TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHAM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ e HIỆN TUGNG PHONG XA TỰ NHIÊN e UNG DUNG CUA HIỆN TUGNG PHONG XA e« ĐO CHU KỲ BANRA CUA «Ba _ —— ¡ bus ket : -- Niên khóa 1996 — 2000 = 21)347/9I 214j)J/,y9 3 PRPS EFS EES SESE RES EERE EERE ROKER EES LOI CAM ON Sau bấm nim học tập ở trường cà thời giam chun bj cho “ Xháa lugn Tél nghiệp”, đến nay co ban đã được hoan think. Dé chink là nhe ebng lao to lén của Quy Thay C6 da tin tink giáp dé cho em trong hee tập, cũng nhut trong sige thưực tiệm kítod luận nay. rước liết, em xin chan think eam on toàn thé Quij Thiy Cb trường Dai hoe Sut pham Tp.
2(á Chi Minh, suất la eae Thay Đà trong khoa Udt lj đã tận tâm truyền dat tường bai hoe quả báo oà bổ ich trong tuốt b&n nam dai hee lap. KE đến, em cảm on hấu UGO DUY CFU va Thiy AGUYER HOANG LONG đã giáp đề em rit nhiêu trong vige tuge hign lugn edn nay. Hd Chi Minh, ngày 21 tháng OS năm 2000-05-26 SVTH Trương Thị Bảo Khuyên 3FRESHEST TRENT ETE RTO O EEO EEE O TO EO RO EE EPF ELSE TEETER SETA RES TERE TAREE EE ERSTE TE 5 2)491/ygý; LOI NOI BAU of Khi nói đến vật lộ hat nhận đặc biệt là chất đẳng vị phóngxa, hdn trong chúng ta đã biết it nhiều về những ứng dụng khá phổ biển của Ệ chủng trong khoa học kỳ thuật cũng như trong đời sống hằng ngày. Trong các ngành như công nghiệp, nông nghiệp, khai khoáng.
thì chất đồng vị phóng xạ đã trở thành một công cụ không thể thiếu, nhờ chất đẳng vị phóng xạ mà mọi vấn đề phức tạp khó khăn có thể được gidi quyết một cách nhanh chóng và chính xác. Ứng dụng thành công hơn cà là trong ngành Y tế, trong lĩnh vực này, chất đồng vị phóng xạ là phương tiên quý báu trong việc chẩn đoán và chữa bệnh: Dùng tia phóng xạ có thể chữa được những căn bệnh hiểm nghèo như bệnh ung thư chẳng hạn! dùng tia phóng xạ người thầy thuốc có thể xác định một cách chính xác vị trí của khối u từ đó có phương hướng điều trị một cách có hiệu quà. Không chỉ có thế, chất đẳng vị phóng xạ còn có mặt ở các ngành tưởng chừng như ít liên quan đến khoa học kỹ thuật như: khảo cổ học, hài dương học v. Hiện nay trên thế giới cũng như ð nước ta, chất đồng vị phóng xạ đã được sử dụng khá rộng rãi.
Nhất là trong thời gian gdn đây nước ta đã có một số cơ sở nghiên cứu, cơ sở sản xuất. Đặc biệt trong y học có rất nhiều máy móc, thiết bị, dd được nhập về để chẩn đoán và chữa bệnh ở các bệnh viện trong cd nước. Luận văn này giới thiệu khái quát về hiện tượng phóng xa và những ứng dụng của chất đẳng vị phóng xạ trong các lĩnh vực nói trên. Nhằm tìm hiểu một ngành khoa học kỹ thuật hiện đại dang được phái triển trên toàn thếgiới.
Luận văn đã được hoàn thành nhưng do mới bước ddu tập làm quen với việc nghiên cứa sách vở, hơn nữa khả năng và thời gian còn hạn chế nên bài làm sẽ không tránh được những thiếu sót, em rất mong nhận được sự chỉ bảo và góp ý của Thdy Cô, cũng như bạn bè. 3 FRE RFE SE SRE REET S EEEÂVE G0 4E ii 66E NHẬXÉTC&ỦAGIÁOVÊN Luận Văn Tốt Nghiệp GSHD : NGÔ DUY CHU NỘI DUNG e&lLiw Phini: Lý thuyét I, Cấu tao nguyên tử. Hiện tượng phóng xạ. Cac phương pháp đo cường độ phóng xạ.
Ung dụng các chất đồng vị phóng xạ. — Ứng dụng các chất đổng vị phóng xạ ở nước Ia.trang 29 Phan2: THựC Hành I. Nguyên tắc hoạt động. Dung cụ thí nghiệm.
= Tiến hành thí nghiệm. trang 37 W SE || deeaom=seessesee trang 38 SUTT ưng Thy Bibo Kayes Luân Văn Tốt Nghiệp GSHD : NGO DUY CHU LÝ THUYẾT I. Cấu tạo nguyên tử Il. Hiện tượng phóng xa Ill.
Các phương pháp đo cường độ phóng xa IV. Ung dụng các chất déng vị phóng xạ V. Ung dụng các chất đổng vị phóng xạ ở nước ta SUT ung Th Bio Khugts Trang Ï _ Luân Văn Tốt Nghệp _ __GSHD NGÔ DUY CHU Nguyễn tử, bom nguyén tử, hat nhân nguyên tử. những danh từ này đã quá quen thuộc với chúng ta, vay nguyên tử là gì ? Cấu tạo như thé nào? Thành phan của nó gồm những gi? Các nhà triết gia thời cổ La-Hy đã cho rằng: nguyên tử là phan tử nhỏ nhất không thể phan chia được nữa (vi vay nguyên tử có tên là A-Tom nghĩa là không thể phân chia được nữa) thất ra nguyên tử không phải là phan tử nhỏ nhất mà nó chỉ là một phan tử vô cùng nhỏ bé mà thôi.
Năm 1895 Roctgen (người Đức) da phát hiển ra tua X, năm 1896 Bequered (người Pháp) Lin đấu tiên phát hiện ra hiện tượng kỳ la đó là - Bat mảnh Urani wong một cái hộp đắt trong một cái tẩm phim ảnh, một ít lầu sau rửa phim thì nhân thấy trên phim có những vết đen, điểu này đã chứng tỏ rằng : nguyên tử Urani đã phát ra những tia mà mất thường không nhìn thấy. Hiển tương này goi là hiên tương phóng xu Năm 1898 - 1902 hai ông bà Curies đã tìm ra nguyén tô Pôlôni và Radi có tính phóng xa manh hơn Urani rất nhiều. Với sự phát hiện ra hiện tượng phóng xa đã chứng tỏ rằng: nguyên tử không phải là phdn tử nhỏ nhất mà nguyên tử là cả một thế giới vô cùng phức tạp cần dude nghiên cứu và khám phá. Đến năm 1911 Rutherford (người Anh) đã thưc hiên thí nghiêm của mình và đã chứng tỏ ring : nguyên tử gồm có hạt nhân mang điện tích đương và các electron mang điện tích âm chuyển đông xung quanh hạt nhân.
7 — lọc, Mẫu nquyén tử Rutherford Về sau nhà vật lý hoc người Đan Mach Niels Bohr đã đưa ra mô hình của mẫu hành tinh nguyên tử, theo mẫu này thì nguyên tử có thể hình dung như môt thái đương hé, trung tâm là hạt nhân mang điện tích đương (ví như mặt trời) xung quanh hat nhân có những electron mang điện tích âm chuyển động xung quanh hat nhân theo những quỹ dao khác nhau (ví như các hành tình) các electron này sắp xếp theo từng lớp có tên như - K, L, M,N, O, P. và sốelectron trên mỗi lop SVT+ Cung Tin “âu thú Trang 2 Luan Văn Tốt Nghiệp GSHD : NGÔ DUY CHU___ có một giới hạn nhất định. Chẳng hạn, ở lớp K có tối đa là 2 electron hay lớp L nhiều nhất đến 8 electron. Hạt nhân có kích thước rất nhỏ so với kích thước của nguyên tử, đường kính của hạt nhân, 10” m còn đường kính của nguyên tử đến 10”! m, nghĩa là đường kính nguyên tử gấp 10.000 lần đường kính hạt nhân.
Hạt nhân tuy nhỏ nhưng lại chiếm phần lớn khối lượng của nguyên tử. Ta hãy lấy nguyên tử đơn giản nhất là nguyên tử Hyđro là ví dụ : nguyên tử này chỉ có 1 electron quay xung quanh hạt nhân. Ở đây electron có khối lượng m„ = 9,1 * 10°! kg, hạt nhân gồm | proton nang gấp 1836,1 lần khối lượng của electron. Như vậy ta nhân thấy rằng : hat nhân của nguyên tử H; có đường kính chỉ bằng 10° đường kính của nguyên tử mà lại chiếm đến 99,94% khối lượng nguyên tử, Năm 1933 nhà vat lý học người Anh Chadwiek đã phát hiện ra Notron là một hạt có khối lượng xấp xỉ prôton nhưng không mang điện.
Cũng vào thời điểm này, Ivanenco (người Liên Xô) và Heisenberg (người Đức) đã để ra giả thuyết cho rằng: hat nhân của nguyên tử là do hai loại hat bén vững lâu dài prôton và nơưon hợp lại Ngày nay người ta đã chứng minh được rằng: hạt nhân được tạo bởi trên 350 loại hạt khác nhau Muyôn, Piôn, Kaon. nhưng các hạt này có đời sống rất ngắn nên không tổn tại. Như vậy, có thể nói rằng : hạt nhân nguyên tử được cấu tạo bởi bai loại hạt cơ bản là prôton và nơtron, tổng số prôton bằng tổng số electron nên nguyên tử luôn trung hòa về điện (hai loại hạt này có tên chung là Nucleon) Nếu gọi Z là số proton (cũng chính là số electron) N là số nơtron A là khối lượng số Ta sẽ có: A = Z+N Trong vật lý hat nhân, đơn vị khối lượng thường được dùng gọi là khối lượng nguyên tử : 1,6605810”” kg xấp xi bằng khối lượng một nucleon. Một hạt nhân được ký hiệu 7X* X: Kí tự đầu tiên của nguyên tố Người ta đã tìm ra những chất có cùng nguyên tử số Z nhưng có khối lượng nguyên tử khác nhau ( khối lượng hạt nhân_ số nơtron khác nhau ) những chất đó có tính chất hóa học khác nhau được gọi là những chất đồng vị.
Hydro có 3 déng vị ;HÌ; ;HŸ; ;HỲ. Các pon trong thiên nhiên là do sự hợp thành của hai đồng vị „C} và (trong đó „CÌ chiếm 98,892% còn ¿C” chỉ chiếm 1,108%) LL. Hiện tưng phóng xe : L_ Dinh nghĩa: Sư phát kiến ra hiện tượng phóng xa do công trình nghiên cứu của Becquered và hai ông bà Curies di mở ra con đường mới trong lĩnh vực nghiên cứu hat nhân nguyên tử. g (áo Khuyen SE TranThi Trang 3 Luân Văn Tốt Nghiệp GSHD : NGÔ DUY CHU “ Hiện tượng phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân tự phát biến đổi thành hạt nhân khác và phát ra những tia gọi là tia phóng xạ dưới tác dụng của điện từ trường “ Có 4 loại tia phóng xa : * alpha Tia (a } Là một dòng hat mang điện dương, mỗi hạt tạo bởi 2 prôton và 2 ndưon, hat œ chính là hat nhân của nguyên tố Heli.
Tia a có thể làm ion hóa môi trường và bị mất dẫn nang lương nên nó có sức xuyên thấu rất kém, không thể xuyên qua | lá nhôm day Imm. l Chính là dòng các electron, dưới tác dụng của trường chúng bị lệch về phía cue dương của tu. Khả năng đâm xuyên lớn hơn tia œ rất nhiều, có tác dung ion hóa kém hơn tia a, tia này có vận tốc rất lớn - gần bằng vân tốc ánh sang. Là £ a L8 H£#te+w Tia beta công (fF): : Là dòng các electron dương gọi là poziuon, nó có cùng khối lượng với electron nhưng lại mang điện tích dương, tia này bị lệch về phía cực âm của tụ, nó cũng có những tính chất tướng tự như tia '.
* gamưng Tia (£} Là những sóng điện từ như ánh sáng nhưng có bước sóng ngắn hơn Loai tia này không mang điện tích nên không bị lệch trong điện trường và nó có khả năng đâm xuyên rất lớn.