√ , trong đó En là năng lƣợng nơtron
2.2. Thí nghiệm ác định tiết diện phản ứng 108Pd(n,)
Pd 2.2.1. Chuẩn bị mẫu nghi n cứu
Để tiến hành nghiên cứu thực hiện xác định tiết diện bắt nơtron nhiệt của phản ứng hạt nhân 108Pd(n,)109
Pd cần sử dụng 3 loại mẫu, bao gồm: mẫu nghiên cứu (Pd), mẫu chuẩn (Au), và mẫu dùng để xác định thông lƣợng của nơtron tại các vị trí chiếu mẫu và mẫu chuẩn hay cịn gọi là monito thơng lƣợng nơtron (In).
Trong nghiên cứu phản ứng hạt nhân sử dụng phƣơng pháp kích hoạt phóng xạ thì chất lƣợng của các mẫu thực nghiệm liên quan tới độ tinh khiết (độ sạch), độ chính xác của hàm lƣợng nguyên tố hoặc đồng vị, kích thƣớc và trạng thái mẫu có vị
trí rất quan trọng. Chất lƣợng của mẫu và mẫu chuẩn ảnh hƣởng trực tiếp tới kết quả đo hoạt độ phóng xạ, chất lƣợng của monito ảnh hƣởng trực tiếp tới việc xác định thông lƣợng của nơtron và những yếu tố này có liên quan trực tiếp tới kết quả xác định tiết diện của phản ứng hạt nhân 108Pd(n,)109
Pd. Trong nghiên cứu này cả 3 loại mẫu 108Pd, 197Au, và 115In đều ở dạng lá kim loại, có độ sạch và hàm lƣợng đồng vị cao. Các mẫu đƣợc chế tạo có kích thƣớc/đƣờng kính, độ dày, khối lƣợng và độ tinh khiết đƣợc liệt kê trong bảng 2.1.
Bảng 2.1. Đặc trưng của các mẫu Pd, Au và In
Mẫu Kích thƣớc/ đƣờng kính mẫu
Bề dày (mm) Khối lƣợng (g) Độ tinh khiết (%) Pd1 1717 mm2 0.05 0.1653 99.9 Pd2 1717 mm2 0.05 0.1669 99.9 Au11 1717 mm2 0.03 0.1653 99.95 Au13 1717 mm2 0.03 0.1803 99.95 In11 =12 mm 0.05 0.0509 99.95 In12 =12 mm 0.05 0.0483 99.95 In51 =12 mm 0.05 0.0509 99.95 In53 =12 mm 0.05 0.0521 99.95 In72 =12 mm 0.05 0.0520 99.95 In73 =12 mm 0.05 0.0508 99.95 2.2.2. Kích hoạt mẫu
Nhƣ đã trình bày ở các phần trên, sau khi kích hoạt cần xác định hoạt độ phóng xạ của tất cả các mẫu. Do đó khơng những cần đo hoạt độ gamma của các mẫu mà cịn phải xác định cả thơng lƣợng của nơtron chiếu trên từng mẫu. Chính vì vậy trong thí nghiệm này đã chọn giải pháp:
(1) chiếu đồng thời mẫu nghiên cứu Pd (gồm Pd1, Pd2), mẫu chuẩn Au (gồm Au11, Au13) và các mẫu In sử dụng để monitơ thông lƣợng nơtron (gồm In73; In72; In51; In53; In11 và In12), và
(2) đặt monitơ In xen kẽ các mẫu và mẫu chuẩn nhƣ trên hình 2.5, trên cơ sở đó có thể ngoại suy ra thông lƣợng/hoạt độ nơtron tại vị trí của các mẫu Pd và Au căn cứ vào thông lƣợng/hoạt độ của các mẫu In.
Nhƣ đã biết, phản ứng bắt nơtron (n, ) xảy ra đồng thời với nơtron nhiệt và nơtron trên nhiệt, do đó để xác định tiết diện bắt nơtron nhiệt sử dụng phƣơng pháp tƣơng đối cần kích hoạt đồng thời 2 mẫu nghiên cứu (Pd1 và Pd2) và 2 mẫu chuẩn (Au11 và Au13), trong đó một mẫu đƣợc chiếu trực tiếp trong trƣờng nơtron (mẫu trần) và mẫu thứ hai đƣợc bọc bằng lá Cadmium dày 0.5 mm và chiếu đồng thời. Các mẫu kích hoạt đƣợc đặt ở phía trên bể nƣớc làm chậm nơtron nhƣ trên hình 2.6. Chế độ kích hoạt mẫu đƣợc cho trong bảng 2.2.
Hình 2.5. Sơ đồ sắp xếp vị trí mẫu
Hình 2.6. ố trí thí nghiệm kích hoạt mẫu trên mặt hệ làm chậm nơtron ằng nước
15 cm 7.4 cm 7.4 cm Bia Ta 5 cm Water Moderator 12 cm
Bảng 2.2. Chế độ kích hoạt mẫu Năng lƣợng chùm electron Thời gian chiếu Dòng electron Độ rộng xung Tốc độ lặp 55 MeV 160 phút 65 mA 2 µs 15 Hz