đặt trở lại khối cản xạ theo thiết kế nguyên thuỷ của lò TRIGA cũng góp phần tăng tính an toàn phóng xạ và an toàn hạt nhân của kênh. Như vậy về mặt thiết kế, kênh ngang số 3 sau khi cải tạo, quy hoạch lại có độ an toàn hạt nhân cao hơn trước đây và so với các thiết kế đã có được triển khai trên các kênh ngang của LPUHNDL. 126 PHỤ LỤC 3 CÁC PHỔ NỐI TẦNG Phổ nối tầng của 49Ti 0 2000 4000 6000 8000 0 10 20 30 40 50 I( % ) E (keV) 13 81 .4 2 (4 6. 30 0% ) 67 61 .0 8 (4 6. 30 0% ) 15 85 .4 4 (5 .0 90 % ) 65 56 .0 6 (5 .0 90 % ) Hình 13 Các chuyển dời nối tầng ứng với đỉnh tổng 8142,50 keV. 0 2000 4000 6000 0 2 4 6 I( % ) E (keV) 34 1. 29 (4 .1 45 % ) 17 93 .4 7 (2 .7 03 % ) 20 46 .5 0 (0 .4 94 % ) 24 05 .5 4 (0 .4 68 % ) 28 39 .6 0 (1 .5 61 % ) 30 26 .6 2 (2 .6 26 % ) 37 33 .7 1 (2 .6 26 % ) 39 20 .7 3 (1 .5 61 % ) 43 53 .7 8 (0 .4 68 % ) 47 13 .8 3 (0 .4 94 % ) 49 66 .8 6 (2 .7 03 % ) 64 19 .0 4 (4 .1 45 % ) 127 Hình 14 Các chuyển dời nối tầng ứng với đỉnh tổng 6761,08 keV. 2000 4000 0 1 2 3 I( % ) E (keV) 24 98 .5 5 (0 .9 99 % ) 29 43 .6 1 (2 .1 75 % ) 30 26 .6 2 (1 .0 45 % ) 33 89 .6 6 (1 .0 45 % ) 34 75 .6 8 (2 .1 75 % ) 39 20 .9 3 (0 .9 99 % ) Hình 15 Các chuyển dời nối tầng ứng với đỉnh tổng 6419,04 keV. 1400 1600 1800 2000 0 2 4 6 8 10 12 I( % ) E (keV) 14 98 .4 3 (1 0. 20 3% ) 17 61 .5 7 (1 0. 20 3% ) 15 85 .4 4 (2 .2 92 % ) 16 74 .4 5 (2 .2 92 % ) 128 Hình 16 Các chuyển dời nối tầng ứng với đỉnh tổng 3260,38 keV. 1000 1200 1400 1600 1800 2000 0 2 4 6 8 10 I( % ) E (keV) 13 81 .4 2 (7 .3 24 % ) 17 93 .4 7 (7 .3 24 % ) Hình 17 Các chuyển dời nối tầng ứng với đỉnh tổng 3260,38 keV. Phổ nối tầng của 52V 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 0 2 4 6 8 10 12 I( % ) E (keV) 43 6. 30 (2 .9 13 % ) 79 3. 34 (3 .7 00 % ) 84 5. 64 (4 .3 24 % ) 15 58 .4 4 (9 .4 61 % ) 14 18 .4 2 (2 .5 11 % ) 17 32 .4 6 (0 .4 87 % ) 17 95 .4 7 (0 .8 55 ) 21 01 .5 1 (0 .9 74 % ) 21 69 .5 1 (0 .5 40 % ) 23 17 .5 3 (0 .2 94 % ) 24 27 .5 5 (0 .4 35 % ) 68 75 .0 9 (2 .9 13 % ) 65 18 .0 5 (3 .7 00 % ) 64 65 .0 4 (4 .3 24 % ) 58 92 .9 7 (2 .5 11 % ) 55 78 .9 3( 0. 48 7% ) 55 16 .9 3 (0 .8 55 ) 52 11 .8 9 (0 .9 74 % ) 51 42 .8 8 (0 .5 40 % ) 49 93 .8 6 (0 .2 94 % ) 48 84 .8 5 (0 .4 35 % ) 57 52 .9 6 (9 .4 61 % ) Hình 18 Các chuyển dời nối tầng ứng với đỉnh tổng 7310,68 keV. 129 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 0 1 2 3 4 5 I( % ) E (keV) 41 9. 30 (1 .8 49 ) 82 3. 35 (4 .4 33 % ) 14 01 .4 2 (1 .3 17 ) 17 78 .4 7 (3 .7 76 ) 20 83 .5 0 (0 .8 37 % ) 21 46 .5 1 (3 .3 82 ) 24 10 .5 4 (0 .8 02 ) 28 42 .6 0 (0 .8 71 % ) 37 16 .7 1 (0 .6 25 % ) 6 87 5. 09 (1 .8 49 ) 64 65 .0 4 (4 .4 33 % ) 58 92 .9 7 (1 .3 17 ) 55 16 .9 3 (3 .7 76 ) 52 11 .8 9 (0 .8 37 % ) 51 42 .8 8 (3 .3 82 ) 48 84 .8 5 (0 .8 02 ) 44 52 .8 0 (0 .8 71 % ) 35 79 . 6 9 (0 .6 25 % ) Hình 19 Các chuyển dời nối tầng ứng với đỉnh tổng 7293,52 keV. 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 I( % ) E (keV) 29 5. 28 (1 .1 30 % ) 64 5. 33 (7 .9 57 % ) 69 8. 33 (1 .2 29 ) 14 10 .4 2 (1 .5 69 % ) 16 12 .4 5 (0 .7 32 % ) 19 53 .4 9 (1 .7 80 % ) 20 21 .5 0 (0 .9 49 % ) 27 10 .5 8 (0 .5 81 % ) 68 75 .0 9 (1 .1 30 % ) 65 18 .0 5 (7 .9 57 % ) 64 65 .0 4 (1 .2 29 ) 57 52 .9 6 (1 .5 69 % ) 55 51 .9 3 (0 .7 32 % ) 52 11 .8 9 (1 .7 80 % ) 51 42 .8 8 (0 .9 49 % ) 44 52 .8 0 (0 .5 81 % ) Hình 20 Các chuyển dời nối tầng ứng với đỉnh tổng 7162,83 keV. 130 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 0 1 2 3 4 5 I( % ) E (keV) 35 6. 29 (0 .9 78 % ) 98 2. 37 (0 .4 1% ) 65 18 .0 5 (0 .9 78 % ) 13 58 .4 1 (4 .0 12 % ) 16 64 .4 5 (1 .6 69 % ) 58 92 .9 7 (0 .4 1% ) 55 16 .9 3 (4 .0 12 % ) 52 11 .8 9 (1 .6 69 % ) Hình 21 Các chuyển dời nối tầng ứng với đỉnh tổng 6874,51 keV. 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 1 2 I( % ) E (keV) 10 02 .3 7 (1 .6 54 % ) 13 07 .4 1 (1 .2 62 % ) 16 34 .4 5 (0 .9 54 % ) 55 16 .9 3 (1 .6 54 % ) 52 11 .8 9 (1 .2 62 % ) 48 84 .8 5 (0 .9 54 % ) Hình 22 Các chuyển dời nối tầng ứng với đỉnh tổng 6517,34 keV. 131 0 500 1000 1500 2000 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 I( % ) E (keV) 43 6. 30 (0 .0 18 % ) 79 3. 34 (0 .0 25 % ) 10 02 .3 7 (0 .0 25 % ) 13 58 .4 1 (0 .0 18 % ) Hình 23 Các chuyển dời nối tầng ứng với đỉnh tổng 1793,38 keV. Phổ nối tầng của 59Ni 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 I( % ) E (keV) 46 5. 37 (1 8. 42 7% ) 85 33 .5 3 (1 8. 42 7% ) 87 8. 37 (4 .8 00 % ) 13 02 .3 8 (1 .7 05 % ) 24 15 .4 1 (0 .9 34 % ) 31 81 .4 2 (1 .2 90 % ) 35 64 .4 3 (1 .1 77 % ) 36 86 .4 3 (0 .7 51 % ) 40 49 .4 4 (1 .1 47 % ) 42 84 .4 4 (0 .9 27 % ) 47 15 .4 5 (0 .9 27 % ) 49 50 .4 6 (1 .1 47 % ) 53 12 .4 6 (0 .7 51 % ) 54 35 .4 7 (1 .1 77 % ) 58 17 .4 7 (1 .2 90 % ) 65 83 .4 9 (0 .9 34 % ) 76 97 .5 1 (1 .7 05 % ) 81 21 .5 2 (4 .8 00 % ) Hình 24 Các chuyển dời nối tầng ứng với đỉnh tổng 8999,14 keV. 132 2000 3000 4000 5000 6000 7000 0 2 4 6 8 I( % ) E (keV) 25 54 .4 1 (4 .3 41 % ) 61 05 .4 8 (4 .3 41 % ) 28 43 .4 1 (5 .0 16 % ) 33 47 .4 2 (1 .2 80 % ) 53 12 .4 6 (1 .2 80 % ) 58 17 .4 7 (5 .0 16 % ) Hình 25 Các chuyển dời nối tầng ứng với đỉnh tổng 8660,04 keV. 1500 3000 4500 6000 7500 0 1 2 3 4 5 I( % ) E (keV) 19 50 .4 0 (2 .4 74 % ) 65 83 .4 9 (2 .4 74 % ) 36 76 .4 3 (1 .2 80 % ) 48 57 ..4 5 (1 .2 80 % ) Hình 26 Các chuyển dời nối tầng ứng với đỉnh tổng 8533,53 keV. 133 0 1000 2000 3000 0 1 2 3 4 5 6 7 I( % ) E (keV) 33 9. 10 (2 .3 67 % ) 46 5. 37 (2 .9 74 % ) 87 8. 37 (2 .5 79 % ) 11 88 .3 8 (5 .6 27 % ) 19 93 .4 0 (5 .6 27 % ) 13 02 .3 8 (2 .2 37 % ) 14 47 .3 9 (2 .3 88 % ) 17 35 .3 9 (2 .3 88 % ) 18 80 .3 9 (2 .2 37 % ) 23 04 .4 0 (2 .5 79 % ) 27 17 .4 1 (2 .9 74 % ) 28 43 .4 1 (2 .3 67 % ) Hình 27 Các chuyển dời nối tầng ứng với đỉnh tổng 3181,42 keV. 0 1000 2000 3000 0 1 2 3 4 5 I( % ) E (keV) 33 9. 10 (1 .7 39 % ) 87 8. 37 (3 .6 10 % ) 11 88 .3 8 (0 .5 55 % ) 17 03 .3 9 (0 .5 55 % ) 20 16 .4 0 (3 .6 10 % ) 25 54 .4 1 (1 .7 39 % ) Hình 28 Các chuyển dời nối tầng ứng với đỉnh tổng 2893,66 keV. 134 0 500 1000 1500 2000 2500 0 1 2 3 4 5 6 I( % ) E (keV) 46 5. 37 (4 .5 40 % ) 87 8. 37 (4 .6 11 % ) 11 88 .3 8 (2 .7 39 % ) 12 26 .3 8 (2 .7 39 % ) 15 37 .3 9 (4 .6 11 % ) 19 50 .4 0 (4 .5 40 % ) Hình 29 Các chuyển dời nối tầng ứng với đỉnh tổng 2415,41 keV. 135 PHỤ LỤC 4 XÁC ĐỊNH SPIN VÀ ĐỘ CHẴN LẺ  Với 49Ti Hạt nhân 49Ti ở trạng thái cơ bản có spin và độ chẵn lẻ là 7/2-, trạng thái hợp phần là 1/2+. Như vậy các dịch chuyển lưỡng cực điện từ trạng thái hợp phần về mức thấp hơn sẽ có spin và độ chẵn lẻ khả dĩ là: 3/2- và 1/2-, nếu xảy ra dịch chuyển hỗn hợp lưỡng cực từ và tứ cực điện thì spin và độ chẵn lẻ khả dĩ sẽ là 3/2+ và 1/2+. Kết quả thực nghiệm chuyển dời gamma nối tầng cho thấy các mức sau đây là mức của dịch chuyển bậc 1 từ Bn: 1381,42 keV, 1586,44 keV, 1723,46 keV, 3175,64 keV, 3428,67 keV, 3788,72 keV, 4221,77 keV, 4666,82 keV, 5115,88 keV. Để xác định chính xác spin và độ chẵn lẻ ở các mức này thì ta xét các dịch chuyển tiếp theo sau, chú ý trạng thái cơ bản của 49Ti là 7/2-; đồng thời quan tâm đến xác suất dịch chuyển điện từ theo mẫu đơn hạt để kết luận sự phù hợp. Nếu các mức trên có dịch chuyển trực tiếp về mức cơ bản thì có thể là các dịch chuyển từ 3/2-  7/2- hoặc 1/2-  7/2-. Trường hợp dịch chuyển từ 3/2- về 7/2- được chọn, và đây là dịch chuyển tứ cực điện E2 và lưỡng cực từ M1. Như vậy, từ mức dịch chuyển bậc 1 nếu có dịch chuyển trực tiếp về mức cơ bản thì mức trung gian đó có spin và độ chẵn lẻ là 3/2-. Thực nghiệm xác định các mức sau có dịch chuyển trực tiếp về cơ bản là: 1381,42 keV, 1586,44 keV, nên spin và độ chẵn lẻ của hai mức này là 3/2-. Cũng từ thực nghiệm các mức 1723,46 keV, 3175,64 keV, 4221,77, 4666,82 keV, 5115,88 keV dịch chuyển trực tiếp về mức 1381,42 keV (3/2-). Phân tích tương tự như trên, đồng thời quan tâm đến xác suất dịch chuyển với sự phù hợp của mẫu đơn hạt, các mức này có spin và độ chẵn lẻ khả dĩ là 1/2- và 3/2-. 136 Xét hai mức còn lại là 3260,38 keV và 3175,14 keV. Đây là 2 mức của dịch chuyển trực tiếp từ Bn về. Như vậy spin và độ chẵn lẻ của hai mức này là 3/2- và 1/2-. Hai mức này có các dịch chuyển về mức trung gian với spin và độ chẵn lẻ mức trung gian là 3/2- (các mức 1761,46 keV, 1586,44 keV và 1381,42 keV). Như vậy, mức 3260,38 keV và mức 3174,15 keV sẽ có spin và độ chẵn lẻ là 1/2-. Hai mức còn lại 3428,67 keV, 3788,72 keV có dịch chuyển trực tiếp về mức 1381,42 keV, tuy nhiên nếu xét theo xác suất chuyển dời điện từ thì dịch chuyển của các tia gamma từ Bn về hai mức này không phải là chuyển dời lưỡng cực điện mà là chuyển dời hỗn hợp lưỡng cực từ và tứ cực điện. Nếu các chuyển dời từ Bn về hai mức trên là chuyển dời lưỡng cực điện thì so sánh tỉ số xác suất chuyển dời giữa lý thuyết và thực nghiệm có độ vênh đến 11,23 lần, trong khi đó nếu xem các dịch chuyển từ Bn về hai mức này là dịch chuyển hỗn hợp lưỡng cực từ và tứ cực điện thì xác suất chuyển dời giữa lý thuyết và thực nghiệm gần bằng nhau. Do vậy, như phân tích trên, các mức 3428,67 keV, 3788,72 keV có spin và độ chẵn lẻ khả dĩ là 1/2+ và 3/2+. Mặc khác hai mức này có chuyển dời trực tiếp về mức 1381,42 keV (3/2-), do vậy hai mức ,67 keV, 3788,72 keV chỉ có thể nhận giá trị spin là 1/2+.  Với 52V Hạt nhân 52V ở trạng thái cơ bản có spin và độ chẵn lẻ là 3+, trạng thái hợp phần có mức kép với 2 giá trị spin và độ chẵn lẻ khả dĩ là 3- và 4-. Như vậy các dịch chuyển điện lưỡng cực điện E1 trực tiếp từ trạng thái hợp phần về mức thấp hơn sẽ có spin và độ chẵn lẻ khả dĩ: 2+, 3+, 4+ và 5+; dịch chuyển hỗn hợp lưỡng cực từ và tứ cực điện có spin và độ chẵn lẻ khả dĩ: 2-, 3-, 4-, 5-. Kết quả thực nghiệm cho thấy các mức sau đây là mức của dịch trực tiếp từ Bn: 435,59 keV, 792,63 keV, 845,64 keV, 1417,71 keV, 1557,72 keV, 137 1731,75 keV, 1758,75 keV, 1793,75 keV, 2098,79 keV, 2167,80 keV, 2316,82 keV, 2425,83 keV, 2857,88 keV, 3730,99 keV. Để xác định spin và độ chẵn lẻ ở mức trung gian, việc xét xác suất dịch chuyển điện từ bằng thực nghiệm và so sánh sự phù hợp với lý thuyết là cần thiết; đồng thời sử dụng một số kết quả đả nghiên cứu 52V của các công trình trước đây về spin và độ chẵn lẻ ở các mức thấp. Xét các dịch chuyển tiếp theo sau, nếu các mức trên chỉ có dịch chuyển trực tiếp về mức cơ bản thì đó có thể là các dịch chuyển: lưỡng cực điện E1 hoặc dịch chuyển hỗn hợp lưỡng cực từ M1 và tứ cực điện E2. Thực nghiệm xác định các trường hợp dịch chuyển bậc hai nối tầng từ Bn về mức cơ bản gồm hai mức sau: 1557,72 keV, 1731,75 keV, 1758,75 keV và 2316,82 keV. Theo kết quả tính giữa lý thuyết và thực nghiệm về xác suất dịch chuyển điện từ cho thấy dịch chuyển gamma về mức 1731,75 keV là dịch chuyển lưỡng cực điện; dịch chuyển gamma về mức 1557,72 keV, mức 1758,75 keV và mức 2316,82 keV là dịch chuyển hỗn hợp M1 và E2. Như vậy các mức sẽ có spin và độ chẵn lẻ là: 1731,75 keV (2+, 4+), 1557,72 keV (2-, 4-), 1758,75 keV (2-, 4-) và 2316,82 keV (2-, 4-). Bây giờ ta xét các mức còn lại theo thứ tự từ mức năng lượng thấp đến mức năng lượng cao. Các nghiên cứu trước đây cho thấy ở mức 17,16 keV phát gamma về mức cơ bản là dịch chuyển hỗn hợp M1 và E2, spin và độ chẵn lẻ của mức này là 2+. Ở mức 22,29 keV dịch chuyển tứ cực điện E2, spin và độ chẵn lẻ của mức này là 5+. Xét mức 435,59 keV. Dịch chuyển từ Bn về mức 435,59 keV là dịch chuyển E1, vậy spin và độ chẵn lẻ khả dĩ là 2+, 3+, 4+ và 5+. Các dịch chuyển từ mức 435,59 keV về mức thấp hơn là dịch chuyển hỗn hợp M1 và E2. Vì mức 17,16 keV là 2+ và mức cơ bản là 3+. Như vậy mức 435,59 keV chỉ có thể 138 nhận hai giá trị khả dĩ là 2+ và 3+. Có thể mình hoạ quá trình dịch chuyển như sau: Hình 30 Minh hoạ các dịch chuyển của mức 435,59 keV. Tương tự như mức 435,59 keV, dịch chuyển từ Bn về mức 792,63 keV là dịch chuyển E1, vậy spin và độ chẵn lẻ khả dĩ là 2+, 3+, 4+ và 5+. Các dịch chuyển từ mức 792,63 keV về mức thấp hơn là dịch chuyển hỗn hợp M1 và E2. Vì mức 435,59 keV là 2+, 3+, 140,30 keV là 1+, 22,29 keV là 5+ và mức cơ bản là 3+. Như vậy mức 792,63 keV chỉ có thể nhận hai giá trị khả dĩ là 2+ và 3+, mức 147,30 keV là 4+. Có thể mình hoạ quá trình dịch chuyển như sau: Hình 31 Minh hoạ các dịch chuyển của mức 792,63 keV. Áp dụng cách tính này cho các mức còn lại. Kết quả spin và độ chẵn lẻ các mức như sau: 845,64 keV (3+,4+), 1417,71 keV (2+,3+), 1793,75 keV (2+,3+), 2098,79 keV (2+,3+), 2167,80 kev (2+,3+), 2425,83 keV (2+,3+), 2857,88 keV 7310,68 3-, 4- 435,59 2+, 3+ 17,16 2+ 0 3+ 7310,68 3-, 4- 792,63 2+, 3+ 436,34 2+, 3+ 147,30 4+ 22,29 5+ 0 3+ 139 (3+), 3730,99 keV (3+). Hình 30, hình 31, hình 32, hình 33 và hình 34 mô tả một số mức có dịch chuyển phức tạp của 52V. Hình 32 Minh hoạ các dịch chuyển của mức 1417,71 keV. Hình 33 Minh hoạ các dịch chuyển của mức 1793,75 keV. Hình 34 Minh hoạ các dịch chuyển của mức 2098,79 keV. 7310,68 3-, 4- 1417,71 2+, 3+ 436,34 2+, 3+ 17, 16 2+ 0 3+ 7310,68 3-,4- 1793,75 2+,3+ 792,63 2+,3+ 436,34 2+,3+ 17, 16 2+ 0 3+ 7310,68 3-,4- 2098,79 2+,3+ 792,63 2+,3+ 436,34 2+,3+ 147,30 4+ 17,16 2+ 0 3+ 140  Với 59Ni Hạt nhân 59Ni ở trạng thái cơ bản có spin và độ chẵn lẻ là 3/2-, trạng thái hợp phần là 1/2+. Như vậy các dịch chuyển lưỡng cực điện từ trạng thái hợp phần về mức trung gian sẽ có spin và độ chẵn lẻ khả dĩ là: 3/2- và 1/2-. Kết quả thực nghiệm cho thấy các mức sau đây dịch chuyển trực tiếp từ Bn: 465,61 keV, 877,62 keV, 1301,63 keV, 2415,65 keV, 2893,66 keV, 3181,67 keV, 3563,68 keV, 3686,68 keV, 4048,69 keV, 4140,69 keV, 4714,70 keV. Thực nghiệm cho thấy chỉ có các mức sau 465,61 keV, 877,62 keV, 1301,63 keV, 3563,68 keV, 4048,69 keV, 4714,70 keV có dịch chuyển trực tiếp về mức cơ bản. Vì mức cơ bản có spin và độ chẵn lẻ là 3/2-, nên chỉ có giá trị 1/2- ở các mức này được chấp nhận. Dịch chuyển từ Bn về các mức này là dịch chuyển lưỡng cực điện E1, dịch chuyển trực tiếp ở các mức này về mức cơ bản là dịch chuyển hỗn hợp lượng cực từ M1 và tứ cực điện E2. Các mức còn lại 2415,65 keV, 3181,67 keV, 3686,68 keV vừa có dịch chuyển trực tiếp về mức cơ bản, vừa có dịch chuyển nối tầng bậc hai về mức cơ bản. Có thể mô tả quá trình dịch chuyển ở các trường hợp này như Hình 35. Hình 35 Mô tả dịch chuyển một số mức của 59Ni. Theo lý thuyết, bậc đa cực càng thấp thì thời gian sống của mức càng ngắn và năng lượng dịch chuyển thấp. Kết quả đo đạc bằng thực nghiệm cho thấy các dịch chuyển này dịch chuyển trực tiếp về mức cơ bản có cường độ bé hơn 3686,68 3181,67 2415,65      1/2-, 3/2- 465,61 339, 27    J=? Ef 3/2- 141 nhiều so với các dịch chuyển trung gian, do vậy mức độ ưu tiên bậc đa cực sẽ tính cho dịch chuyển gián tiếp về mức trung gian trước khi về mức cơ bản. Nếu ta chỉ xét L = 1 thì rõ ràng các mức 2415,65 keV, 3181,67 keV, 3686,68 keV có spin và độ chẵn lẻ là 3/2-. Dịch chuyển từ Bn về các mức này là dịch chuyển lưỡng cực điện E1, dịch chuyển từ mức này về các mức dưới là dịch chuyển hỗn hợp lưỡng cực từ M1 và tứ cực điện E2. Các mức trung gian là 339,27 keV, 465,61 keV, 877,62 keV, 1188,38 keV, 1301,63 keV, 1447,39 keV có spin và độ chẵn lẻ là 1/2- và dịch chuyển của các mức trung gian này về mức cơ bản cũng là dịch chuyển hỗn hợp M1 và E2. Bây giờ ta xét hai mức còn lại của dịch chuyển bậc 1 trực tiếp từ Bn là mức 2893,66 keV và mức 4140,69 keV. Mức 2893,66 keV và mức 4140,69 keV dịch chuyển bậc 1 trực tiếp từ Bn và là dịch chuyển E1 nên spin và độ chẵn lẻ khả dĩ là 1/2- và 3/2-. Ở các mức này có dịch chuyển hỗn hợp M1 và E2 và là dịch chuyển trực tiếp về các mức có spin và độ chẵn lẻ 1/2- (các mức trung gian là 339,10 keV, 465,61 keV và 877,62 keV, 1118,38 keV), như vậy mức 2893,66 keV và mức 4140,69 keV chỉ có thể là 3/2-.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfluan_an_mat_do_muc_va_ham_luc_thuc_nghiem_cua_cac_hat_nhan_t.pdf
  • pdfTom-tat-LA-Nguyen-An-Son.pdf
  • doctrang thông tin bằng tiếng anh.doc
  • doctrang thông tin bằng tiếng Việt.doc
Luận văn liên quan