TỔ NG QUAN V Ề B Ứ C X Ạ BETA – STRONTIUM VÀ YTTRIUM
Cơ sở lý thuyết về bức xạ beta
1.1.1.Giới thiệu về phân rã beta
Phân rã beta là quá trình chuyển đổi một hạt nhân thành một hạt nhân khác với cùng khối lượng nhưng có điện tích thay đổi một đơn vị, đồng thời phát ra một electron, một positron, hoặc chiếm một electron từ lớp vỏ nguyên tử Có ba loại phân rã beta: phân rã β+, phân rã β− và chiếm electron quỹ đạo.
Hạt beta bao gồm hai loại: hạt β− (electron) và hạt β+ (positron) Hạt β− có khối lượng khoảng 9,1091 x 10^-31 kg và mang điện tích -1e, trong khi hạt β+ có khối lượng tương đương với electron nhưng mang điện tích dương +1e.
Phân rã beta xảy ra khi hạt nhân phóng xạ thừa neutron, tức là tỉ số N
Z cao hơn đường cong bền của hạt nhân Khi phân rã beta, hạt nhân ban đầu A Z X phát ra hạt electron và phản neutrino để chuyển thành hạt nhân Z+1 A Y β
Quá trình phân rã beta thường đi kèm với sự phân rã gamma Hạt nhân 42 19 K trong trạng thái kích thích phát ra hai hạt beta, chuyển đổi thành hạt nhân 42 20 Ca ở trạng thái kích thích với năng lượng 1,53 MeV Sau đó, hạt nhân 42 20 Ca tiếp tục phát ra bức xạ gamma với năng lượng 1,53 MeV để trở về trạng thái cơ bản.
Hình 1.2 Minh họa sơ đồ phân rã beta của 42 19 K thành 42 20 Ca [5]
Phân rã positron xảy ra khi hạt nhân có tỉ lệ N
Phân rã alpha không thể xảy ra khi năng lượng quá thấp và không đáp ứng các điều kiện cần thiết Trong quá trình phân rã positron, hạt nhân ban đầu A ZX phát ra hạt positron và neutrino, chuyển đổi thành hạt nhân Z 1 A − Y.
Ví dụ về phân rã positron như sau: β
Positron, khác với electron, không tồn tại lâu trong tự nhiên Khi positron gặp electron trong nguyên tử, chúng sẽ hủy diệt lẫn nhau, tạo ra hai tia gamma với năng lượng tĩnh của electron là 0,511 MeV.
Một nguyên tử thiếu neutron có thể chuyển về trạng thái bền bằng cách phát hạt positron, nhưng khối lượng của nó phải lớn hơn ít nhất 2 lần khối lượng electron Nếu điều kiện này không được thỏa mãn, sự thiếu hụt neutron sẽ được khắc phục thông qua quá trình chiếm electron quỹ đạo, thường xảy ra với electron lớp K.
Ví dụ về quá trình chiếm electron của hạt nhân 22 11Na thành hạt nhân 22 10Nenhư sau: e − + 22 11 Na⎯⎯→ c e 22 10 Ne+v (1.6)
Hình 1.3 minh họa quá trình biến đổi của hạt nhân 22 11 Na thành 22 10 Ne thông qua hai quá trình chính: phân rã positron và chiếm electron lớp K Năng lượng liên kết của electron lớp K trong nguyên tử 22 11 Na là E = 1,08 keV Sau khi phản ứng, năng lượng phản ứng đạt E = 3,352 MeV Trong quá trình này, hạt nhân phát ra tia gamma với năng lượng 1,277 MeV, do đó, phần năng lượng còn lại là 2,075 MeV, được xem là động năng của phản hạt neutrino Hình 1.3 cũng chỉ ra rằng 22 10 Ne tiếp tục trải qua quá trình phân rã gamma.
1.1.2.Tính chất của phân rã beta
Quá trình phân rã beta xảy ra do lực tương tác yếu, khác với lực hạt nhân và lực điện từ, và có cường độ yếu hơn lực hạt nhân đến 14 bậc.
1.1.2.2 Bản chất của quá trình phân rã
Quá trình phân rã beta là hiện tượng trong hạt nucleon, nơi neutron biến thành proton hoặc ngược lại, cho thấy sự phức tạp hơn so với phân rã alpha Quá trình này không chỉ liên quan đến lý thuyết tương tác yếu mà còn cả lý thuyết cấu trúc hạt nhân Cụ thể, neutron có thể phân rã thành proton, electron và neutrino, trong khi proton có thể phân rã thành neutron, positron và neutrino.
1.1.2.3 Nguồn gốc của các hạt bay ra từ phân rã beta
Một câu hỏi quan trọng trong lĩnh vực vật lý hạt nhân là liệu electron, neutrino và các hạt khác phát sinh trong quá trình phân rã beta có tồn tại trong hạt nhân trước khi xảy ra phân rã hay không Theo lý thuyết hạt nhân hiện đại, các hạt này được sinh ra trong quá trình phân rã thông qua sự tương tác của các hạt cơ bản.
1.1.2.4 Dải các nguyên tố phân rã beta Đối với phân rã beta thì dải các nguyên tố phân rã rất rộng, từ hạt neutron tự do cho đến nguyên tố nặng nhất
1.1.2.5 Năng lượng giải phóng khi phân rã beta
Năng lượng giải phóng khi phân rã beta biến thiên từ 0,02 MeV trong phân rã (1.9) đến 13,4 MeV trong phân rã (1.10) β
1.1.3.Cân bằng năng lượng trong phân rã beta
Nếu coi rằng khối lượng neutrino và phản neutrino bằng 0 thì để xảy ra quá trình phân rã beta phải thỏa mãn các điều kiện như sau:
Phân rã β − phải thỏa mãn quan hệ về khối lượng sau:
Trong công thức tính toán khối lượng hạt nhân, M(Z,A) đại diện cho khối lượng của hạt nhân A Z X, trong khi M(Z+1,A) là khối lượng của hạt nhân Z+1 A X, với khối lượng electron được loại bỏ theo công thức (1.1) Tuy nhiên, trong thực tế, khối lượng đo được là khối lượng nguyên tử, vì vậy M(Z,A) và M(Z+1,A) được thay thế bằng khối lượng nguyên tử trước và sau phân rã, tương ứng là Miv và M r.
M = M(Z,A) + Zmi và M = M Z+1,A + Z+1 mr ( ) ( ) (1.12) Khi đó điều kiện phân rã β − trở thành: i r
1.1.3.2 Phân rã β + Đối với phân rã β + thì điều kiện về khối lượng hạt nhân là:
M Z,A > M Z 1,A + m− (1.14) Còn điều kiện về khối lượng nguyên tử là: i r
Trong đó: M = M(Z,A) + Zmi và M = M Z 1,A + Z 1 mr ( − ) ( − ) (1.16)
1.1.3.3 Quá trình chiếm electron Đối với quá trình chiếm electron thì điều kiện về khối lượng hạt nhân là:
M Z,A + m > M Z 1,A − (1.17) Còn điều kiện về khối lượng nguyên tử là: i r
Trong quá trình phân rã β + và chiếm electron, hạt nhân chuyển đổi từ proton sang neutron, dẫn đến sự cạnh tranh giữa hai quá trình này Theo các biểu thức (1.14) và (1.17), quá trình chiếm electron có khả năng xảy ra cao hơn so với phân rã β + từ góc độ cân bằng năng lượng Cụ thể, nếu các hạt nhân đầu và cuối thỏa mãn bất phương trình (1.20), quá trình chiếm electron được phép xảy ra, trong khi phân rã β + bị cấm.
Ví dụ, điều kiện (1.20) đúng với quá trình chiếm electron sau đây:
Trong đó hiệu số các khối lượng nguyên tử bằng 0,864 MeV trong lúc khối lượng hai hạt electron bằng 1,02 MeV Vậy 7 4Be chỉ bắt electron mà không phân rã β +
1.1.4.Phổnăng lượng của hạt beta
Trong phân rã beta, hai hạt được phát ra là electron và phản neutrino, do đó, việc phân bố năng lượng giữa chúng là rất quan trọng Mặc dù năng lượng giật lùi của hạt nhân con có thể bỏ qua, nhưng sự phân chia năng lượng giữa electron và phản neutrino là ngẫu nhiên trong mỗi lần phân rã, với năng lượng của electron có thể dao động từ 0 đến giá trị tối đa Emax Tuy nhiên, khi xem xét một số lượng lớn phân rã beta, phân bố năng lượng của electron không còn ngẫu nhiên mà có dạng xác định, được gọi là phổ electron của phân rã beta.
Các phổ beta có đặc điểm chung là phân bố trơn tru, không có đỉnh nhọn và kết thúc ở giá trị năng lượng tối đa Emax Năm 1931, Pauli đã dự đoán sự tồn tại của hạt neutrino dựa trên những đặc tính này của phổ beta, trước khi hạt này được quan sát sau đó một phần tư thế kỷ Neutrino đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo các định luật bảo toàn năng lượng, động lượng và momen động lượng trong quá trình phân rã beta.
Tổng quan về Strontium–90 (Sr-90)
Strontium-90 là đồng vị phóng xạ chủ yếu từ phản ứng phân hạch hạt nhân, thường xuất hiện trong bụi từ các vụ nổ hạt nhân như tai nạn ở sông Techa, Chernobyl và Fukushima Nó cũng được tìm thấy trong các thanh nhiên liệu đã qua sử dụng của lò phản ứng hạt nhân và được xem là một sản phẩm thải nguy hiểm.
Strontium là một kim loại bạc mềm, sáng, nhưng sẽ chuyển sang màu vàng khi tiếp xúc với không khí [6]
Strontium có đặc tính tương tự như Canxi, được hấp thụ qua đường hô hấp, thực phẩm và nước uống Trung bình, 30-40% Strontium-90 được hấp thụ vào máu, với tỷ lệ lên tới 60% ở trẻ em trong năm đầu đời Người lớn ăn chay hoặc có chế độ ăn kiêng cũng có thể tăng cường hấp thụ Strontium, vì cơ thể coi nó như Canxi Strontium chủ yếu tích tụ ở xương và răng, dẫn đến nguy cơ cao mắc các bệnh ung thư xương, tủy xương và các mô mềm xung quanh xương.
Strontium không phát gamma, do đó giảm nguy cơ khi bị chiếu xạ bên ngoài Tuy nhiên, nó lại rất nguy hiểm khi bị chiếu xạ bên trong do phát beta và có thời gian bán rã tương đối dài, khiến Strontium trở thành mối nguy trong bụi phóng xạ Hình 1.6 minh họa quá trình phân rã beta của Strontium, trong đó Sr-90 phát beta với năng lượng 0,546 MeV thành Y-90 không ổn định, và sau đó Y-90 tiếp tục phát beta với năng lượng 2,28 MeV để trở thành Zr-90 ổn định Thời gian tồn tại của Y-90 ngắn hơn nhiều so với Sr-90, với thời gian bán rã lần lượt là 64 giờ và 28,8 năm Hai quá trình phân rã này đều phát 100% beta mà không có tia gamma, tạo điều kiện thuận lợi cho việc xác định phân rã và phân tích phổ beta phát ra.
Hình 1.6 Sơđồ phân rã của Sr-90
Strontium là một nguyên tố quan trọng trong thương mại và nghiên cứu, được ứng dụng trong vật liệu quang học, tạo màu đỏ cho pháo hoa và đèn tín hiệu Ngoài ra, strontium còn được sử dụng như một chất khử oxy trong các ống electron, làm chất đánh dấu phóng xạ trong y học hạt nhân và là nguồn năng lượng cho các thiết bị nghiên cứu, chẳng hạn như hệ thống SNAP (Systems for Nuclear Auxiliary Power) để cung cấp năng lượng cho trạm thời tiết và vệ tinh.
Tổng quan về Yttrium–90 (Y-90)
Tính chất hóa học của Yttri được xác định bởi số hiệu nguyên tử (Z), điều này có nghĩa là các đồng vị của Yttri có tính chất hóa học tương tự nhau Cụ thể, Yttri không phóng xạ và Yttri-90, mặc dù phóng xạ, vẫn có những đặc điểm hóa học chung.
Yttri là nguyên tố thuộc nhóm IIIB, chu kì 5, số thứ tự nguyên tử bằng 39
Nguyên tố nhóm IIIB với cấu hình điện tử 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹ 5s² chỉ có một electron d, dẫn đến cấu hình 4d¹ 5s² kém bền và hoạt động hóa học cao Đặc biệt, trạng thái oxy hóa của nguyên tố này không thay đổi và luôn là +3, như được thể hiện trong bảng tuần hoàn.
Yttri, một kim loại chuyển tiếp hóa trị ba, tạo ra nhiều hợp chất vô cơ khác nhau với số ôxi hóa thông thường là +3 thông qua quá trình cho đi.
3 electron hóa trị của nó, ion Y 3+ không màu trong dung dịch Các đặc điểm của Yttri như bảng 1.3 sau:
Bảng 1.3 Đặc điểm và tính chất của Yttrium
Phân loại Kim loại họ lantanoit
Cấu hình điện tử [Kr] 4d 1 5s 2 [Xe]
Bán kính cộng hóa trị (pm) 180 Độ dài liên kết cộng hóa trị (pm) 190 ± 7
Yttri có đồng vị Y-89 là đồng vị bền duy nhất tồn tại trong tự nhiên Yttri khá bền trong không khí nhờ vào lớp màng oxit bảo vệ, nhưng khi bị nghiền nhỏ và đốt nóng, nó dễ dàng chuyển hóa thành yttri oxit.
Yttri phản ứng chậm với nước lạnh nhưng phản ứng khá nhanh với nước nóng cho ra Yttrihydroxit và giải phóng khí hidro:
2Y (r) + 6H2O (l) → 2Y(OH)3 (l) + 3H2 (k) (1.69) Kim loại Yttri phản ứng với tất cả các halogen trihalides như fluoride Yttrium (III) (YF3), Yttri clorua (III) (YCl3), và Yttri bromide (III) (YBr3) ở nhiệt độ 200 °C
2Y (r) + 3F2(k) → 2YF 3 (r) (1.70) 2Y (r) + 3Cl2 (k) → 2YCl3 (r) (1.71) 2Y (r) + 3Br2 (k) → 2YBr3 (r) (1.72) 2Y (r) + 3I2 (k) → 2YI 3 (r) (1.73)
Cacbon, phốt pho, selen, silic và lưu huỳnh đều tạo thành các hợp chất nhị phân với Yttri ở nhiệt độ cao Yttri-90, một đồng vị phóng xạ nhân tạo, được sinh ra từ sự phân rã β− của hạt nhân 90 Sr.
235U n,f Sr⎯⎯ → Y (1.74) Hoặc được chiếu xạ trên lò phản ứng với phương trình kích hoạt 89 Y(n,γ) 90 Y
Yttrium-90, sau khi phân rã β−, chuyển thành đồng vị Zr-90 bền và phát ra năng lượng 2,28 MeV Hiện nay, Yttrium-90 được sử dụng rộng rãi trong điều trị ung thư nhờ vào các tính chất vật lý nổi bật, đặc biệt là năng lượng phát tia beta cao.
Y-90, với năng lượng phát tia β− đạt 2,280 keV, có quãng chạy trong mô dài hơn tất cả các hạt β− khác (11 mm, tương đương khoảng 600 tế bào) và không phát tia gamma Thời gian bán rã của Y-90 là 64,14 giờ, điều này cho phép nó tiêu diệt tế bào ung thư hiệu quả hơn so với các đồng vị phóng xạ khác, đặc biệt là trong điều trị khối u rắn Một lợi thế khác của Y-90 là luôn có sẵn nhờ sự phân rã của đồng vị mẹ Sr-90.
Bảng 1.4 Tính chất hạt nhân của đồng vị Yttrium [8] Đồng vị Tồn tại Chu kỳ phân rã Phân rã
89 Y tự nhiên 89 Y đồng vị bền
Hình 1.8 Sơ đồ phân rã rã Y-90 Phân rã phóng xạ của Y-90 tuân theo quy luật động học bậc nhất:
Trong nghiên cứu này, N đại diện cho số nguyên tử của hạt nhân phóng xạ Y-90, là hằng số tốc độ phân rã, và N0 là số nguyên tử tại thời điểm t = 0 Với những tính năng vượt trội, đồng vị phóng xạ Y-90 đã được nghiên cứu và ứng dụng hiệu quả trong điều trị y học hạt nhân.
Y-90 với protein, peptid, kháng thể và các chất sinh học khác dùng trong điều trị các loại bệnh ung thư khác nhau như:
- Keo Y-90 silicate/citrate điều trị viêm khớp
- Y-90 đánh dấu hạt vi cầu tạo thành y-90-microsphere điều trịung thư gan.
- Y-90-Ibritumomab điều trị u lympho bào B không Hodgkin (Zevalin)
- Y-90-DOTATATE điều trị u thần kinh nội tiết
- Y-90-EDTMP điều trị giảm đau di căn ung thư xương
- Y-90-kháng thể đơn dòng hoặc peptid để điều trị các ung thư khác.
K ế t lu ận chương 1
Chương 1 đã trình bày tổng quan và cho chúng ta cái nhìn tổng thể về phân rã beta, các tính chất của bức xạ beta và sựtương tác của bức xạ beta với vật chất Trong chương 1 cũng đã trình bày tổng quan về những đặc tính của hai đồng vị phóng xạ Strontium -90 và đồng vị con của nó là Yttrium – 90, đồng thời chỉ ra được sự quan trọng của Yttrium – 90 trong y học hạt nhân và ứng dụng của nó vào điều trịung thư.
HỆ ĐO TỔ NG BETA B Ằ NG ỐNG ĐẾ M GEIGER – MULLER
Ống đếm chứa khí Geiger – Muller
2.1.1.Nguyên tắc hoạt động Ống đếm GM là loại ống đếm chứa khí hoạt động trong vùng phóng điện, có dạng hình trụ Anode là một sợi dây chính giữa trụ, cathode là lớp kim loại mỏng được phủ ở thành trong của ống đếm
Hình 2.1 Cấu tạo của ống đếm Geiger - Muller
Khi điện thế tăng vượt quá mức tỷ lệ, số electron thứ cấp gia tăng nhanh chóng dọc theo dây anode, dẫn đến việc phát ra tia cực tím khi các electron va chạm vào dây Tia cực tím này lại giải phóng thêm electron từ thành ngoài ống đếm, và các electron này được gia tốc về phía dây trung tâm, tạo ra tia sáng cực tím khác Quá trình này diễn ra trong thể tích khí và dọc theo dây anode, làm tăng nhanh số electron trong ống đếm, từ đó gia tăng biên độ tín hiệu đầu ra Ống đếm Geiger – Muller hoạt động trong chế độ thác lũ này.
Trên miền IV, hình 2.2 cho thấy đặc trưng vận tốc đếm – điện thế của ống đếm G – M có một miền plateau, nơi mà tốc độ đếm không thay đổi khi tăng cao thế nguồn Điều này xảy ra vì trong quá trình thác lũ, các electron, là hạt nhẹ, được tự hợp nhanh chóng, trong khi các ion nặng chuyển động chậm hơn, dẫn đến việc không tụ hợp kịp thời Kết quả là một "ống" các điện tích dương chuyển động chậm hình thành xung quanh dây dẫn trung tâm, làm cho quá trình thác lũ bị chấm dứt khi các electron rơi vào đám mây ion dương và bị bắt trước khi đến dây trung tâm.
Hình 2.2 Đường đặc trưng điện tích – điện thế đối với ống đếm chứa khí [5]
Hình 2.2 mô tả các miền chức năng của thiết bị đo bức xạ, bao gồm miền I là miền tái hợp, miền II là buồng ion hóa, miền III là ống đếm tỉ lệ, miền IV là ống đếm Geiger – Muller, và miền V là miền phóng điện.
Khi quá trình thác lũ kết thúc, đám mây ion gần điện cực ngoài kéo các electron ra để trung hòa Một số electron rơi vào quỹ đạo năng lượng cao của ion dương và phát ra bức xạ tia cực tím khi trở về quỹ đạo năng lượng thấp hơn Các tia cực tím này tác động lên thành ngoài của ống đếm, tạo ra quá trình thác lũ mới, dẫn đến hiện tượng phóng điện liên tục trong ống đếm G – M Để chấm dứt quá trình thác lũ, có thể bổ sung khí đa nguyên tử vào thể tích khí cơ bản như Argon, Neon, hoặc Nitơ Các khí bổ sung như hơi rượu, etilen, và đimêtôxi – mêtan giúp tạo môi trường hấp thụ bức xạ tử ngoại, ngăn chặn việc bứt electron từ ống đếm, từ đó làm tắt quá trình thác lũ Ống đếm G – M theo phương pháp này được gọi là ống đếm tự tắt.
Hình 2.3 minh họa vùng plateau của ống đếm Geiger-Muller Khi điện thế làm việc được tăng từ Vs lên V2, trong khoảng V1 đến V2, số đếm không còn tăng thêm, cho thấy hiện tượng plateau.
Điểm V1 xác định vị trí bắt đầu của miền plateau, trong khi điểm V2 đánh dấu vị trí kết thúc Thông thường, điểm làm việc VP được chọn gần giữa miền plateau Miền plateau có hai đặc trưng chính: độ dài plateau được tính bằng công thức (V2 - V1) và độ nghiêng của plateau được xác định theo công thức tương ứng.
= 100V = là chấp nhận được trong nhiều ứng dụng thực tế
Hình 2.3 Đặc trưng plateau của ống đếm Geiger – Muller [5]
2.1.3.Thời gian chết và thời gian hồi phục
Thời gian chết và thời gian hồi phục là hai yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tốc độ đếm của ống đếm Geiger – Muller Thời gian chết là khoảng thời gian mà đầu dò không thể phát hiện bức xạ, trong khi thời gian hồi phục là khoảng thời gian cần thiết để tín hiệu từ hạt tạo xung điện trở về kích thước ban đầu Tốc độ đo được tính toán dựa trên các thông số này.
Trong đó: là thời gian chết, N là tốc độ đếm Công thức (2.3) chỉ đúng khi
N 1 Thời gian chết của ống đếm Geiger - Muller khoảng 50 – 200 μsec
Hình 2.4 Thời gian chết và thời gian hồi phục của ống đếm Geiger – Muller [5]
2.1.4.Hiệu suất ghi của đầu dò
Trong các phép đo phóng xạ, cần lưu ý rằng không phải tất cả các hạt đều được ghi nhận khi đi vào ống đếm Ngay cả khi có tương tác, tín hiệu chỉ được ghi nhận nếu vượt quá độ nhạy của hệ thống Do đó, hiệu suất ghi là một thông số cơ bản trong việc xác định hoạt độ của mẫu phân tích Hiệu suất ghi được tính bằng tỷ số giữa số bức xạ ghi nhận và số bức xạ đi vào ống đếm, hay còn gọi là xác suất ghi nhận bức xạ.
Trong bài viết này, N đại diện cho số đếm đo được tại vị trí tương ứng, Np là số đếm phông, t là thời gian đo, và A là hoạt độ nguồn chuẩn tại thời điểm đo được tính bằng Becquerel (Bq).
Xác suất ghi nhận bức xạ chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm loại bức xạ và năng lượng của nó, khoảng cách từ nguồn đến thiết bị phát hiện, kích thước và vật liệu của detector, cũng như ngưỡng phân biệt của thiết bị ghi.
Các ống đếm Geiger - Muller nghiên cứu trong khóa luận
2.2.1 Ống đếm Geiger - Muller nghiên cứu tại Bộ môn Vật lý Hạt nhân Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh a) Bộđiều khiển và hiển thị sốđếm b) Ống đếm Geiger - Muller
Hình 2.5 Ống đếm Geiger - Muller tại bộ môn Vật lý hạt nhân Trường Đại học
Khoa học Tự nhiên TP.HCM
2.2.1.2 Các nút điều khiển của máy
POWER: Tắt/Mở máy và nằm ở phía sau, sử dụng nguồn điện 220V và sáng màu đỏ khi bật
SELECT FUNCTION: Dùng để chọn 4 chức năng đếm khác nhau, chức năng được chọn sẽ sáng đèn led và đèn nhấp nháy khi bắt đầu đếm
Count continuously: Đếm liên tục với thời gian tùy ý
100 sec: Đếm 100 giây rồi dừng
10 sec: Đếm 10 giây rồi dừng
Rate: Số đếm/ giây, tốc độ đếm được hiển thị là từ 1 đến 10000 số đếm/ giây
START: Bắt đầu đo Nếu nhấn trong khi đếm, màn hình sẽ đóng băng số đếm STOP: Dừng đo và số đếm được lưu vào bộ nhớ
RESET: Nhấn sau khi đếm, đặt lại màn hình hiển thị về 0
MEM: Bộ nhớ lưu trữ số đếm đã lưu Nếu bộ nhớ hoạt động đèn led đỏ sẽ sáng, nếu bộ nhớ đầy đèn led sẽ nhấp nháy
SPEAKER: Điều chỉnh âm thanh loa ngoài, Mỗi tín hiệu vào sẽ phát ra tiếng
GEIGER: Điều chỉnh điện áp đặt vào ống đếm GM từ 200 đến 600V Điện áp làm việc ổn định của đầu dò khoảng 400V
2.2.2 Ống đếm Geiger Muller tại viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt
2.2.2.1 Giới thiệu hệđo tổng hoạt độ beta GC 602A
Máy đo tổng hoạt độ beta GC 602A, do Nucleonix System sản xuất, là một hệ thống đếm đa năng được thiết kế trên chip điều khiển 8 bit, phục vụ cho nghiên cứu và đào tạo trong lĩnh vực đo lường bức xạ.
Hình 2.6 Ống đếm Geiger - Muller tại Viện nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt
2.2.2.2 Các thông số chính của thiết bị Ống đếm GM cửa sổ, dạng đứng SG 200
Xung ra ống đếm GM phân cực âm, biên độ 500 mV
Thời gian đo 0 – 9999 s Đại lượng đo được: Số đếm/ giây (cps) tương ứng với ngưỡng đo 0 – 999999 cps
Ngoài ra, GC 602A có thể kết nối với máy in và máy tính để in kết quả hay xử lý số liệu
2.2.2.3 Các nút điều khiển của máy đo GC 602A
Trên máy đo GC 602A gồm có 6 nút điều khiển theo sơ đồ hình 2.7
Hình 2.7 các nút điều khiển của máy đo beta loại GC 602A
Chức năng của nút trong hệđo
PROG: Dùng để đặt thông số hoạt động của thiết bị cho các chế độ/ điều kiện đo khác nhau
START: Dùng để bắt đầu đo khi tất cả các tham sốđã được cài đặt
STOP: Dùng để dừng phép đo
STORE: Nút này được sử dụng để lưu trữ các giá trị đo hoặc dữ liệu trong chế độlưu trữ thủ công
Hai nút này được sử dụng trong khi đặt tham số trong program tăng và giảm giá trị đểthay đổi tùy chọn của phép đo.
Kết luận chương 2
Chương 2 đã nêu khái quát về nội dung của ống đếm chứa khí Geiger – Muller, những đặc trưng cơ bản của ống đếm như vùng plateau, thời gian chết và thời gian hồi phục của ống đếm, cũng như hiệu suất ghi của đầu dò
Chương 2 cũng đã giới thiệu về cấu tạo và chức năng của hai ống đếm Geiger – Muller tại Bộ môn Vật lý Hạt nhân trường Đại học Khoa học Tự nhiên và tại Trung tâm nghiên cứu Viện hạt nhân Đà Lạt được sử dụng trong khóa luận
CHƯƠNG 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊ NH Sr-90/Y-90
3.1 Phương pháp đếm tổng hoạt độ beta xác định nhanh tỷ số hoạt độ Sr-90/Y-90
Phương pháp thực nghiệm chính xác để xác định tỷ số hoạt độ Sr-90/Y-90 trong mẫu đo là tách hóa hai đồng vị Sr-90 và Y-90, sau đó sử dụng máy đo hoạt độ beta để đo riêng lẻ hoạt độ của từng đồng vị Tuy nhiên, phương pháp này yêu cầu phải phân hủy mẫu, trang bị phòng thí nghiệm để tách hóa và tiêu tốn nhiều thời gian.
Trong khóa luận này, chúng tôi giới thiệu một phương pháp đơn giản và dễ thực hiện để xác định nhanh tỷ số hoạt độ Sr-90/Y-90 mà không cần phân hủy mẫu Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là độ chính xác kém khi hoạt độ của mẫu ở mức thấp.
Phương pháp này xác định phổ beta thực nghiệm và áp dụng mô hình toán học để tách phổ Y-90 từ phổ tổng, như thể hiện trong hình 3.1 Từ đó, có thể tính tỷ số hoạt độ Sr-90/Y-90 trong mẫu đo Phổ beta thực nghiệm được xác định bằng cách đo suy giảm số đếm trên hệ đếm tổng hoạt độ beta GC 602A, sử dụng các mẫu chuẩn nhôm che chắn có độ dày khác nhau.
Hình 3.1 Phổ tổng của nguồn Sr-90 [9]
Mẫu chuẩn nhôm là nhôm kim loại tinh khiết với mật độ 2,7 g/cm³ Khả năng che chắn tia beta của nhôm phụ thuộc vào năng lượng và độ dày của nó, được tính toán bằng phương pháp mô phỏng Monte Carlo.
MCNP, or alternatively, online calculation software (http://athopkins.stanford.edu/shields.html), can be utilized for shielding calculations Table 3.1 presents data on the maximum energy of beta rays shielded by varying thicknesses of aluminum.
Bảng 3.1 Năng lượng cực đại của tia beta bị che chắn theo độ dày tấm nhôm Độ dày nhôm d i (mm)
Năng lượng cực đại bị che chắn E i
(keV) Độ dày nhôm d i (mm)
Năng lượng cực đại bị che chắn E i
Phương pháp đếm tổng hoạt độ beta xác định nhanh tỷ số hoạt độ Sr-90/Y-90 36 1 Phương pháp
Đồng vị Sr-90 phát ra năng lượng 546 keV sẽ bị che chắn hoàn toàn bởi mẫu chuẩn nhôm có độ dày 0,6 mm Các số đếm thu nhận ở các độ dày lớn hơn 0,6 mm là do đồng vị Y-90 phát ra Từ việc quan sát số đếm suy giảm tương ứng với các độ dày khác nhau, chúng ta có thể xác định số đếm suy giảm trung bình trên một đơn vị năng lượng (1 keV) theo công thức 3.1.
Bằng cách vẽ đường cong N i =N i −N i+1 , hoặc Φ iphụ thuộc E i, chúng ta có thể thu được dáng điệu phổ thực nghiệm của nguồn Sr-90 cần khảo sát.
Phổ beta của đồng vị Y-90 thể hiện hình dáng parabol bậc 2, như thể hiện trong hình 3.1 Để khớp các số liệu thực nghiệm từ dải năng lượng 566 – 2313 keV, cần áp dụng một đa thức bậc 2 theo công thức 3.2.
Chúng ta có thể xây dựng một đa thức mô tả phổ của đồng vị Y-90 trong phổ tổng Bằng cách tích phân đa thức bậc 2 trong khoảng từ 0 đến 2500 keV, ta sẽ thu được tổng hoạt độ của đồng vị Y-90 Từ đó, có thể tính tỷ số hoạt độ giữa Sr-90 và Y-90 theo công thức 3.3.
3.1.2.Chuẩn bị mẫu và thiết bịđo
Thiết bị đo tổng hoạt độ beta sử dụng ống đếm Geiger-Muller tại Trung tâm đào tạo Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt hoạt động với điện áp 650 V, được xác định dựa trên khảo sát vùng plateau.
Hình 3.2 Máy đo tổng hoạt độ beta tại Trung tâm đào tạo viện nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt
Bộ mẫu chuẩn độ dày nhôm từ 0 đến 0,9 mm, được đánh số từ 0 đến 10, được cung cấp bởi Cơ quan Bahabha Ấn Độ cho Trung tâm Đào tạo Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt.
Hình 3.3 Bộ mẫu chuẩn độ dày nhôm
Mẫu khảo sát chứa Y-90 được chiết xuất từ nguồn Sr-90 trong dung dịch HNO3 1.5 M với hoạt độ riêng 50 Ci/g Nghiên cứu này nhằm nhanh chóng đánh giá thành phần Sr-90 còn sót lại trong mẫu Y-90, sử dụng màng mỏng đặc hiệu ở buồng triết đầu tiên Để đạt được Y-90 có độ sạch cao cho ứng dụng y tế, phương pháp triết thường yêu cầu ít nhất hai buồng triết liên tiếp.
Mẫu được lấy ra từ một diện tích nhỏ, tương đương với một điểm trên bề mặt của tờ giấy thấm có đường kính 2 cm Sau đó, tờ giấy thấm được bọc kín bằng băng keo trong để ngăn chặn sự xâm nhập của bụi bẩn phóng xạ Tất cả các thao tác này được thực hiện trong một chu trình thí nghiệm kín.
Hình 3.4 Sơ đồ hệ triết tách dung dịch Y-90
Hình 3.5 Nguồn khảo sát đã được chuẩn trực và khay đặt nguồn
Hình 3.6 Khay đặt vật liệu che chắn
Phương pháp tách Sr-90 và Y-90 b ằ ng t ừ trườ ng nam châm
Bài viết này nhằm đánh giá mức độ bẻ cong của từ trường nam châm đối với tia beta năng lượng thấp từ nguồn Strontium-90 Phương pháp nghiên cứu dựa vào đặc tính của các hạt beta, là những hạt mang điện với khối lượng nhỏ, cho thấy rằng đường đi của chúng sẽ bị bẻ cong khác nhau trong từ trường, phụ thuộc vào độ mạnh của từ trường và năng lượng của các hạt beta phát ra.
Trong khóa luận này, chúng tôi đã tiến hành khảo sát ba nam châm cùng loại với kích thước khác nhau, như thể hiện trong hình 3.13 Cường độ từ trường của từng nam châm sẽ có sự khác biệt, và kết quả được trình bày trong bảng 4.3 thông qua cách bố trí thí nghiệm đo được mô tả trong hình 3.14.
Đồng vị Sr–90 phát beta với năng lượng 546 keV chuyển đổi thành Y-90, trong khi Y-90 phát beta với năng lượng 2280 keV chuyển đổi thành Zr-90 ở trạng thái ổn định Hai mức năng lượng beta này có sự khác biệt rõ rệt.
Yttrium phát ra bức xạ mạnh hơn, dẫn đến việc các tia beta từ Strontium sẽ bị bẻ cong nhiều hơn trong từ trường so với Yttrium.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi cố định nguồn Sr-90 và đặt nam châm ở ba vị trí khác nhau trên thanh sắt chữ U, tương ứng với khu vực I, II và III Tại mỗi vị trí nam châm, chúng tôi tiến hành khảo sát số đếm của Y-90 đi thẳng, số đếm của Sr-90 bị bẻ cong ở một góc α0, cùng với tổng số đếm của Sr-90 và Y-90 truyền thẳng khi không có nam châm Các kết quả được minh họa qua các hình 3.8, 3.9 và 3.10.
Hình 3.7 Ba khu vực đặt nam châm trên thanh sắt chữ U a) Khảo sát số đếm Y-90 b) Khảo sát số đếm Sr-90 c) Khảo sát số đếm tổng của Sr-90 và Y-90
Hình 3.8 Khảo sát số đếm tại khu vực I trên thanh sắt chữ U a) Khảo sát số đếm Y-90 b) Khảo sát số đếm Sr-90 c) Khảo sát sốđếm tổng của Sr-90 và Y-90
Hình 3.9 Khảo sát số đếm tại khu vực II trên thanh sắt chữ U a) Khảo sát số đếm Y-90 b) Khảo sát số đếm Sr-90 c) Khảo sát sốđếm tổng của Sr-90 và Y-90
Hình 3.10 Khảo sát số đếm tại khu vực III trên thanh sắt chữ U
Dựa vào số đếm khảo sát tại các vị trí khác nhau của ba nam châm, chúng ta có thể tính toán hiệu suất thu nhận của Sr-90 và Y-90 khi có nam châm so với tổng số đếm thu nhận được khi không có nam châm, sử dụng công thức 3.4 và 3.5.
Nguồn Strontium trong phương pháp này là nguồn cân bằng, dẫn đến số đếm thu nhận được của Sr-90 và Y-90 gần như bằng nhau Dựa trên điều này và hiệu suất tính được, chúng ta có thể xác định loại nam châm có từ trường tối ưu để bẻ cong gần như hoàn toàn các tia beta năng lượng thấp, từ đó tính được tỷ số hoạt độ của Sr-90/Y-90.
3.2.2.Chuẩn bị mẫu và thiết bịđo
Mẫu khảo sát là mẫu chuẩn Sr-90 dạng điểm, có đường kính 2,54 cm và hoạt độ 0,1 Ci được sản xuất vào tháng 10 năm 2007
Tại Bộ môn Vật lý hạt nhân Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, thiết bị đo được sử dụng là ống đếm Geiger-Muller, với cao thế làm việc được chọn là 600 V.
Hình 3.12 Ống đếm Geiger-Muller tại Bộ môn Vật lý hạt nhân
Nam châm được sử dụng trong khóa luận là nam châm vĩnh cửu gồm 3 loại có kích thước, bề dày khác nhau được thể hiện trên hình 3.13
Trong khóa luận, ba loại nam châm được sử dụng bao gồm Nam châm A, Nam châm B và Nam châm C Để thực hiện các phép đo, một thanh sắt hình chữ U được sử dụng để cố định nguồn và các nam châm.
Hình 3.14 Thanh sắt chữU dùng để cốđịnh nam châm
3.2.3 Đo cảm ứng từ của 3 loại nam châm sử dụng trong khóa luận Để đo được cảm ứng từ của ba loại nam châm ta bố trí thí nghiệm như hình
3.15 Cho dòng điện cốđịnh 2 Ampe chạy qua đoạn dây dẫn dài 0,04680,0003 m, lần lượt đặt các cặp nam châm A, B, C cần đo cảm ứng từ vào thanh sắt chữ U sao cho lực từ hướng xuống được xác định bằng quy tắc bàn tay trái như hình 3.16, độ lớn của lực từđược thể hiện trên số chỉ của lực kế có giới hạn đo 0,01N Từđó ta tính được cảm ứng từ của nam châm bằng công thức 3.6
Hình 3.15 Bố trí thí nghiệm đo cảm ứng từ của ba loại nam châm
Hình 3.16 Xác định lực bằng quy tắc bàn tay trái
Công thức tính cảm ứng từ B:
Trong công thức tính lực từ, B đại diện cho cảm ứng từ của nam châm tính bằng Tesla (T), F là độ lớn của lực từ tính bằng Newton (N), I là cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tính bằng Ampe (A), và l là chiều dài của đoạn dây dẫn tính bằng mét (m).
Kết luận chương 3
Chương 3 đã trình bày cụ thể về hai phương pháp có thể phân biệt được Yttrium – 90 từ hỗn hợp Sr-90/Y-90:
Phương pháp thứ nhất: Phương pháp đếm tổng hoạt độbeta xác định nhanh tỷ số hoạt độ Sr-90/Y-90
Phương pháp thứ hai: Phương pháp tách Sr-90 và Y-90 bằng từ trường nam châm
Trong chương 3, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về các phương pháp thực hiện trong khóa luận, cùng với các mẫu và thiết bị đo được sử dụng cho những phương pháp này.
KẾ T QU Ả VÀ TH Ả O LU Ậ N
Phương pháp t ách Sr-90 và Y-90 b ằ ng t ừ trườ ng nam châm
4.2.1.Kết quảđo cảm ứng từ của ba loại nam châm
Thí nghiệm được thực hiện 5 lần với cường độ dòng điện cố định là 2A và chiều dài dây dẫn trong từ trường là 0,0468 ± 0,0003 m Mỗi lần đo, giá trị lực từ được ghi nhận trên lực kế Các giá trị đo được trình bày trong bảng 4.3, trong khi giá trị cảm ứng từ được tính toán theo công thức 3.6.
Bảng 4.3 Số liệu đo cảm ứng từ của ba nam châm
Nam châm A Nam châm B Nam châm C
4.2.2.Kết quả tách Sr-90 và Y-90 bằng từtrường nam châm
Trong thí nghiệm với mỗi nam châm, ta khảo sát ở ba vị trí, mỗi vị trí thực hiện
3 phép đo, mỗi phép đo ta thực hiện 5 lần đo, mỗi lần đo trong thời gian 200 giây Kết quả đo được thể hiện trong bảng 4.5, 4.6 và 4.7
Bảng 4.4 Số liệu đo phông môi trường
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 TB
Bảng 4.5 Số liệu đo các khu vực của nam châm A (36,23,2 mT)
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Khu vực
Bảng 4.6 Số liệu đo các khu vực của nam châm B (55,42,2 mT)
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Khu vực
Bảng 4.7 Số liệu đo các khu vực của nam châm C (80,93,2 mT)
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Khu vực
4.2.3.Xử lý số liệu và kết quả
Dựa trên các số liệu thực nghiệm từ bảng 4.5, 4.6 và 4.7, hiệu suất thu nhận của số đếm Sr-90 và Y-90 được tính toán so với số đếm tổng thu được khi không sử dụng nam châm, theo công thức 3.4 và 3.5 Kết quả tính toán hiệu suất này được trình bày trong bảng 4.8.
Nam châm A có giá trị cảm ứng từ 36,23,2 mT khi khảo sát ở khu vực I, II và III trên thanh sắt chữ U Hiệu suất thu nhận của Sr-90 so với tổng chỉ đạt khoảng 10-33%, cho thấy từ trường do nam châm A tạo ra không đủ mạnh để bẻ cong hoàn toàn các tia beta năng lượng thấp (0-546 keV) của Strontium ra khỏi số đếm tổng.
Ngược lại với nam châm A, nam châm C có giá trị cảm ứng từ 80,93,2 mT (lớn hơn 2,23 lần nam châm A) thì hiệu suất thu nhận được của Sr-90 ở khoảng
80% tổng số đếm thu nhận được bị ảnh hưởng bởi từ trường Nhờ vào giá trị từ trường này, các tia beta năng lượng thấp của Sr-90 và một phần các tia beta của Y-90 đã bị bẻ cong so với hướng ban đầu.
Nam châm B có giá trị cảm ứng từ 55,42,2 mT, lớn hơn khoảng 1,53 lần so với nam châm A và nhỏ hơn khoảng 1,46 lần so với nam châm C Tại khu vực II và III, hiệu suất ghi nhận của Sr-90 và Y-90 gần như tương đương, với hiệu suất tại khu vực II lần lượt là 56,690,37% và 67,22%.
0,51% (chênh lệch 0,19%) và ở khu vực III là 63,750,56% và 77,690,53% (chênh lệch 0,22%)
Bảng 4.8 Hiệu suất thu nhận của Sr-90, Y-90 so với tổng Sr-90 và Y-90
Nam châm A Nam Châm B Nam Châm C
Hiệu suất so với tổng (%)
Hiệu suất so với tổng (%)
Hiệu suất so với tổng (%)
Kết quả đo cho thấy từ trường nam châm có khả năng bẻ cong các tia beta Cụ thể, khi tăng cường độ từ trường từ nhỏ đến lớn, các tia beta năng lượng thấp phát ra từ Sr-90 chỉ bị bẻ cong một phần ở từ trường nhỏ Tuy nhiên, ở mức từ trường khoảng 55,42,2 mT, tia beta từ Sr-90 bị bẻ cong hoàn toàn, và khi từ trường lớn hơn, một phần tia beta từ Y-90 cũng bị bẻ cong so với hướng ban đầu.
Với từ trường 55,42,2 mT do nam châm B gây ra ta tính được tỉ số Sr-90/Y-
Hoạt độ của Sr-90 ở khu vực II đạt 84,33% so với Y-90, trong khi ở khu vực III, tỷ lệ này là 82,06% Điều này cho thấy hoạt độ của Sr-90 tương đương khoảng 82,06% hoạt độ của Y-90 Do đó, việc sử dụng nam châm có cảm ứng từ khoảng 55,42,2 mT là hợp lý để tách và xác định nhanh chóng Y-90 hoặc Sr-90.
92 từ hỗn hợp Sr-90 và Y-90.
Kết luận chương 4
Trong chương 4, chúng tôi đã đánh giá hai phương pháp hiệu quả để xác định nhanh tỷ số hoạt độ Sr-90/Y-90 Hai phương pháp này bao gồm hệ đếm tổng hoạt độ beta và phương pháp tách bằng từ trường nam châm, hoàn thành mục tiêu đề ra trong khóa luận.
Khóa luận đã trình bày hai phương pháp xác định nhanh tỷ số Sr-90/Y-90 với kết quả đáng chú ý Đối với phương pháp đếm tổng hoạt độ beta, tỷ số hoạt độ Sr-90/Y-90 được tính là 0,24, cho thấy hoạt độ Sr-90 chiếm khoảng 24% hoạt độ Y-90 ở buồng thứ nhất, với độ sạch Y-90 đạt khoảng 86% Phương pháp tách Sr-90 và Y-90 bằng từ trường nam châm cho thấy nam châm có cảm ứng từ B khoảng 55,42,2 mT là hợp lý để bẻ cong các tia beta năng lượng thấp Tại khu vực II, tỷ số Sr-90/Y-90 đạt 84,33%, tức là hoạt độ Sr-90 bằng khoảng 84,33% hoạt độ Y-90; trong khi ở khu vực III, tỷ số này được tính là 82,06%.
90 bằng khoảng 82,06% hoạt độ của Y-90
Các giá trị tỷ số Sr-90/Y-90 từ phương pháp này cho thấy sự phù hợp tốt với thông số nguồn chuẩn của nhà sản xuất năm 2007, xác nhận rằng nguồn chuẩn Sr-90 có sự cân bằng với Y-90 về mặt hoạt độ, với tỷ số Sr-90/Y-90 xấp xỉ giá trị 1.
Phương pháp tách Sr-90/Y-90 bằng cách sử dụng nam châm mang lại hiệu quả cao và đơn giản Phương pháp này tiết kiệm thời gian so với việc tách và tính toán tích phân như trong phương pháp đếm tổng hoạt độ beta với vật liệu che chắn.
Do vậy thỏa mãn yêu cầu xác định nhanh Sr-90/Y-90 trong mẫu môi trường cũng như trong y học hạt nhân
Phương pháp đếm tổng hoạt độ beta để xác định nhanh tỷ số hoạt độ Sr-90/Y-90 là một giải pháp hiệu quả, giúp tiết kiệm thời gian và không làm hỏng mẫu.
Phương pháp trong khóa luận chỉ thực hiện với mẫu Sr-90/Y-90 có hoạt độ thấp, do đó cần xem xét việc áp dụng phương pháp cho nguồn có hoạt độ lớn hơn, bao gồm việc sử dụng hệ đo nhấp nháy lỏng thay cho máy đo tổng hoạt độ beta Đồng thời, cần ứng dụng phương pháp để đo Strontium-90 trong cây lương thực và đánh giá liều hiệu dụng hằng năm của đồng vị phóng xạ này Việc tách Sr-90 và Y-90 bằng từ trường nam châm gặp khó khăn do beta có phổ năng lượng liên tục, chỉ có thể làm lệch phân bố cực đại của chùm tia Khóa luận khảo sát ở ba vị trí: truyền thẳng, bị bẻ cong 90 độ khi có nam châm, và truyền thẳng khi không có nam châm Để cải thiện tỉ số Sr-90/Y-90 bằng từ trường nam châm, chúng tôi đề xuất một số hướng nghiên cứu tiếp theo.
Để xác định số đếm của vùng phân bố cực đại một cách nhanh chóng và hiệu quả, chỉ cần chọn cửa sổ đo phù hợp Hình dạng phân bố và số đếm trong vùng phân bố cực đại của các phân bón tương ứng với Sr-90 và Y-90 cho phép sử dụng mô hình phân bố để tách và tái tạo phổ riêng cho Y-90 và Sr-90.
90, sau đó có thể tính được tỉ số hoạt độ Sr-90/Y-90
Một phương pháp khảo sát số đếm theo từ trường là sử dụng từ nam châm điện, cho phép thay đổi dòng điện để điều chỉnh từ trường Việc lập bảng và đồ thị sự phụ thuộc của số đếm theo từ trường giúp xác định hai cực đại của phân bố, tương ứng với trục năng lượng Dựa vào kết quả này, ta có thể phân tích phổ beta để xác định mức độ tách biệt Để đảm bảo kết quả thí nghiệm chính xác, cần thực hiện những điều chỉnh nhỏ về từ trường, do đó việc sử dụng nam châm điện là hợp lý và cần có tính toán trước khi tiến hành thí nghiệm.
[1] R Chakravarty, U Pandey, R B Manolkar, and A Dash, Development of an electrochemical 90 Sr – 90 Y generator for separation of 90 Y suitable for targeted therapy, vol 35, pp 245–253,2008
[2] T Radionuclide and R Generators (2009), Therapeutic Radionuclide Generators:
90 Sr/ 90 Y and 188W/188Re Generators, Tecnical reports, no 470 pp 248
[3] M S Mansur and A Mushtaq (2011), Separation of yttrium-90 from strontium-
90 via colloid formation, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, vol
[4] R Chakravarty and A Dash (2012), A Nuclear Medicine Perspective, vol 27, no
[5] Ngô Quang Huy (2006), Cơ sở vật lý hạt nhân Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Thành phố Hồ Chí Minh
[6] Centers for Disease Control and Preventiom, (2018, April 4), Radioisotope Brief
Strontium-90 [Online] Available: https://www.cdc.gov/nceh/radiation/emergencies/isotopes/strontium.htm (Ngày truy cập: 15/6/2020)
[7] Human Health Fact Sheet, (2001, October), Strontium [Online] Available: http://hpschapters.org/northcarolina/NSDS/strontium.pdf (Ngày truy cập:
[8] Gopal B Saha (2012), Fundamentals of Nuclear Pharmacy, Six Edition, Springer
[9] T Roy, F Tessier, and M McEwen (2018), A system for the measurement of electron stopping powers: proof of principle using a pure β-emitting source,
Radiat Phys Chem, vol 149, pp 134–141
[10] Hoàng Đức Tâm (2019), Phân tích sai số dữ liệu thực nghiệm Nhà xuất bản Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh: Thành phố Hồ Chí Minh
A CÔNG THỨC TÍNH SAI SỐCÁC PHÉP ĐO THỰC NGHIỆM Độ lệch chuẩn của giá trị trung bình phản ảnh độ dao động của các số trung bình mẫu [10] Giá trị này cho ta biết sai số quanh giá trị trung bình tính được
Trong quá trình thực hiện các phép đo, chúng tôi tiến hành nhiều lần đo để thu thập các giá trị số đếm xi với i = 1, 2, …, N, và từ đó tính toán giá trị trung bình Bài khóa luận này sẽ trình bày sai số của kết quả đo theo một cách cụ thể.
Trong đó x là giá trị trung bình tính được qua các lần đo, x là độ lệch chuẩn trung bình
Giá trị trung bình sau N lần đo được tính bằng công thức:
Bình phương độ lệch của từng lần đo so với giá trị trung bình:
Độ lệch chuẩn (2 i i d = x −x) là chỉ số quan trọng mô tả mức độ biến thiên của dữ liệu trong các phép đo Nó cho biết sự khác biệt giữa các cá thể trong mẫu so với giá trị trung bình của mẫu.
− − Độ lệch chuẩn trung bình được tính như sau:
Trong khóa luận, chúng tôi tính sai số của số đếm khảo sát được khi tăng cao thế của hệ đo tổng GC 602A như sau:
Bảng A.1 Số đếm khảo sát tại cao thế 400V của hệ đếm tổng beta GC 602A
Cao thế Lần 1 Lần 2 Lần 3
Giá trị trung bình sau 3 lần đo được tính bằng công thức:
− Độ lệch chuẩn trung bình: x x
= = Vậy trung bình số đếm ở cao thế 400V được viết như sau:
N5 = 19521,3317,94 là số đếm được sử dụng trong khóa luận để tính sai số của lực từ F trong bảng 4.3 Ngoài ra, phương pháp này cũng được áp dụng để tính sai số của số đếm phông trong bảng 4.4 và sai số của số đếm đo tại các khu vực của nam châm A, B, C, được thể hiện trong bảng 4.5, 4.6 và 4.7.