Luận văn Khảo sát phổ kế trùng phùng Gamma sử dụng đầu dò bán dẫn HPGe

gian TFA 474 cña h·ng Ortec. - Hai khèi ph©n biÖt ng­ìng nhanh CFD 584 cña h·ng Ortec. - Ba khèi d©y trÔ (Delay). - Khèi cao thÕ HV 660 cña h·ng Ortec. - Khèi trïng phïng nhanh 414A cña h·ng Ortec. - Nguån nu«i Model 4002D cña h·ng Ortec. - Card thu d÷ liÖu Interface NI7811R - M¸y tÝnh PC. 2.2 KÕt nèi c¸c khèi ®iÖn tö cña hÖ phæ kÕ trïng phïng gamma 12 3 4 5 GC1518 1 2 3 4 5 Inter Technique Inter Face NI7811R C¸c khèi B C¸c khèi A C¸c khèi A C¸c khèi B H×nh 2.3: S¬ ®å kÕt nèi c¸c khèi ®iÖn tö cña hÖ phæ kÕ trïng phïng gamma (mÆt tr­íc). 12 3 4 5 Inter Technique 1 2 3 4 5 GC1518 Inter Face NI7811R AMP (B) HVÑÇu dß HPGe (B)ADCAMP (A)ÑÇu dß HPGe (A) Interface PC H×nh 2.4 : S¬ ®å kÕt nèi c¸c khèi ®iÖn tö cña hÖ phæ kÕ trïng phïng gamma (mÆt sau). C¸c khèi ®iÖn tö, hai ®Çu dß b¸n dÉn HPGe vµ m¸y tÝnh ®­îc kÕt nèi víi nhau ®­îc tr×nh bµy trªn h×nh 2.3 vµ h×nh 2.4.  §Çu dß HPGe : gåm cã 5 d©y ra (cã kÌm theo tªn, ghi trªn c¸p c¾m) : d©y nguån 1 dïng cho tiÒn khuÕch ®¹i trong ®Çu dß, d©y tÝn hiÖu lèi ra n¨ng l­îng 2 (Energy), d©y tÝn hiÖu lèi ra thêi gian 3 (Timming), cao ¸p HV 4, d©y cÊm cao ¸p 5 (Inhibit). - D©y nguån 1 nèi víi phÝa sau cña khuÕch ®¹i phæ AMP 572. - D©y Energy 2 cã thÓ nèi víi phÝa tr­íc cæng “input” hoÆc phÝa sau cæng “in” cña khèi khuÕch ®¹i AMP 572. - D©y Timming 3 nèi vµo “input” ë mÆt tr­íc hoÆc mÆt tr­íc cña TFA 474. - D©y cao ¸p HV 4 nèi vµo “0 5 kV” ë mÆt sau cao ¸p. - D©y Inhibit 5 nèi vµo BIAS SHUTDOW.  KhuÕch ®¹i phæ AMP 572 - Lèi ra UNI cña AMP 572 nèi víi “ADC in”. - Cæng inhibit nhËn d©y nèi tõ interface.  ADC 7072 - D©y tÝn hiÖu trïng phïng tõ interface nèi vµo “Gate in” ë mÆt tr­íc cña ADC. - MÆt sau, nèi 2 cæng “data” cña ADC víi 2 cæng “data” cña interface.  KhuÕch ®¹i nhanh TFA 474 Cæng “output” cña TFA 474 nèi víi lèi vµo cæng “input” cña khèi ph©n biÖt ng­ìng CFD 584.  Khèi ph©n biÖt ng­ìng CFD 584 - Hai cæng CF Delay ®­îc nèi víi 2 lèi vµo cña khèi lµm trÔ. - Cæng “output” cña CFD 584 A nèi víi lèi vµo cæng “coinc A” cña khèi trïng phïng nhanh 414A. - Cæng “output” cña CFD 584 B nèi víi lèi víi 1 cæng cña khèi lµm trÔ, cæng cßn l¹i cña khèi lµm trÔ nèi vµo cæng “coinc B” cña khèi trïng phïng nhanh 414A.  Khèi trïng phïng nhanh 414A Cæng “output” cña khèi trïng phïng nhanh 414A nèi tíi Interface.  Card thu nhËn sè liÖu Interface NI7811R C¾m trªn khe PCI cña m¸y tÝnh vµ nèi víi c¸c ADC qua hép connector. 2.3 C¸c tham sè cña hÖ phæ kÕ trïng phïng gamma sö dông ®Çu dß b¸n dÉn HPGe  Cao thÕ ®«i HV 660 - Kªnh A : 1750 V. - Kªnh B : 2500 V.  KhuÕch ®¹i phæ AMP 572A B¶ng 2.1 : C¸c tham sè cña khèi AMP 572A Khèi A B Gain 3,75 12,23 Coarse Gain 100 20 Shapping time 3 s 3 s Input NEG POS Output UNI UNI  ADC 7072 - DEADTIME/LEVEL: 0 /200 - RANGE/MODE: 8k/COIN - ANALOG SIGNAL: PHA  KhuÕch ®¹i nhanh TFA 474 B¶ng 2.2 : C¸c tham sè cña khèi TFA 474. Khèi A B Coarse Gain 6 1 Fine Gain 3,5 12,5 Integrate(ns) 200 OUT diff(ns) 200 200 Input INV Non - inV  Khèi ph©n biÖt ng­ìng CFD 584 B¶ng 2.3 : C¸c tham sè cña khèi CFD 584 Khèi A B thresHold 0,28 0,1 mode SRT SRT output positive positive Cf delay (ns) 40 40  Khèi trïng phïng nhanh 414A - RESOLVING TIME : 60 ns - INPUT CONTROLS : + A, B : IN + C, D : OUT 2.4 Nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña hÖ phæ kÕ trïng phïng gamma sö dông ®Çu dß b¸n dÉn HPGe Do t­¬ng quan cña hai tia gamma nèi tÇng ®a phÇn lµ 1800 ®Ó b¶o toµn xung l­îng nªn hai ®Çu dß ®­îc bè trÝ ®èi diÖn nhau. MÉu ®o ®­îc ®Æt sao cho c¸c gamma ph¸t ra ®i ®Õn hai ®Çu dß mét c¸ch ®èi xøng. §èi víi kªnh n¨ng l­îng, tÝn hiÖu lèi ra E (Energy) cña hai ®Çu dß ®­îc c¸c khèi khuÕch ®¹i phæ 572A khuÕch ®¹i vµ t¹o d¹ng cÇn thiÕt ®Ó ®­a vµo hai lèi vµo cña ADC 7072. §èi víi kªnh thêi gian, hai tÝn hiÖu ë lèi ra T (Timming) cña ®Çu dß ®­îc ®­a vµo hai khèi khuÕch ®¹i nhanh TFA 474 ®Ó khuÕch ®¹i vµ t¹o d¹ng cÇn thiÕt. TÝn hiÖu ra cña hai khèi khuÕch ®¹i nhanh tiÕp tôc ®­îc ®­a vµo hai khèi ph©n biÖt ng­ìng CFD 584. Khèi ph©n biÖt ng­ìng CFD 584 ®­îc sö dông ®Ó lo¹i bá nhiÔu, ¶nh h­ëng cña tia  mÒm vµ x¸c ®Þnh thêi ®iÓm xuÊt hiÖn cña xung. ViÖc lùa chän gi¸ trÞ ng­ìng cña khèi CFD 584 lµ rÊt quan träng, v× nÕu thÊp qu¸ sÏ xuÊt hiÖn trïng phïng víi ph«ng  mÒm, nÕu qu¸ cao th× sÏ mÊt d÷ liÖu cã Ých. TÝn hiÖu ë lèi ra cña hai khèi ph©n biÖt ng­ìng CFD 584 sÏ ®­îc ®­a ®Õn hai lèi vµo cña khèi trïng phïng nhanh 414A. Khèi trïng phïng nhanh cã ®é réng cöa sæ thêi gian tèi thiÓu lµ 10 ns vµ x¸c ®Þnh ®iÒu kiÖn trïng phïng theo mÆt t¨ng cña xung. Lèi ra cña khèi trïng phïng sÏ lµ xung d­¬ng vµ xung nµy ®­îc sö dông ®Ó më cæng Gate cña hai ADC. Nh­ vËy, nÕu cã ph©n r·  nèi tÇng ®­îc ghi bëi c¶ hai ®Çu dß th× sÏ cã mét xung d­¬ng ë lèi ra cña khèi trïng phïng nhanh 414A cho phÐp hai ADC biÕn ®æi tÝn hiÖu tõ hai khèi khuÕch ®¹i phæ 572A vµ ®­a vµo m¸y tÝnh nhê card Interface NI7811R. HÖ ghi chØ thu nhËn th«ng tin khi c¶ hai ®Çu dß cã xung ra ®ång thêi (chÝnh x¸c h¬n lµ thêi ®iÓm xuÊt hiÖn cña hai xung lÖch nhau mét kho¶ng thêi gian nhá h¬n kho¶ng thêi gian ®Þnh tr­íc cña hÖ ®o - ®­îc gäi lµ cöa sæ thêi gian cña hÖ trïng phïng). TÝn hiÖu ë lèi ra cña c¸c khèi khuÕch ®¹i phæ trÔ h¬n so víi tÝn hiÖu lèi vµo mét l­îng thêi gian tïy theo thêi gian h×nh thµnh xung cña bé khuÕch ®¹i (cì s ), trong khi tÝn hiÖu ë lèi ra cña khèi trïng phïng nhanh 414A trÔ h¬n so víi tÝn hiÖu ë lèi ra T cña ®Çu dß chØ cì vµi ns. Nh­ vËy, ®Ó cã sù ®ång bé, tÝn hiÖu ë lèi ra cña khèi trïng phïng ph¶i ®­îc lµm trÔ ®i mét l­îng tïy theo thêi gian h×nh thµnh xung cña bé khuÕch ®¹i phæ. Sau khi m¸y tÝnh ghi xong sè liÖu, hai ADC trë vÒ tr¹ng th¸i chê xung trïng phïng tiÕp theo. Hai ADC sÏ kh«ng lµm viÖc khi ch­a cã xung trïng phïng t¸c ®éng vµo cöa Gate cho dï cã xung t¸c ®éng lèi vµo ph©n tÝch. Sè liÖu thu ®­îc viÕt thµnh hai cét E1(n) vµ E2(n) t­¬ng øng víi biªn ®é cña c¸c cÆp xung trïng phïng. Trong ®ã, c¸c gi¸ trÞ E1(n) vµ E2(n) lÇn l­ît lµ c¸c code biªn ®é cña hai xung tíi tõ c¸c ®Çu dß 1 vµ ®Çu dß 2 t­¬ng øng, n lµ sè thø tù cña c¸c cÆp sù kiÖn trïng phïng tÝnh tõ thêi ®iÓm b¾t ®Çu ®o. Tõ c¸c sè liÖu (code biªn ®é) thu ®­îc, sau khi sö dông c¸c ch­¬ng tr×nh xö lý sè liÖu ta sÏ thu ®­îc nh÷ng th«ng tin cÇn thiÕt vÒ n¨ng l­îng, c­êng ®é chuyÓn dêi vµ s¬ ®å ph©n r· cña h¹t nh©n ®­îc nghiªn cøu. [1, tr.10] 2.5 Kh¸i qu¸t vÒ ch­¬ng tr×nh thu nhËn sè liÖu dïng 7811R PhÇn mÒm ®Ó ®iÒu khiÓn hÖ phæ kÕ céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng ®ang kh¶o s¸t lµ ch­¬ng tr×nh thu nhËn sè liÖu do nhãm nghiªn cøu t¹i ViÖn Nghiªn Cøu H¹t Nh©n §µ L¹t viÕt cho card PCI7811R, nã ®­îc dïng ®Ó ®iÒu khiÓn hÖ ®o vµ thu nhËn sè liÖu. Ch­¬ng tr×nh gåm hai chÕ ®é : MCA vµ Event - Event, chän chÕ ®é b»ng c¸ch Click chuét vµo Tab cña chÕ ®é cÇn ®o. 2.5.1 ChÕ ®é MCA Hép textbox ®Æt thêi gian ®o Nót ®Æt ®­êng dÉn, l­u vµmë phæHép hiÓn thÞ tªn phæ vµ ®­êng dÉn hiÖn hµnh Nót bËt t¾t chÕ ®é MCA C¸c nót khëi ®éng ®o C¸c hép textbox hiÓn thÞ gi¸ trÞ cña tham sè c c¸ kªnh ®o Hép c«ng cô phãng to, thu nhá phæ Hép chän kiÓu hiÓn thÞ phæ C¸c nót xãa phæ Hép lùa chän kiÓu trôc Vïng hiÓn thÞ phæ Nót tho¸t khái ch­¬ng trình H×nh 2.5 : Giao diÖn trong chÕ ®é MCA. H×nh 2.5 lµ giao diÖn trong chÕ ®é MCA, cã thÓ chän ®o vµ hiÓn thÞ phæ tõ 1 ®Õn 3 kªnh ®ång thêi. §Ó ph©n biÖt phæ gi÷a c¸c kªnh kh¸c nhau, cã thÓ chän mµu cho tõng phæ qua c«ng cô chän mµu ë gãc trªn, bªn ph¶i cña ch­¬ng tr×nh. C¸c thµnh phÇn trªn giao diÖn cña ch­¬ng tr×nh : - Hép textbox PRESET TIME (s) : dïng ®Ó ®Æt thêi gian ®o víi ®¬n vÞ lµ gi©y. - C¸c nót lÖnh l­u vµ më phæ. - Hép ®Æt ®­êng dÉn vµ tªn phæ. - Nót ON/OFF MCA MODE : khi nót nµy ®­îc bËt (cã mµu xanh l¸ c©y) th× chÕ ®é MCA ®­îc cho phÐp ho¹t ®éng (cho phÐp ho¹t ®éng cña khèi phÇn cøng MCA trªn FPGA). - C¸c nót b¾t ®Çu ®o tõng kªnh, ®©y lµ c¸c nót hai tr¹ng th¸i, nÕu kªnh nµo ®­îc chän th× nót nhÊn cã mµu xanh l¸ c©y. - C¸c textbox hiÓn thÞ sù thay ®æi cña c¸c tham sè cña kªnh ADC 1 vµ ADC 2 gåm dead time, count rate, live time, total count. - Vïng vÏ ®å thÞ hiÓn thÞ phæ cña c¸c kªnh ®o. - C¸c nót lÖnh dïng ®Ó phãng to, thu nhá, thay ®æi hiÓn thÞ phæ. - Thay ®æi kiÓu hiÓn thÞ phæ b»ng c¸ch chän trùc tiÕp vµo hép chän kiÓu hiÓn thÞ phæ. Sau khi chän, hép héi tho¹i c¸c lùa chän cho phæ xuÊt hiÖn. - HiÓn thÞ tªn cña c¸c trôc täa ®é, cho phÐp hoÆc kh«ng cho phÐp thay ®æi hiÓn thÞ cña phæ khi ®o ®Ó quan s¸t mét vïng phæ, thay ®æi thang hiÓn thÞ. - Xãa phæ, chän nót Clear 1, Clear 2, Clear 3 ®Ó xãa phæ cña tõng kªnh t­¬ng øng. 2.5.2 ChÕ ®é Event - Event Hép textbox cho phÐp ®Æt thêi gian Delay vµ Pulse Width Nót chän chÕ ®é Event - Event vµ nót tho¸t ch­¬ng trình Hép textbox cho phÐp ®Æt thêi gian ®ång bé c c¸ ADC Hép textbox cho phÐp gâ ®­êng dÉn l­u sè liÖu ®o vµ tªn file l­u hiÖn hµnh Hép hiÓn thÞ c c¸ gi¸ trÞ cña ADC Hép hiÓn thÞ c¸c tÝn hiÖu c¶nh b¸o Vïng hiÓn thÞ phæ tæng Hép hiÓn thÞ gi¸ trÞ kªnh t¹i vÞ trÝ cursor Nót xãa phæ Hép lùa chän kiÓu trôc Hép c«ng cô phãng to, thu nhá phæ H×nh 2.6 : Giao diÖn trong chÕ ®é Event - Event. - Nót START/STOP cho phÐp vµ kh«ng cho phÐp chÕ ®é Event - Event ho¹t ®éng (khi cho phÐp, nót cã mµu xanh l¸ c©y). - Hép textbox cho phÐp ®Æt thêi gian Delay Time ( s ) vµ Pulse With (ns). - Hép textbox cho phÐp ®Æt thêi gian ®ång bé c¸c ADC. - Hép tho¹i cho phÐp gâ ®­êng dÉn l­u sè liÖu ®o ®­îc. V× l­îng sè liÖu lµ rÊt lín nªn l­u thµnh nhiÒu file kh¸c nhau, ë mçi thêi ®iÓm tªn file l­u hiÖn hµnh ®­îc hiÓn thÞ. - Hép tho¹i hiÓn thÞ c¸c gi¸ trÞ ADC hiÖn hµnh trong qu¸ tr×nh ®o. - C¸c tÝn hiÖu chØ b¸o, TAC khi cã mµu xanh l¸ c©y b¸o cã tÝn hiÖu TAC (hoÆc trïng phïng), DATA khi mµu xanh l¸ c©y b¸o cã d÷ liÖu. - Vïng hiÓn thÞ phæ tæng còng gièng nh­ trong MCA, còng cã c¸c tïy chän cho phÐp hiÖu chØnh thÓ hiÖn cña phæ. - Trong vïng hiÓn thÞ cã hép textbox hiÓn thÞ gi¸ trÞ kªnh t¹i vÞ trÝ cursor. - Nót Clear cho phÐp xãa phæ. 2.6 §Æc ®iÓm vµ nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña mét sè khèi ®iÖn tö quan träng trong hÖ phæ kÕ céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng Trong hÖ ®o céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng, kªnh thêi gian ®ãng vai trß v« cïng quan träng, nã cung cÊp tÝn hiÖu thêi gian cho khèi trïng phïng hoÆc khèi biÕn ®æi thêi gian thµnh biªn ®é (TAC) ®Ó x¸c lËp ®iÒu kiÖn cho hÖ ®o ghi c¸c cÆp sù kiÖn trïng phïng. V× vËy, nÕu c¸c tham sè cña kªnh thêi gian chän lùa kh«ng chÝnh x¸c sÏ g©y ra trïng phïng gi¶ hoÆc lµm mÊt c¸c sù kiÖn trïng phïng thËt. Xung lèi ra cña ®Çu dß HPGe thÓ tÝch lín cã biªn ®é n»m trong d¶i réng vµ cã thêi gian t¨ng kh¸c nhau nhiÒu (biªn ®é tõ 0  3 V, mÆt t¨ng tõ 80  250 ns) nªn cÇn cã khèi TFA t¹o d¹ng vµ khuÕch ®¹i tÝn hiÖu tõ ®Çu dß tr­íc khi vµo khèi CFD. §Ó thu ®­îc ®é ph©n gi¶i thêi gian tèt nhÊt, ®iÒu quan träng lµ t×m ®­îc c¸c th«ng sè tèi ­u nhÊt cho c¸c khèi TFA vµ CFD. [5, tr.12] Kªnh thêi gian cña hÖ céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng gåm c¸c khèi khuÕch ®¹i läc lùa thêi gian TFA vµ khèi ph©n biÖt ng­ìng CFD. 2.6.1 §Æc ®iÓm cña khèi khuÕch ®¹i läc thêi gian TFA 474 Khèi TFA 474 do h·ng ORTEC s¶n xuÊt, vÒ nguyªn t¾c ho¹t ®éng gièng nh­ c¸c khèi TFA kh¸c. Khi dïng TFA 474 c¸c th«ng sè cÇn quan t©m lµ : - Thay ®æi hÖ sè khuÕch ®¹i tÝn hiÖu (gåm hai nóm chØnh Gain vµ Fine Gain) - Thay ®æi thêi gian t¨ng cña xung (nóm INT) - Thay ®æi thêi gian gi¶m cña xung (nóm DIFF) ChuyÓn m¹ch chän hÖ sè khuÕch ®¹i cña TFA. ChuyÓn m¹ch chän thay ®æi thêi h»ng m¹ch tÝch ph©n. ChuyÓn m¹ch chän thay ®æi thêi h»ng m¹ch vi ph©n. Lèi vµo tõ tiÒn khuÕch ®¹i Lèi ra cña TFA H×nh 2.7 : MÆt tr­íc cña khèi TFA 474. Hai chøc n¨ng chÝnh cña TFA 474 lµ khuÕch ®¹i vµ t¹o d¹ng xung. Bªn c¹nh ®ã cßn cã chøc n¨ng kh¸c nh­ ®iÒu chØnh Pole - zero, ®iÒu chØnh cùc tÝnh cña lèi ra (chuyÓn m¹ch INVERT/NONINVERT, INVERT: ®¶o cùc tÝnh, NON - INVERT: kh«ng ®¶o cùc tÝnh xung). VÒ thùc nghiÖm kh¶o s¸t, h»ng sè tÝch ph©n trong khèi TFA th­êng ®­îc chän sao cho thêi gian t¨ng cña c¸c xung ë lèi ra ®Òu ®­îc lµm chËm h¬n thêi gian t¨ng cña xung lèi vµo. Xung tõ lèi ra cña tiÒn khuÕch ®¹i cña c¸c ®Çu dß b¸n dÉn thay ®æi trong kho¶ng thêi gian kh¸ réng (phô thuéc vµo kÝch th­íc cña tinh thÓ vµ lo¹i tiÒn khuÕch ®¹i ®­îc sö dông). Xung lèi ra cã mÆt t¨ng n»m trong kho¶ng tõ vµi chôc ®Õn vµi tr¨m ns, thêi gian gi¶m cña xung n»m trong kho¶ng vµi chôc ®Õn vµi tr¨m s . V× vËy, chän lùa c¸c tham sè cña khèi TFA lµ rÊt quan träng. ViÖc chän lùa h»ng sè tÝch ph©n (mÆt t¨ng cña xung) lín qu¸ sÏ lµm cho ®é ph©n gi¶i thêi gian kÐm (trïng phïng ngÉu nhiªn t¨ng) nh­ng hiÖu suÊt ghi t¨ng (sè xung thu ®­îc). ViÖc lùa chän h»ng sè vi ph©n chÝnh lµ x¸c ®Þnh kho¶ng thêi gian xung ®Õn ®­êng c¬ b¶n vµ cho phÐp xung kÕ tiÕp ®­îc quan s¸t, nÕu dµi qu¸ sÏ x¶y ra qu¸ tr×nh chång chËp xung. Xung lèi ra cña TFA 474 n»m trong kho¶ng tõ 0 ®Õn  5 V, nÕu lèi vµo n»m trong kho¶ng tõ 0 ®Õn 1 V th× sÏ ®­îc khuÕch ®¹i tuyÕn tÝnh. Lèi ra n»m trong kho¶ng tõ 0 ®Õn  5 V, cùc tÝnh cña tÝn hiÖu ra phô thuéc vµo chän chÕ ®é INVERT hay NON-INVERT. 2.6.2 §Æc ®iÓm cña khèi ph©n biÖt ng­ìng CFD 584 Khèi CFD 584 cho ®é ph©n gi¶i thêi gian tèt ®èi víi hÇu hÕt c¸c ®Çu dß th­êng dïng nh­ HPGe, NaI (Tl), … Nã ho¹t ®éng nh­ mét thiÕt bÞ ph©n biÖt ng­ìng tÝch ph©n, chØ khi tÝn hiÖu vµo v­ît ng­ìng ®Æt tr­íc th× míi cho tÝn hiÖu lèi ra. Xung lèi vµo CFD 584 n»m trong kho¶ng - 5 V tíi 0. CFD cho bèn lèi ra : - Hai lèi ra xung logic ©m ®é réng 5 ns. - Mét lèi ra xung logic d­¬ng, lèi nµy ®­îc nèi víi ®Çu vµo cña khèi trïng phïng. - Mét lèi ra Blocking ®Ó tinh chØnh. - Mét lèi ra time walk. H×nh 2.8 : MÆt tr­íc cña khèi CFD 584. Ng­ìng CFD 584 n»m trong d¶i -5 mV tíi -1 mV cßn ng­ìng ngoµi (®iÒu chØnh b»ng biÕn trë tinh chØnh ng­ìng -Threshold) n»m trong d¶i 0 mV tíi 1 V. Khi ®iÒu chØnh biÕn trë threshold ë 0 mV, ng­ìng c¾t thùc tÕ cña khèi CFD 584 lµ - 1mV. NÕu lèi vµo cña CFD 584 lÊy tõ ®Çu dß Ge thÓ tÝch lín th× cÇn qua TFA ®Ó khuÕch ®¹i vµ t¹o d¹ng cÇn thiÕt. Dïng CFD, ®iÒu quan träng lµ chän ng­ìng, thêi gian trÔ tèi ­u nhÊt øng víi tõng mode vµ tõng øng dông cô thÓ. Ta ®i nghiªn cøu chi tiÕt tõng mode : - CF : th­êng ®­îc dïng víi c¸c ®Çu dß cã c¸c tÝn hiÖu lèi ra tháa m·n : thêi gian t¨ng ng¾n vµ ®é biÕn thiªn thêi gian t¨ng nhá. Víi CFD 584 cã hÖ sè suy gi¶m f = 0,2 (cã thÓ thay ®æi nÕu cÇn thiÕt). Mode nµy ho¹t ®éng theo ph­¬ng ph¸p ARC, v× vËy thêi gian trÔ lµ rÊt nhá. - SRT : th­êng dïng víi ®Çu dß cã xung ra tháa m·n ®iÒu kiÖn : ®é biÕn thiªn cña thêi gian t¨ng trong d¶i réng. Mode nµy phï hîp víi ®Çu dß b¸n dÉn Ge. Khi ho¹t ®éng ë mode SRT th× ng­ìng CFD ph¶i thÊp v× nÕu ®Æt qu¸ cao sÏ cã nhiÒu tÝn hiÖu lèi vµo bÞ lo¹i. ¦u ®iÓm cña SRT lµ lµm t¨ng ®é ph©n gi¶i thêi gian nh­ng cã nh­îc ®iÓm lµ lµm gi¶m hiÖu suÊt ®Õm. - LE : th­êng dïng víi ®Çu dß cho c¸c xung ra nhanh, cã biªn ®é hay thêi gian t¨ng biÕn thiªn nhá. Khi ë mode nµy th× kh«ng dïng tØ sè cè ®Þnh. TÝn hiÖu ra xuÊt hiÖn khi s­ên lªn cña xung vµo c¾t ng­ìng CFD. Trong ba mode trªn, mode LE vµ CF chØ c¾t c¸c tÝn hiÖu vÒ mÆt n¨ng l­îng, cßn mode SRT c¾t c¶ vÒ mÆt thêi gian. 2.6.3 §Æc ®iÓm cña khèi trïng phïng nhanh 414A Khèi trïng phïng nhanh 414A cã thÓ cho phÐp trïng phïng nhanh gi÷a hai hay ba xung vµo bÊt k×. Ngoµi ra, khèi cßn cã mét lèi vµo ph¶n trïng phïng. C¸c xung cung cÊp ®èi víi lèi vµo nµy trong thêi gian x¸c ®Þnh tr­íc sÏ cã t¸c ®éng xãa lèi ra b×nh th­êng cña khèi trïng phïng. Lèi ra trïng phïng cã thÓ bÞ cÊm bëi mét ®iÖn ¸p mét chiÒu hoÆc mét xung phñ lªn chu k× trïng phïng cña c¸c xung trïng phïng. Thêi gian ph©n gi¶i cña khèi trïng phïng nhanh (  ) cã thÓ thay ®æi tõ 10 ns ®Õn 110 ns b»ng c¸ch ®iÒu chØnh biÕn trë ë mÆt tr­íc cña khèi ®Ó chän thêi gian ph©n gi¶i chÝnh x¸c. TÊt c¶ bèn lèi vµo cña khèi 414A ®­îc ®iÒu khiÓn b»ng c¸c c«ng t¾c bËt t¾t (In/Out). VÒ c¬ b¶n, khèi 414A lµ mét bé gåm ba m¹ch AND. Víi mçi lèi vµo ®Õn m¹ch AND, xung cÇn ph¶i ®­îc phôc håi, t¹o l¹i d¹ng vµ chuÈn ho¸ tr­íc khi ®­îc kÕt nèi tíi m¹ch trïng phïng thùc. ý nghÜa chung cña tõ “nhanh” th­êng lµ ¸m chØ tíi tèc ®é hay kho¶ng thêi gian ng¾n nh­ng trong tr­êng hîp cña khèi trïng phïng nhanh 414A, tõ “nhanh” cã ý chØ b¶n chÊt thùc cña m¹ch trïng phïng, nghÜa lµ c¸c xung vµo ®­îc t¹o d¹ng vµ sù x¸c ®Þnh trïng phïng thùc ®­îc dùa trªn s­ên lªn hoÆc mét phÇn lªn cña c¸c xung vµo. [9] BiÕn trë ®iÒu chØnh thêi gian ph©n gi¶i cña hÖ ®o. Lèi vµo trïng phïng A Lèi vµo trïng phïng B Lèi vµo trïng phïng C Lèi vµo ph¶n trïng phïng D Lèi ra Lèi ra H×nh 2.9 : MÆt tr­íc cña khèi 414A. Khèi 414A cã ba ngâ vµo trïng phïng gièng hÖt nhau nh­ng ph©n ra thµnh c¸c m¹ch riªng biÖt. Mçi m¹ch cã mét bé h¹n chÕ ®iÖn ¸p cho phÐp khèi ho¹t ®éng ®­îc víi mét d¶i biÕn ®éng lín cña biªn ®é xung vµo. Ngâ ra cña bé h¹n chÕ cung cÊp tÝn hiÖu cho m¹ch t¹o xung, ®©y lµ n¬i mét xung chuÈn ®­îc ph¸t ra khi cã mét xung vµo, kh«ng lÖ thuéc vµo d¹ng thùc cña xung vµo. Sau ®ã, xung chuÈn nµy ®­îc cung cÊp ®Õn hÖ thèng ph©n gi¶i thêi gian, ®©y lµ n¬i mµ xung chuÈn ®­îc t¹o l¹i d¹ng sao cho phï hîp víi thêi gian ph©n gi¶i  ®­îc chän ë chøc n¨ng Resolving Time n»m ë mÆt tr­íc. Ngâ ra cña ba hÖ thèng ph©n gi¶i thêi gian ®­îc kÕt nèi vµo hÖ thèng trïng phïng “phñ”, ®ã lµ hÖ thèng c¸c cæng AND. Khi mét phÇn cña c¸c xung t¸i t¹o trïng phñ lÉn nhau th× m¹ch AND nhËn ra sù kiÖn trïng phïng x¶y ra trong kho¶ng thêi gian ph©n gi¶i ®­îc ®Æt ë chøc n¨ng Resolving Time vµ ph¸t ra mét xung. Lèi ra trïng phïng tõ m¹ch AND cã thÓ bÞ cÊm bëi mét tÝn hiÖu tõ lèi vµo ph¶n trïng phïng. TÝn hiÖu cÊm nµy cã thÓ lµ mét xung hoÆc mét ®iÖn ¸p mét chiÒu khi m¹ch ph¶n trïng phïng ®­îc kÕt nèi mét chiÒu. Chu k× cÊm ®­îc x¸c bëi bÒ réng cña xung vµo. NÕu lèi ra cña m¹ch AND kh«ng bÞ khãa bëi m¹ch ph¶n trïng phïng th× nã sÏ ph¸t ra mét xung chuÈn ®Ó chØ thÞ lµ ®ang cã sù kiÖn trïng phïng ®­îc ph¸t hiÖn. C¸c lèi vµo trïng phïng ®­îc ®iÒu khiÓn b»ng c¸c c«ng t¾c bËt t¾t ë mÆt tr­íc cña khèi 414A, c¸c c«ng t¾c nµy cho phÐp chän mét, hai hoÆc ba lèi vµo trïng phïng. Ngoµi ra cßn cã mét c«ng t¾c cung cÊp cho lèi vµo ph¶n trïng phïng. C¸c c«ng t¾c nµy cho phÐp mçi lèi vµo dõng chøc n¨ng, c¾t kÕt nèi víi c¸p ®ång trôc khi kh«ng cÇn dïng lèi vµo ®ã. Xung vµo c¸c lèi vµo A, B, C lµ c¸c xung ph©n cùc d­¬ng, ng­ìng lµ 2 V, bÒ réng xung nhá nhÊt lµ 20 ns, biªn ®é cao nhÊt lµ 50 V, trë kh¸ng trªn 3000  . Khèi 414A cã hai lèi ra trïng phïng n»m ë mÆt tr­íc, kÕt nèi víi c¸c khèi ®iÖn tö phÝa sau nhê c¸p ®ång trôc. Xung ra lµ xung d­¬ng cã bÒ réng 500 ns, biªn ®é tèi ®a lµ 5 V, ®­îc kÕt nèi mét chiÒu víi trë kh¸ng nhá h¬n 10  . 2.6.4 Nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña ADC 7072 A D C Data Ready Dead Time Enable Data Data Accept out in outin in out I N T E R F A C E H×nh 2.10 : S¬ ®å ho¹t ®éng cña ADC vµ Interface. TÝn hiÖu lèi ra khuÕch ®¹i phæ ®­îc ®­a vµo lèi vµo cña ADC, nÕu tÝn hiÖu n»m trong kho¶ng ng­ìng cña ADC th× sÏ ®­îc ADC biÕn ®æi. Sau khi biÕn ®æi xong tÝn hiÖu t­¬ng tù thµnh tÝn hiÖu sè, ADC sÏ göi tÝn hiÖu Data Ready tíi Card thu nhËn d÷ liÖu Interface, b¸o cho Interface biÕt s½n sµng ®äc d÷ liÖu. Khi nhËn Data Ready, Interface sÏ göi tÝn hiÖu Enable Data cho phÐp d÷ liÖu ®­îc chuyÓn tõ ADC sang Interface. Sau khi ®äc xong d÷ liÖu, Interface göi tÝn hiÖu Data Accepted tíi ADC ®Ó cho phÐp b¾t ®Çu qu¸ tr×nh biÕn ®æi míi vµ d÷ liÖu cña phÐp biÕn ®æi míi nµy sÏ thay thÕ d÷ liÖu cña phÐp biÕn ®æi tr­íc ®ã. [4, tr.24] Trong qu¸ tr×nh biÕn ®æi cña ADC, d÷ liÖu lèi vµo cã thÓ lµ Valid hoÆc Invalid. Valid lµ c¸c d÷ liÖu ®­îc ®äc vµ ghi cßn Invalid lµ c¸c d÷ liÖu cña c¸c xung vµo ADC ®­îc MCA ®äc nh­ng kh«ng ghi. ¦u ®iÓm cña ADC 7072 lµ tèc ®é biÕn ®æi tÝn hiÖu nhanh. 2.6.5 Nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña Interface Interface cña hÖ ®o t¹i lß ph¶n øng h¹t nh©n §µ L¹t cã sö dông vi ®iÒu khiÓn, cã bé nhí ngoµi ®Ó truyÒn d÷ liÖu vµo æ cøng cña m¸y tÝnh. ThuËt to¸n ho¹t ®éng cña Interface nh­ sau : - Khi c¶ hai ADC ®Òu biÕn ®æi : xung lèi vµo cã biªn ®é n»m trong cöa sæ cña ADC. C¶ hai ADC ®Òu cã tÝn hiÖu Data Ready vµ chóng c¸ch nhau mét kho¶ng thêi gian kh«ng qu¸ 1 s th× Interface sÏ göi tÝn hiÖu Enable Data ®Ó ®äc vµ ghi d÷ liÖu cña xung lèi vµo tõ ADC, sau khi ghi xong Interface sÏ göi tÝn hiÖu Data Accept tíi ADC vµ cho phÐp ADC reset l¹i ®Ó thùc hiÖn phÐp biÕn ®æi tiÕp theo. - Khi chØ cã mét trong hai ADC biÕn ®æi : khi cã mét trong hai ADC cã tÝn hiÖu Data Ready göi tíi lèi vµo cña Interface, trong tr­êng hîp nµy Interface chØ ®äc mµ kh«ng ghi d÷ liÖu, nã göi tÝn hiÖu tíi cho phÐp hai ADC reset l¹i ®Ó thùc hiÖn c¸c phÐp biÕn ®æi tiÕp theo. - Khi c¶ hai ADC ®Òu kh«ng biÕn ®æi : trong tr­êng hîp nµy c¶ hai ADC ®Òu kh«ng cã tÝn hiÖu Data Ready göi tíi Interface nªn nã sÏ kh«ng ph¶n øng. CH¦¥NG 3 : thùc NghiÖm Ghi phæ N¨ng l­îng cña nguån 60Co, 22Na b»ng hÖ PHæ KÕ gamma B¸N DÉN §¥N TINH THÓ Vµ hÖ PHæ KÕ TRïNG PHïNG GAMMA Sö DôNG §ÇU Dß B¸N DÉN HPGe §Ó thuËn tiÖn cho viÖc kh¶o s¸t t¸c dông h¹ thÊp nÒn Compton, lµm t¨ng tØ sè ®Ønh trªn Compton cña mét hÖ phæ kÕ trïng phïng gamma th× c¸c nguån 60Co vµ 22Na ®· ®­îc sö dông trong c¸c thÝ nghiÖm ®­îc tr×nh bµy trong ch­¬ng 3 nµy. 3.1 §Æc ®iÓm cña ®ång vÞ phãng x¹ 60Co vµ 22Na H¹t nh©n 60Co cã chu k× b¸n r· 5,272 n¨m. 60Co h¹t nh©n ph©n r·   , t¹o thµnh 60Ni ë tr¹ng th¸i kÝch thÝch, h¹t nh©n nµy ph¸t ra bøc x¹ gamma 1173 keV vµ 1332 keV ®Ó trë vÒ tr¹ng th¸i c¬ b¶n. Nh­ vËy, trong phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co sÏ cã hai ®Ønh 1173 keV vµ 1332 keV. S¬ ®å ph©n r· cña h¹t nh©n 60Co ®­îc giíi thiÖu trªn h×nh 3.1. H×nh 3.1 : S¬ ®å ph©n r· cña 60Co. H¹t nh©n 22Na cã chu k× b¸n r· lµ 2,605 n¨m. 22Na lµ h¹t nh©n ph©n r·   , t¹o thµnh 22Ne ë tr¹ng th¸i kÝch thÝch, h¹t nh©n nµy ph¸t ra bøc x¹ gamma 1274 keV ®Ó trë vÒ tr¹ng th¸i c¬ b¶n. Pozitron ph¸t ra tõ 22Na bÞ hñy ngay trong nguån vµ t¹o ra hai l­îng tö gamma 511 keV. Nh­ vËy, trong phæ n¨ng l­îng cña nguån 22Na sÏ cã hai ®Ønh 1274 keV vµ 511 keV. S¬ ®å ph©n r· cña h¹t nh©n 22Na ®­îc giíi thiÖu trªn h×nh 3.2. H×nh 3.2: S¬ ®å ph©n r· cña 22Na. 3.2 ThÝ nghiÖm 1: Ghi phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co, 22Na b»ng hÖ phæ kÕ b¸n dÉn ®¬n tinh thÓ 3.2.1 Môc ®Ých thÝ nghiÖm - Ghi phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co vµ nguån 22Na, t×m c¸c tham sè ®Æc tr­ng cña phæ. - TÝnh tØ sè P/C ®èi víi phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co. 3.2.2 Bè trÝ thÝ nghiÖm - S¬ ®å hÖ ®o GC1518 AMP 572 ADC 7072 INTERFACE NI7811R PC H×nh 3.3 : S¬ ®å khèi hÖ phæ kÕ gamma sö dông mét ®Çu dß HPGe, lo¹i GC1518. - Nguyªn t¾c ho¹t ®éng §Çu dß b¸n dÉn lo¹i GC1518 ®­îc ghÐp nèi víi khuÕch ®¹i phæ AMP 572. TÝn hiÖu ë lèi ra cña ®Çu dß b¸n dÉn ®­îc khèi khuÕch ®¹i phæ AMP 572 khuÕch ®¹i vÒ biªn ®é vµ t¹o d¹ng thÝch hîp cho ADC 7072 ph©n tÝch biªn ®é ®Ønh xung. Card thu nhËn d÷ liÖu Interface - NI7811R sÏ thu nhËn d÷ liÖu sau khi ADC biÕn ®æi xong vµ xÕp vµo « nhí. D÷ liÖu nµy ®­îc truyÒn vµo m¸y tÝnh PC ®Ó xö lý vµ ®­îc l­u l¹i thµnh c¸c file sè liÖu. Sè l­îng xung cã cïng gi¸ trÞ biªn ®é t­¬ng øng víi sè l­îng gi¸ trÞ n¨ng l­îng cña l­îng tö gamma mµ ®Çu dß hÊp thô ®­îc. - C¸c tham sè cña hÖ phæ kÕ gamma  Cao thÕ ®«i HV 660 Kªnh A : 1750 V.  KhuÕch ®¹i phæ AMP 572A - Gain : 3,75 - Coarse Gain : 100 - Shapping time : 3 s - Input : NEG - Output : UNI  ADC 7072 - DEADTIME/LEVEL : 0 /200 - RANGE/MODE : 8k/COIN - ANALOG SIGNAL : PHA 3.2.3 ThÝ nghiÖm vµ kÕt qu¶ - Bố trÝ vµ lắp đặt hệ phổ kế gamma như h×nh 3.3. - Lªn cao thÕ (1750V) và chuẩn hệ đo. - LÇn l­ît ®ặt nguồn 60Co ( ho¹t ®é 2,65 Ci ) vµ 22Na ( ho¹t ®é 0,0056 Ci ) vµo vÞ trÝ ®Æt mÉu. - Khởi động chương tr×nh đo (ch­¬ng tr×nh thu nhËn sè liÖu dïng PCI7811R) và thu nhận số liệu. - Xö lý : tÝnh to¸n, vÏ phæ vµ t×m c¸c tham sè b»ng ch­¬ng tr×nh OriginPro 7.5. - KÕt qu¶  Víi nguån 60Co + H×nh ¶nh phæ n¨ng l­îng. H×nh 3.4 : Phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co ( ho¹t ®é 2,65 Ci ) ®­îc ghi b»ng phæ kÕ gamma b¸n dÉn ®¬n tinh thÓ víi thêi gian ®o 27 phót 32 gi©y. + C¸c tham sè thu ®­îc gåm : diÖn tÝch ®Ønh, ®é ph©n gi¶i, ®é cao ®Ønh, tØ sè P/C ®­îc tr×nh bµy ë b¶ng 3.1. B¶ng 3.1 : C¸c tham sè thu ®­îc ®èi víi phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co (ho¹t ®é 2,65 Ci ) ®­îc ghi b»ng phæ kÕ gamma b¸n dÉn ®¬n tinh thÓ víi thêi gian ®o 27 phót 32 gi©y. N¨ng l­îng 1173 (keV) 1332 (keV) DiÖn tÝch ®Ønh 677297± 6425 622980 ± 4537 §é ph©n gi¶i (FWHM) 3,251 ± 0,011 3,251 ± 0,013 §é cao ®Ønh 130541 114509 TØ sè ®Ønh/Compton (P/C) 13,793  Nguån 22Na + H×nh ¶nh phæ n¨ng l­îng. H×nh 3.5 : Phæ n¨ng l­îng cña nguån 22Na ( ho¹t ®é 0,0056 Ci ) ®­îc ghi b»ng phæ kÕ gamma b¸n dÉn ®¬n tinh thÓ víi thêi gian ®o 52 phót 35 gi©y. + C¸c tham sè thu ®­îc gåm : diÖn tÝch ®Ønh, ®é ph©n gi¶i, ®é cao ®Ønh, tØ sè P/C ®­îc tr×nh bµy ë b¶ng 3.2. B¶ng 3.2 : C¸c tham sè thu ®­îc ®èi víi phæ n¨ng l­îng cña nguån 22Na ( ho¹t ®é 0,0056 Ci ) ®­îc ghi b»ng phæ kÕ gamma b¸n dÉn ®¬n tinh thÓ víi thêi gian ®o 52 phót 35 gi©y. N¨ng l­îng 511 (keV) 1274 (keV) DiÖn tÝch ®Ønh 7779 ± 130 2483 ± 51 §é ph©n gi¶i (FWHM) 3,251 ± 0,035 3,251 ± 0,033 §é cao ®Ønh 1306,3 444,7 3.3 ThÝ nghiÖm 2 : Ghi phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co, 22Na b»ng hÖ phæ kÕ trïng phïng gamma sö dông ®Çu dß b¸n dÉn HPGe (Trïng phïng b»ng khèi 414A) Víi thÝ nghiÖm 2, c¸c bøc x¹ gamma ®­îc ghi nhËn lµ c¸c bøc x¹ gamma ®i vµo hai ®Çu dß lÖch nhau mét kho¶ng thêi gian nhá h¬n kho¶ng thêi gian ®Þnh tr­íc cña hÖ ®o (gäi lµ cöa sæ thêi gian cña hÖ trïng phïng). Ph­¬ng ph¸p trïng phïng nµy cßn ®­îc gäi lµ trïng phïng th­êng. 3.3.1 Môc ®Ých thÝ nghiÖm - Ghi phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co vµ nguån 22Na, t×m c¸c tham sè ®Æc tr­ng cña phæ. - TÝnh tØ sè P/C ®èi víi phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co. 3.3.2 Bè trÝ thÝ nghiÖm - S¬ ®å hÖ ®o H×nh 3.6 : S¬ ®å khèi cña hÖ phæ kÕ trïng phïng gamma sö dông hai ®Çu dß b¸n dÉn HPGe lo¹i GC1518 vµ Inter Technique (Trïng phïng b»ng khèi 414A). - Nguyªn t¾c ho¹t ®éng : xem môc 2.4 - C¸c tham sè cña hÖ ®­îc cµi ®Æt nh­ môc 2.3. Chó ý r»ng : trong thÝ nghiÖm nµy, thêi gian trÔ ®Æt trªn khèi Delay (thêi gian trÔ ngoµi) (n»m gi÷a khèi CFD 584 vµ khèi COIN 414A) lµ 40 ns vµ thêi gian ph©n gi¶i  cña hÖ (thêi gian trÔ trong) ®Æt trªn khèi COIN 414A lµ 60 ns. 3.3.3 ThÝ nghiÖm vµ kÕt qu¶ - Bố trÝ lắp đặt hệ phổ kế trïng phïng gamma như h×nh 3.6. - Lªn cao thÕ ( 1750 V và 2500 V) và chuẩn hệ đo. - LÇn l­ît ®ặt nguồn 60Co ( ho¹t ®é 2,65 Ci ) vµ 22Na ( ho¹t ®é 0,0056 Ci ) vµo vÞ trÝ ®Æt mÉu. - Khởi động chương tr×nh đo (ch­¬ng tr×nh thu nhËn sè liÖu dïng 7811R) và thu nhận số liệu. - Chuẩn năng lượng cho từng kªnh đo. - Xö lý : tÝnh to¸n, vÏ phæ vµ t×m c¸c tham sè b»ng ch­¬ng tr×nh OriginPro 7.5 - KÕt qu¶  Nguån 60Co + H×nh ¶nh phæ n¨ng l­îng. H×nh 3.7 : Phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co (ho¹t ®é 2,65 Ci ) ®­îc ghi b»ng phæ kÕ trïng phïng gamma, sö dông ®Çu dß b¸n dÉn HPGe lo¹i GC1518 vµ Inter Technique víi thêi gian ®o 58 phót. + C¸c tham sè thu ®­îc gåm : diÖn tÝch ®Ønh, ®é ph©n gi¶i, ®é cao ®Ønh, tØ sè P/C ®­îc tr×nh bµy ë b¶ng 3.3. B¶ng 3.3 : C¸c tham sè thu ®­îc ®èi víi phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co (ho¹t ®é 2,65 Ci ) ®­îc ghi b»ng phæ kÕ trïng phïng gamma, sö dông ®Çu dß b¸n dÉn HPGe lo¹i GC1518 vµ Inter Technique víi thêi gian ®o 58 phót. N¨ng l­îng 1173 (keV) 1332 (keV) DiÖn tÝch ®Ønh 12485 ± 1025 9743 ± 777 §é ph©n gi¶i 2,321 ± 0,132 2,322 ± 0,151 §é cao ®Ønh 5455 4687 TØ sè ®Ønh/Compton 40,06  Nguån 22Na + H×nh ¶nh phæ n¨ng l­îng. H×nh 3.8 : Phæ n¨ng l­îng cña nguån 22Na (ho¹t ®é 0,0056 Ci ) ®­îc ghi b»ng phæ kÕ trïng phïng gamma sö dông ®Çu dß b¸n dÉn HPGe lo¹i GC1518 vµ Inter Technique víi thêi gian ®o 21 giê 17 phót. + C¸c tham sè thu ®­îc gåm : diÖn tÝch ®Ønh, ®é ph©n gi¶i, ®é cao ®Ønh, tØ sè P/C ®­îc tr×nh bµy ë b¶ng 3.4. B¶ng 3.4 : C¸c tham sè thu ®­îc ®èi víi phæ n¨ng l­îng cña nguån 22Na (ho¹t ®é 0,0056 Ci ) ®­îc ghi b»ng phæ kÕ trïng phïng gamma, sö dông mét ®Çu dß b¸n dÉn HPGe lo¹i GC1518 víi thêi gian ®o 21 giê 17 phót. N¨ng l­îng 511 (keV) 1274 (keV) DiÖn tÝch ®Ønh 11628 ± 149 398 ± 15 §é ph©n gi¶i FWHM 2,323 ± 0,112 2,323 ± 0,135 §é cao ®Ønh 2557,5 92,712 3.4 ThÝ nghiÖm 3 : Ghi phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co b»ng hÖ phæ kÕ trïng phïng gamma, sö dông ®Çu dß b¸n dÉn HPGe kÕt hîp víi ph­¬ng ph¸p céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng VÒ c¬ b¶n, s¬ ®å hÖ ®o, nguån ®o, thêi gian ®o vµ c¸c thao t¸c tiÕn hµnh gièng nh­ thÝ nghiÖm 2 nh­ng trong qu¸ tr×nh xö lý sè liÖu, ta cã kÕt hîp thªm víi ph­¬ng ph¸p céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng nh»m môc ®Ých chØ gi÷ l¹i c¸c xung trïng phïng, ®ã lµ c¸c xung võa lµ xung cã thêi gian lÖch nhau ph¶i n»m trong cöa sæ thêi gian cña hÖ trïng phïng, võa lµ xung cã tæng biªn ®é cña chóng cã gi¸ trÞ n»m trong ®Ønh tæng. V× vËy, ta cã thÓ lo¹i bá tÊt c¶ c¸c xung cßn l¹i nªn nÒn ph«ng gÇn nh­ ®­îc lo¹i bá hoµn toµn (Nãi c¸ch kh¸c lµ cho phÐp lo¹i gÇn nh­ hoµn toµn c¸c xung øng víi hiÖn t­îng t¸n x¹ Compton ë trong c¸c ®Çu dß). Ph­¬ng ph¸p trïng phïng nµy cßn ®­îc gäi lµ trïng phïng sù kiÖn - sù kiÖn vµ xö lý d­íi d¹ng sè theo ph­¬ng ph¸p tæng biªn ®é c¸c xung trïng phïng, th­êng ®­îc sö dông ®Ó ghi phæ n¨ng l­îng cña c¸c gamma nèi tÇng. 3.4.1 Giíi thiÖu vÒ ph­¬ng ph¸p céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng (SACP - Summation of the Amplitudes of Coinciding Pulse) C¬ së cña ph­¬ng ph¸p SACP lµ ë chç ®Çu b¸n dÉn HPGe biÕn ®æi tuyÕn tÝnh n¨ng l­îng bøc x¹ gamma thµnh biªn ®é tÝn hiÖu ®o, tæng n¨ng l­îng E1 vµ E2 cña hai dÞch chuyÓn gamma liªn tiÕp E1 + E2 = Ei - Ef ®­îc x¸c ®Þnh chØ bëi c¸c n¨ng l­îng Ei vµ Ef cña møc ph©n r· (i) vµ møc t¹o thµnh sau dÞch chuyÓn nèi tÇng hai gamma (f), nã kh«ng phô thuéc vµo n¨ng l­îng cña tr¹ng th¸i kÝch thÝch trung gian. Khi ®ã, c¸c tr­êng hîp ghi dÞch chuyÓn nèi tÇng mµ x¶y ra sù hÊp thô ®ång thêi toµn bé n¨ng l­îng hai tia gamma ë c¶ hai ®Çu dß sÏ dÉn ®Õn xuÊt hiÖn c¸c ®Ønh trong phæ tæng biªn ®é c¸c xung trïng phïng. Sù hÊp thô kh«ng hoµn toµn n¨ng l­îng dï lµ cña mét trong c¸c l­îng tö gamma sÏ lµm dÞch chuyÓn ®Ønh tæng biªn ®é vÒ miÒn n¨ng l­îng thÊp h¬n vµ t¹o nªn ph©n bè liªn tôc t­¬ng øng. V× vËy ta cã thÓ dÔ dµng t¸ch ra tõ tËp hîp c¸c trïng phïng  -  chØ nh÷ng tr­êng hîp khi mµ toµn bé n¨ng l­îng cña dÞch chuyÓn nèi tÇng bÞ hÊp thô hoµn toµn trong hai ®Çu dß. MÆc dï c­êng ®é bøc x¹ cña nh÷ng tr­êng hîp trïng phïng nh­ vËy lµ nhá (th­êng chØ x¶y ra kh«ng lín h¬n 10 sù kiÖn trong 106 ph©n r·) nh­ng bï l¹i, ta cã thÓ lo¹i trõ ph«ng liªn quan víi sù hÊp thô kh«ng hoµn toµn n¨ng l­îng bøc x¹ gamma. Ngoµi viÖc nghiªn cøu c¸c ®Æc tr­ng trung b×nh, ph­¬ng ph¸p SACP cßn cho phÐp t¸ch ra tõ tËp hîp c¸c trïng phïng  -  mét sè lín c¸c dÞch chuyÓn nèi tÇng hai gamma m¹nh nhÊt, x¸c ®Þnh ®­îc c­êng ®é vµ n¨ng l­îng cña c¸c dÞch chuyÓn nèi tÇng. H¬n n÷a ph­¬ng ph¸p cã ­u viÖt lµ chØ ghi c¸c dÞch chuyÓn nèi tÇng hai gamma liªn tiÕp, kh«ng phô thuéc vµo n¨ng l­îng cña møc trung gian vµ ph­¬ng ph¸p còng cho phÐp lo¹i ®i mét sè rÊt lín c¸c sù kiÖn ph«ng bao gåm c¶ tr­êng hîp hÊp thô kh«ng hoµn toµn c¸c tia gamma ë hai ®Çu dß. Nguyªn lý cña ph­¬ng ph¸p nµy nh­ sau : gi¶ sö tån t¹i s¬ ®å ph©n r· nh­ h×nh 3.9. Trong nghiªn cøu thùc nghiÖm râ rµng lµ cã kh¶ n¨ng tån t¹i trïng phïng gi÷a A vµ B cßn kh¶ n¨ng trïng phïng gi÷a A vµ C hoÆc gi÷a B vµ C lµ rÊt khã cã thÓ x¶y ra. H×nh 3.9 : VÝ dô minh häa vÒ s¬ ®å ph©n r· gamma. VÒ c¬ b¶n, ph­¬ng ph¸p SACP vÉn dùa trªn ph­¬ng ph¸p trïng phïng  -  lµ mét trong nh÷ng ph­¬ng ph¸p kinh ®iÓn cña vËt lý h¹t nh©n thùc nghiÖm. HÖ ghi chØ thu nhËn th«ng tin khi c¶ hai ®Çu dß cã xung ra ®ång thêi (chÝnh x¸c h¬n lµ thêi ®iÓm xuÊt hiÖn cña hai xung lÖch nhau mét kho¶ng thêi gian nhá h¬n kho¶ng thêi gian ®Þnh tr­íc cña hÖ ®o - ®­îc gäi lµ cöa sæ thêi gian cña hÖ trïng phïng). Ph­¬ng ph¸p SACP chØ kh¸c ph­¬ng ph¸p trïng phïng th­êng ë c¸ch ghi sè liÖu vµ xö lý sè liÖu. Sè liÖu thu ®­îc lµ c¸c code biªn ®é cña hai xung tíi tõ c¸c ®Çu dß 1 vµ ®Çu dß 2 t­¬ng øng viÕt thµnh hai cét E1(n) vµ E2(n) (víi n lµ sè thø tù cña c¸c cÆp sù kiÖn trïng phïng tÝnh tõ thêi ®iÓm b¾t ®Çu ®o). Qu¸ tr×nh xö lý sè liÖu cña ph­¬ng ph¸p SACP sÏ ®­îc tr×nh bµy ë môc 3.4.2. 3.4.2 Xö lý sè liÖu vµ vÏ phæ C¸c gi¸ trÞ cña biªn ®é xung trïng phïng ghi nhËn ®­îc ë kªnh A C¸c gi¸ trÞ cña biªn ®é xung trïng phïng ghi nhËn ®­îc ë kªnh B H×nh 3.10 : Th«ng tin thu ®­îc trong mét file text cña ch­¬ng tr×nh thu nhËn sè liÖu dïng 7811R. Sè liÖu thu ®­îc tõ ch­¬ng tr×nh thu nhËn sè liÖu dïng 7811R cña hÖ phæ kÕ trïng phïng gamma lµ c¸c file text. Sè liÖu thu ®­îc trong mét file text gåm cã hai cét E1(n) vµ E2(n) t­¬ng øng víi biªn ®é cña c¸c cÆp xung trïng phïng. Trong ®ã, c¸c gi¸ trÞ E1(n) vµ E2(n) lÇn l­ît lµ c¸c code biªn ®é cña hai 2 1 0 A B C 3 1 2 xung tíi tõ c¸c ®Çu dß 1 vµ ®Çu dß 2 t­¬ng øng, n lµ sè thø tù cña c¸c cÆp sù kiÖn trïng phïng tÝnh tõ thêi ®iÓm b¾t ®Çu ®o. Tr­íc khi xö lý sè liÖu, ta ph¶i tiÕn hµnh nèi c¸c file text nµy l¹i, ta cã thÓ dïng ch­¬ng tr×nh Gacasd 2.0 do nhãm nghiªn cøu t¹i ViÖn Nghiªn Cøu H¹t Nh©n §µ L¹t thiÕt kÕ. H×nh 3.11 : Cöa sæ giao diÖn chÝnh cña ch­¬ng tr×nh Gacasd 2.0. BÊm nót Merge files, hép héi tho¹i Input file type to merge sÏ xuÊt hiÖn. Më th­ môc chøa c¸c file sè liÖu cÇn nèi vµ chän tªn kiÓu file cÇn nèi, xãa bá phÇn sè vµ chØ gi÷ l¹i phÇn tªn nh­ h×nh vÏ, sau ®ã bÊm nót Open. H×nh 3.12 : Hép héi tho¹i chän tªn file vµ kiÓu file ®Ó nèi. Hép héi tho¹i Input parameters sÏ xuÊt hiÖn, trong « From gâ thø tù cña file b¾t ®Çu nèi, trong « To gâ thø tù cña file kÕt thóc. Sau khi bÊm OK, ch­¬ng tr×nh sÏ nèi d÷ liÖu trong c¸c file l¹i víi nhau. H×nh 3.13 : Hép héi tho¹i nhËp kho¶ng c¸c file nèi. Sau khi nèi xong, hép héi tho¹i Input name of new file sÏ xuÊt hiÖn. Trong « File name, gâ tªn cña file chøa d÷ liÖu sau khi nèi (kiÓu *.dat (data code)). H×nh 3.14 : Hép héi tho¹i nhËp tªn file chøa c¸c code sau khi nèi. Sau khi t¹o file kÕt nèi xong, ta tiÕn hµnh chuÈn sè liÖu, t¹o phæ tæng, t¹o ®Ønh tæng cña nguån 60Co vµ tiÕn hµnh läc c¸c sù kiÖn trïng phïng theo ph­¬ng ph¸p céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng b»ng ch­¬ng tr×nh Gacasd 2.0 hoÆc OriginPro 7.5. Trong phÇn néi dung cña ®Ò tµi, t¸c gi¶ ®· sö dông ch­¬ng tr×nh OrginPro 7.5 ®Ó lµm c«ng cô ®Ó xö lý sè liÖu, vÏ phæ tæng,…  Giíi thiÖu c¸ch dïng ch­¬ng tr×nh OriginPro 7.5 ®Ó chuÈn sè liÖu, t¹o phæ tæng vµ phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co b»ng ph­¬ng ph¸p céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng - B­íc 1 : §­a code biªn ®é cña c¸c xung trïng phïng thu ®­îc tõ nguån 60Co vµo ch­¬ng tr×nh b»ng c¸ch më file ®· kÕt nèi theo ®­êng dÉn sau : File -> Import| -> Simple Single ASCII -> Chän file ®· kÕt nèi ë phÇn trªn. H×nh 3.15 : Cöa sæ data hiÓn thÞ c¸c sè liÖu tõ file ®· kÕt nèi. - B­íc 2 : Chän cét sè liÖu thø nhÊt -> chän Statistics -> Descriptive Statistics -> Frequency count ®Ó më hép héi tho¹i Count. - B­íc 3 : Trong hép héi tho¹i Count, chän Step size nh­ h×nh 3.16 sau ®ã bÊm OK. H×nh 3.16 : Hép tho¹i Count. - B­íc 4 : Chän Cét Count (Y vµ vÏ ®å thÞ b»ng c¸ch chän Plot -> Line. - B­íc 5 : Chän Tools -> PickPeaks ®Ó më hép héi tho¹i Pick Peak thay ®æi c¸c tham sè trong hép héi tho¹i ®Ó t×m c¸c ®Ønh trong phæ. H×nh 3.17 : Cöa sæ hiÓn thÞ ®å thÞ vµ hép tho¹i Pick Peaks. - B­íc 6 : Më cöa sæ Peak võa t×m ®­îc vµ chän cét PkType gâ c¸c gi¸ trÞ n¨ng l­îng chuÈn (1173 keV vµ 1332 keV) vµo c¸c vÞ trÝ t­¬ng øng víi c¸c ®Ønh trong b¶ng. H×nh 3.18 : Cöa sæ hiÓn thÞ vÞ trÝ cña c¸c Peak. - B­íc 7 : Chän cét PkType(Y -> Chän Column -> Set as Y - B­íc 8 : Chän cét Pkx(X -> Chän Column -> Set as X - B­íc 9 : VÏ ®å thÞ hai cét trªn b»ng c¸ch chän hai cét -> Plot -> Scatter - B­íc 10 : Chän Analysis -> Fit Polynominal ®Ó chuÈn vµ xem hµm chuÈn. H×nh 3.19 : Cöa sæ hiÓn thÞ ®­êng chuÈn n¨ng l­îng vµ hµm chuÈn. - B­íc 11 : Sö dông hµm chuÈn võa t×m ®­îc cho kªnh thø nhÊt vµ hiÖu chØnh l¹i c¸c gi¸ trÞ code trong cét thø nhÊt (c¸c gi¸ trÞ hiÖu chØnh xong cña cét thø nhÊt nªn ghi vµo cét thø ba. - B­íc 12 : LÆp l¹i c¸c b­íc trªn cho cét thø hai. - B­íc 13 : Sau khi ®· cã hai cét sè liÖu hiÖu chØnh, céng c¸c cÆp sè liÖu trong hai cét ®· hiÖu chØnh. H×nh 3.20 : Cöa sæ chØnh söa l¹i c¸c gi¸ trÞ code trong cét thø nhÊt, cét thø 2 råi céng hai cét l¹i víi nhau. - B­íc 14 : Sau ®ã dïng c«ng cô thèng kª ®Ó vÏ phæ ®Ønh tæng (thùc hiÖn l¹i tõ b­íc 2 ®Õn b­íc 4). H×nh 3.21 : Cöa sæ hiÓn thÞ phæ tæng cña nguån 60Co. - B­íc 15 : Tõ phæ tæng, ta x¸c ®Þnh kho¶ng gi¸ trÞ n¨ng l­îng n»m trong ®Ønh tæng b»ng nót ®äc d÷ liÖu Data Reader trªn thanh c«ng cô Tools.(2492,5 keV ®Õn 2516,5 keV) H×nh 3.22 : Cöa sæ hiÓn thÞ x¸c ®Þnh vÞ trÝ ch©n bªn tr¸i cña ®Ønh tæng b»ng nót Data Reader. H×nh 3.23 : Cöa sæ hiÓn thÞ x¸c ®Þnh vÞ trÝ ch©n bªn ph¶i cña ®Ønh tæng b»ng nót Data Reader. - B­íc 16 : Quay l¹i b¶ng sè liÖu chøa c¸c cét tæng : chän cét tæng -> Analysis -> Sort Worksheet -> Acsending ®Ó s¾p xÕp c¸c gi¸ trÞ n¨ng l­îng råi läc tÊt c¶ c¸c cÆp sù kiÖn trïng phïng cã tæng n¨ng l­îng n»m trong ®Ønh tæng. (2492,5 keV ®Õn 2516,5 keV). H×nh 3.24 : Cöa sæ hiÓn thÞ c¸c code cã gi¸ trÞ n»m trong ®Ønh tæng. - B­íc 17 : Víi b¶ng sè liÖu ®· läc nµy, ta lÆp l¹i c¸c thao t¸c tõ b­íc 2 ®Õn b­íc 4 ®Ó vÏ phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co . H×nh 3.25 : Cöa sæ hiÓn thÞ phæ n¨ng l­îng cña 60Co sau khi ®· läc. 3.4.3 KÕt qu¶ + H×nh ¶nh phæ n¨ng l­îng. H×nh 3.26 : Phæ n¨ng l­îng trïng phïng gamma cña nguån 60Co (ho¹t ®é 2,65 Ci , thêi gian ®o 58 phót) sau khi xö lý b»ng ph­¬ng ph¸p céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng (phæ nèi tÇng). + C¸c tham sè thu ®­îc gåm : diÖn tÝch ®Ønh, ®é ph©n gi¶i, ®é cao ®Ønh, tØ sè P/C ®­îc tr×nh bµy ë b¶ng 3.5. B¶ng 3.5 : C¸c tham sè thu ®­îc ®èi víi phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co (ho¹t ®é 2,65 Ci , thêi gian ®o 58 phót) sau khi xö lý b»ng ph­¬ng ph¸p céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng. N¨ng l­îng 1173 (keV) 1332 (keV) DiÖn tÝch ®Ønh 2443 ± 133 2409 ± 148 §é ph©n gi¶i (FWHM) 2,321 ± 0,132 2,322 ± 0,151 §é cao ®Ønh 906 850 TØ sè ®Ønh/Compton (P/C)  3.5 So s¸nh kÕt qu¶ c¸c thÝ nghiÖm 3.5.1 So s¸nh phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co, 22Na ghi b»ng phæ kÕ gamma b¸n dÉn ®¬n tinh thÓ vµ phæ kÕ trïng phïng gamma, sö dông ®Çu dß b¸n dÉn HPGe §Ó dÔ so s¸nh c¸c phæ n¨ng l­îng thu ®­îc tõ thÝ nghiÖm 1 vµ thÝ nghiÖm 2, ta biÓu diÔn phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co, 22Na thu ®­îc tõ hÖ phæ kÕ gamma b¸n dÉn ®¬n tinh thÓ vµ hÖ phæ kÕ trïng phïng gamma trªn cïng mét hÖ trôc nh­ h×nh 3.27, h×nh 3.28. H×nh 3.27 : So s¸nh phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co ghi b»ng phæ kÕ gamma b¸n dÉn ®¬n tinh thÓ vµ phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co ghi b»ng phæ kÕ trïng phïng gamma. Nh×n vµo h×nh 3.27, ta dÔ dµng nhËn thÊy ®­îc mét sù kh¸c biÖt rÊt lín gi÷a hai phæ n¨ng l­îng thu ®­îc : nÒn ph«ng cña phæ trïng phïng rÊt thÊp so víi nÒn ph«ng cña phæ gamma ®¬n tinh thÓ. NÕu kh¶o s¸t kü, ta xÐt tØ sè ®Ønh trªn Compton (P/C) cña mçi phæ. C¨n cø vµo kÕt qu¶ thu ®­îc ë b¶ng 3.1 vµ b¶ng 3.3, mÆc dï ®é cao cña ®Ønh 1332 keV trong phæ gamma ®¬n tinh thÓ cao gÊp kho¶ng 24 lÇn so víi ®Ønh 1332 keV trong phæ trïng phïng (114509 : 4687) nh­ng tØ sè P/C cña phæ trïng phïng lín h¬n tØ P/C cña phæ gamma ®¬n tinh thÓ kho¶ng 3 lÇn (40,06 : 13,793). §iÒu nµy cho thÊy, ®é nh¹y cña phÐp ®o trïng phïng gamma gÊp 3 lÇn so víi phÐp ®o phæ gamma ®¬n tinh thÓ, cho phÐp nã cã thÓ ph¸t hiÖn ®­îc c¸c ®Ønh yÕu, n¨ng l­îng thÊp n»m trªn nÒn Compton cña c¸c ®Ønh n¨ng l­îng cao. H×nh 3.28 : So s¸nh phæ n¨ng l­îng cña nguån 22Na ghi b»ng phæ kÕ gamma b¸n dÉn ®¬n tinh thÓ vµ phæ n¨ng l­îng cña nguån 22Na ghi b»ng phæ kÕ gamma trïng phïng. §èi víi phæ n¨ng l­îng cña nguån 22Na, ta còng dÔ dµng nhËn thÊy nÒn ph«ng cña phæ trïng phïng rÊt thÊp so víi nÒn ph«ng cña phæ n¨ng l­îng ghi b»ng phæ kÕ gamma b¸n dÉn ®¬n tinh thÓ. 3.5.2 So s¸nh phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co thu ®­îc b»ng ph­¬ng ph¸p trïng phïng th­êng vµ ph­¬ng ph¸p céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng Ta biÓu diÔn phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co thu b»ng ph­¬ng ph¸p trïng phïng th­êng vµ ph­¬ng ph¸p céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng trªn cïng mét hÖ trôc nh­ h×nh 3.29. H×nh 3.29 : So s¸nh phæ n¨ng l­îng trïng phïng th­êng vµ phæ n¨ng l­îng trïng phïng sù kiÖn - sù kiÖn cña nguån 60Co. Nh×n vµo h×nh 3.29, ta nhËn ra r»ng : nÒn ph«ng cña phæ trïng phïng céng biªn ®é ®· bÞ triÖt tiªu hoµn toµn. C¨n cø vµo kÕt qu¶ thu ®­îc ë b¶ng 3.3 vµ b¶ng 3.5, ta thÊy : mÆc dï ®é cao cña ®Ønh 1332 keV trong phæ trïng phïng th­êng cao gÊp kho¶ng 4 lÇn (9743 : 2409) so víi ®Ønh 1332 keV trong phæ trïng phïng céng biªn ®é nh­ng do nÒn ph«ng cña phæ trïng phïng céng biªn ®é hoµn toµn bÞ lo¹i bá nªn tØ sè P/C cùc lín. V× vËy, trong phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co chØ xuÊt hiÖn 2 ®Ønh ®Æc tr­ng mµ th«i. Nh­ vËy, víi hÖ phæ kÕ trïng phïng gamma kÕt hîp víi ph­¬ng ph¸p céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng ta thu ®­îc mét phæ rÊt lý t­ëng víi nÒn ph«ng bÞ triÖt tiªu. 3.6 Më réng : kh¶o s¸t sù ¶nh h­ëng ®Õn phæ kÕ trïng phïng gamma khi thay ®æi thêi gian ph©n gi¶i  trªn khèi trïng phïng 414A, thêi gian lµm chËm cña khèi Delay NÕu trong thÝ nghiÖm 2 (môc 3.3), thêi gian trÔ ®Æt trªn khèi Delay (thêi gian trÔ ngoµi) lµ 0 ns vµ thêi gian ph©n gi¶i  cña hÖ (thêi gian trÔ trong) ®Æt trªn khèi 414A lµ 100 ns, c¸c tham sè cßn l¹i gi÷ nguyªn th× kÕt qu¶ thu ®­îc thÓ hiÖn trªn h×nh 3.30 vµ b¶ng 3.6. H×nh 3.30 : Phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co (ho¹t ®é 2,65 Ci ) ®­îc ghi b»ng phæ kÕ trïng phïng gamma víi thêi gian ph©n gi¶i cña khèi 414A lµ 100 ns. B¶ng 3.6. C¸c tham sè thu ®­îc ®èi víi phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co (ho¹t ®é 2,65 Ci ) khi thêi gian ph©n gi¶i cña khèi 414A lµ 100 ns. N¨ng l­îng 1173 (keV) 1332 (keV) DiÖn tÝch ®Ønh 11102 ± 93 10146 ± 111 §é ph©n gi¶i 2,412 ± 0,014 2,411 ± 0,011 §é cao ®Ønh 2385 2142 TØ sè ®Ønh/Compton 24,2 NÕu thêi gian trÔ ®Æt trªn khèi Delay vÉn lµ 0 ns vµ thêi gian ph©n gi¶i  cña hÖ (thêi gian trÔ trong) ®Æt trªn khèi 414A lµ 110 ns, c¸c tham sè cßn l¹i gi÷ nguyªn th× kÕt qu¶ thu ®­îc thÓ hiÖn nh­ h×nh 3.31 vµ b¶ng 3.7. H×nh 3.31 : Phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co (ho¹t ®é 2,65 Ci ) ®­îc ghi b»ng phæ kÕ trïng phïng gamma víi thêi gian ph©n gi¶i cña khèi 414A lµ 110 ns. B¶ng 3.7 : C¸c tham sè thu ®­îc ®èi víi phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co (ho¹t ®é 2,65 Ci ) khi thêi gian ph©n gi¶i cña khèi 414A lµ 110 ns. N¨ng l­îng 1173 (keV) 1332 (keV) DiÖn tÝch ®Ønh 46345 ± 324 42397 ± 340 §é ph©n gi¶i 2,437 ± 0,017 2,437 ± 0,023 §é cao ®Ønh 10453 9164 TØ sè ®Ønh/Compton 12,1  NhËn xÐt Nh­ vËy, viÖc thay ®æi thêi gian ph©n gi¶i  ®· ¶nh h­ëng ®Õn tØ sè P/C : thêi gian  cña khèi 414A cµng cao th× tØ sè P/C cµng gi¶m. KÕt hîp b¶ng 3.3, 3.6 vµ 3.7, ta t×m ®­îc b¶ng 3.8 ®Ó thÊy râ sù ¶nh h­ëng cña thêi gian ph©n gi¶i  vµ thêi gian lµm chËm ®Õn tØ sè P/C. B¶ng 3.8 : Sù ¶nh h­ëng cña thêi gian ph©n gi¶i  , thêi gian lµm chËm ®Õn tØ sè P/C. Thêi gian ph©n gi¶i  cña khèi 414A 60 ns 100 ns 110 ns Thêi gian lµm chËm trªn khèi Delay 40 ns 0 0 TØ sè ®Ønh/Compton 40,1 24,2 12,1 Sù thay ®æi nµy cã thÓ gi¶i thÝch nh­ sau : ta biÕt r»ng nÒn ph«ng cµng cao th× tØ sè P/C cµng gi¶m. Sù ®ãng gãp vµo nÒn ph«ng cã nhiÒu nguyªn nh©n, trong ®ã cã sù ®ãng gãp cña trïng phïng ngÉu nhiªn. Nh­ ta ®· biÕt, tèc ®é trïng phïng ngÉu nhiªn ®­îc tÝnh theo c«ng thøc (3.1) : Nacc = 2N1N2 (3.1) Trong ®ã : N1 lµ tèc ®é ®Õm ë ®Çu dß 1 N2 lµ tèc ®é ®Õm ë ®Çu dß 2  lµ thêi gian ph©n gi¶i cña khèi trïng phïng C¨n cø vµo c«ng thøc (3.1), ta thÊy tèc ®é trïng phïng ngÉu nhiªn tØ lÖ víi thêi gian ph©n gi¶i khèi trïng phïng (cßn gäi lµ cöa sæ trïng phïng  ). Do ®ã c¸ch tèt nhÊt ®Ó gi¶m trïng phïng ngÉu nhiªn lµ gi¶m cöa sæ trïng phïng  cµng nhá cµng tèt. Tuy nhiªn cöa sæ trïng phïng  kh«ng thÓ gi¶m thÊp h¬n mét gi¸ trÞ tèi thiÓu nµo ®ã. Cöa sæ trïng phïng tèi thiÓu phô thuéc vµo ®Æc tr­ng cña khèi trïng phïng vµ phô thuéc vµo møc ®é t­¬ng ®ång cña c¸c kªnh trïng phïng vÒ mÆt thêi gian, nÕu hai kªnh kh«ng t­¬ng ®ång th× khi gi¶m cöa sæ sÏ mÊt sù kiÖn trïng phïng thËt. Cô thÓ, ®èi víi hÖ phæ kÕ trïng phïng céng biªn ®é t¹i ViÖn H¹t Nh©n §µ L¹t, do thêi gian trÔ gi÷a hai kªnh lµ 40 ns vµ hÖ kh«ng sö dông d©y trÔ ®Ó ®ång bé gi÷a hai kªnh nªn cöa sæ trïng phïng ®­îc ®Æt lµ 60 ns. Khi tiÕn hµnh ghi phæ th× bé tham sè nµy lµ thÝch hîp nhÊt. NÕu hai kªnh ®­îc ®ång bé th× cöa sè trïng phïng cã thÓ ®­îc gi¶m xuèng thÊp h¬n 60 ns. 3.7 §¸nh gi¸ vÒ hÖ phæ kÕ trïng phïng gamma Qua c¸c kÕt qu¶ thu ®­îc, ta cã thÓ rót ra ­u ®iÓm næi bËt cña hÖ phæ kÕ gamma trïng phïng so víi hÖ phæ kÕ b¸n dÉn ®¬n tinh thÓ nh­ sau : phæ thu ®­îc cã nÒn ph«ng gi¶m ®i rÊt râ rÖt nªn tØ sè P/C t¨ng lªn ®¸ng kÓ. §Æc biÖt, khi sö dông ph­¬ng ph¸p trïng phïng céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng, ta cã thÓ lo¹i bá hoµn toµn ®­îc nÒn ph«ng. Khi tiÕn hµnh thÝ nghiÖm, ®Ó thu nhËn ®­îc kÕt qu¶ tèi ­u nhÊt th× cÇn ph¶i cµi ®Æt c¸c tham sè cña c¸c khèi ®iÖn tö theo c¸c bé tham sè ®· ®Þnh chuÈn. Tuy nhiªn, khi tiÕn hµnh thÝ nghiÖm, ®é ph©n gi¶i n¨ng l­îng t¹i ®Ønh 1332 keV kh«ng ®¹t ®­îc b»ng 1,8 keV (theo danh ®Þnh ®èi víi ®Çu dß HPGe). Nguyªn nh©n lµ do ®Çu dß HPGe ®· sö dông trong thêi gian dµi, do d©y ®Êt kÐm vµ do hÖ phæ kÕ trïng phïng gamma ®­îc ®Æt t¹i kªnh sè 3 cña lß ph¶n øng h¹t nh©n, cïng víi c¸ch bè trÝ kªnh nªn bÞ ¶nh h­ëng bëi c¸c nguån nhiÔu kh¸c kh«ng thÓ lo¹i bá ®­îc. Ngoµi ra, ta còng dÔ dµng nhËn thÊy r»ng : ph­¬ng ph¸p céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng cã hiÖu suÊt ghi trïng phïng thÊp. Do cÊu h×nh kh¸ phøc t¹p, chi phÝ mua s¾m c¸c thiÕt bÞ t­¬ng ®èi cao nªn hÖ phæ kÕ trïng phïng gamma chØ nªn dïng trong c¸c thÝ nghiÖm cã yªu cÇu ®Æc biÖt vÒ vÊn ®Ò gi¶m ph«ng (bµi to¸n x¸c ®Þnh ho¹t ®é cña mét nguån cã ho¹t ®é thÊp, nghiªn cøu c­êng ®é chuyÓn dêi gamma nèi tÇng vµ s¬ ®å møc kÝch thÝch vïng n¨ng l­îng trung gian cña c¸c h¹t nh©n 153Sm, 182Ta, 59Ni, 239U, 36Cl, …) cßn víi c¸c phÐp ®o phæ n¨ng l­îng th«ng th­êng (®o mÉu m«i tr­êng, mÉu ph©n tÝch kÝch ho¹t, …) th× ta chØ cÇn dïng phæ kÕ gamm sö dông mét ®Çu dß b¸n dÉn HPGe lµ ®¸p øng ®­îc yªu cÇu ®Æt ra. KÕT LUËN  Qua qu¸ tr×nh thùc hiÖn luËn v¨n, t¸c gi¶ ®· thu ®­îc mét sè kÕt qu¶ sau : - T×m hiÓu vÒ chøc n¨ng cña c¸c khèi ®iÖn tö, nguyªn t¾c ho¹t ®éng vµ viÖc cµi ®Æt c¸c tham sè cña hÖ ®o céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng t¹i kªnh sè 3 cña lß ph¶n øng h¹t nh©n §µ L¹t. - N¾m ®­îc c¸c b­íc khi tiÕn hµnh ghi nhËn phæ n¨ng l­îng cña mét nguån phãng x¹ b»ng ph­¬ng ph¸p trïng phïng : ®Æt nguån, lªn cao thÕ cho hai ®Çu dß HPGe, ®iÒu chØnh c¸c th«ng sè trªn c¸c khèi ®iÖn tö, sö dông ch­¬ng tr×nh 7811R ®Ó thu nhËn sè liÖu. - BiÕt c¸ch xö lý sè liÖu b»ng c¸c phÇn mÒm kh¸c nhau nh­ : OriginPro 7.5, Gacasd 2.0, Excel,… - So s¸nh ®­îc tØ sè P/C cña phæ n¨ng l­îng cña nguån 60Co ghi nhËn b»ng phæ kÕ gamma b¸n dÉn ®¬n kªnh vµ phæ kÕ trïng phïng gamma sö dông ®Çu dß b¸n dÉn HPGe. Tõ ®ã rót ra ®­îc ­u ®iÓm næi bËt cña hÖ phæ kÕ trïng phïng.  Mét sè dù kiÕn ph¸t triÓn cña ®Ò tµi : - SÏ tiÕp tôc t×m hiÓu ¶nh h­ëng cña kªnh thêi gian (khèi TFA vµ CFD) ®Õn hÖ phæ kÕ trïng phïng. - Nghiªn cøu nh÷ng thay ®æi cña c¸c tham sè cña phæ (tØ sè P/C, ®é ph©n gi¶i,…) khi thay ®æi thêi gian ph©n gi¶i cña khèi trïng phïng 414A vµ thay ®æi thêi gian lµm chËm cña khèi Delay. - SÏ tiÕp tôc nghiªn cøu n©ng cao ®é ph©n gi¶i thêi gian cña hÖ phæ kÕ vµ sö dông hÖ trong nghiªn cøu cÊu tróc h¹t nh©n. Qua qu¸ tr×nh lµm luËn v¨n, t¸c gi¶ ®· trang bÞ thªm cho m×nh nhiÒu kiÕn thøc quan träng. Hy väng luËn v¨n sÏ lµ tµi liÖu tham kh¶o bæ Ých cho b¶n th©n t¸c gi¶ cïng nh÷ng ai quan t©m ®Õn hÖ phæ kÕ trïng phïng gamma trong nghiªn cøu cÊu tróc h¹t nh©n. TµI LIÖU THAM KH¶O TiÕng ViÖt [1] NguyÔn Xu©n H¶i (2006), Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o card thu nhËn sè liÖu cho hÖ phæ kÕ céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng, B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi khoa häc cÊp c¬ së, ViÖn nghiªn cøu h¹t nh©n §µ L¹t, §µ L¹t. [2] PGS -TS §inh Sü HiÒn (2005), §iÖn tö h¹t nh©n : ®Çu dß vµ xö lý tÝn hiÖu, Nhµ xuÊt b¶n §¹i häc quèc gia TP Hå ChÝ Minh, TP Hå ChÝ Minh. [3] PGS -TS Ng« Quang Huy (2006), C¬ së vËt lý h¹t nh©n, Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt, TP Hå ChÝ Minh. [4] NguyÔn Xu©n Kiªn (2006), Mét sè kÕt qu¶ nghiªn cøu ph©n r· gamma nèi tÇng cña h¹t nh©n 36Cl b»ng ph­¬ng ph¸p céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng, LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häc, Tr­êng §¹i häc khoa häc tù nhiªn Hµ Néi, Hµ Néi. [5] NguyÔn Hoµng Xu©n Phóc (2009), Mét sè vÊn ®Ò vÒ hÖ thèng xö lý thêi gian cña hÖ ®o céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng t¹i lß ph¶n øng h¹t nh©n §µ L¹t, LuËn v¨n th¹c sÜ vËt lý kü thuËt, Tr­êng §¹i häc §µ L¹t, §µ L¹t. [6] V­¬ng H÷u TÊn (2006), Nghiªn cøu c­êng ®é chuyÓn dêi gamma nèi tÇng vµ s¬ ®å møc kÝch thÝch vïng n¨ng l­îng trung gian cña c¸c h¹t nh©n 153Sm, 182Ta, 59Ni, 239U b»ng ph­¬ng ph¸p céng biªn ®é c¸c xung trïng phïng, B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi khoa häc cÊp bé n¨m 2005-2006, ViÖn nghiªn cøu h¹t nh©n §µ L¹t, §µ L¹t. [7] V­¬ng H÷u TÊn (2009), Nghiªn cøu ph¸t triÓn hÖ thèng phæ kÕ h¹t nh©n ®o trªn chïm n¬tron phôc vô nghiªn cøu chuyÓn dêi gamma nèi tÇng, ®o ®¹c sè liÖu h¹t nh©n vµ c¸c øng dông liªn quan, B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi khoa häc cÊp bé n¨m 2007-2009, ViÖn nghiªn cøu h¹t nh©n §µ L¹t, §µ L¹t. [8] ViÖn n¨ng l­îng nguyªn tö ViÖt Nam (2008), Gi¸o tr×nh thùc hµnh phæ kÕ gamma, §µ L¹t. TiÕng Anh [9] Ortec (2002), Fast coincidence operating and service manual - 414A, USA [10] Ortec (2003), Timming filter amplifier operating and service manual - 474, USA