Luận văn thạc sĩ tính toán quá trình sản xuất iodine 125 từ khí xenon 125 chiếu xạ bởi dòng nơtron nhiệt trong lò phản ứng vnu lvts08w

Luận văn thạc sĩ toán học phân tích tính toán quá trình sản xuất iodine 125 từ khí xenon 125 chiếu xạ bởi dòng nơtron nhiệt trong lò, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất

• Tác giả: Đoàn Thị Thu Hiền
• Người hướng dẫn: TS. Vũ Thanh Quang
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoa học tự nhiên
• Đề tài: Tính Toán Sản Xuất I-125 Từ Khí Xenon-124 Bằng Dòng Nơtron Nhiệt
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ TRONG LÒ HẠT NHÂN NGHIÊN CỨU
• 1.1. Đồng vị phóng xạ có những ứng dụng rộng rãi trong một số lĩnh vực như y học, công nghiệp và nghiên cứu
• 1.2. Sản xuất đồng vị phóng xạ, hợp chất đánh dấu, nguồn phóng xạ đáp ứng nhu cầu của ngành kinh tế, kỹ thuật đã trở thành chương trình cấp quốc gia
• 2. CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT IODINE – 125 TỪ KHÍ XENON – 124 CHIẾU XẠ BỞI DÒNG PHOTON NHIỆT TRONG LÒ PHẢN ỨNG
• 2.1. Quá trình sản xuất Iodine - 125
• 2.2. Sơ đồ chiếu xạ Xenon theo vòng lặp tuần hoàn
• 2.3. Sơ đồ nguyên lý quá trình sản xuất Iodine - 125
• 2.4. Mô tả toán học quá trình tạo thành và phân rã của hạt nhân khi chiếu xạ
• 2.5. Sơ đồ tính toán quá trình sản xuất Iodine - 125
• 2.6. Giao diện chương trình tính toán
• 2.7. Giao diện nhập số liệu
• 2.8. Giao diện kết xuất kết quả tính toán
• 2.9. Giao diện biểu diễn chi tiết kết quả tính toán
• 2.10. Mã code của chương trình tính phân số Runge-Kutta bậc 4
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Sản xuất theo mẻ gián đoạn
• 3.2. Sử dụng bia Xenon tự nhiên
• 3.3. Hoạt độ riêng của sản phẩm Iodine - 125
• 3.4. Hoạt độ của Iodine - 125 trong buồng phân rã
• 3.5. Hàm lượng Iodine - 126 trong sản phẩm
• 3.6. Hoạt độ riêng của sản phẩm Iodine - 125
• 3.7. Tính toán thời gian chiếu xạ tối ưu cho sản xuất Iodine - 125
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Sản Xuất I 125 Từ Xenon 124 Bằng Neutron Nhiệt

I-125 là một đồng vị phóng xạ quan trọng, được ứng dụng rộng rãi trong y học hạt nhân, đặc biệt trong điều trị ung thư và các bệnh lý khác. Việc sản xuất I-125 hiệu quả và an toàn là một vấn đề được quan tâm hàng đầu. Phương pháp tính toán sản xuất I-125 từ khí Xenon-124 bằng dòng neutron nhiệt trong lò phản ứng hạt nhân là một hướng đi đầy tiềm năng. Bài viết này sẽ cung cấp một cái nhìn tổng quan về quy trình này, từ nguyên lý cơ bản đến các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất sản xuất. Theo tài liệu gốc, việc ứng dụng bức xạ và đồng vị phóng xạ trong y tế, công nghiệp, nông nghiệp, tài nguyên và môi trường đã đem lại nhiều kết quả quan trọng.

1.1. Ứng dụng I 125 trong y học hạt nhân hiện đại

I-125 đóng vai trò then chốt trong y học hạt nhân, đặc biệt trong các kỹ thuật điều trị ung thư như xạ trị áp sát (brachytherapy) và liệu pháp miễn dịch phóng xạ (radioimmunotherapy). Ứng dụng I-125 mang lại hiệu quả cao trong điều trị ung thư tuyến giáp, ung thư tuyến tiền liệt và các bệnh lý khác. Nguồn phóng xạ I-125 được sử dụng để cấy trực tiếp vào khối u, giúp tiêu diệt tế bào ung thư một cách chọn lọc, giảm thiểu tác dụng phụ cho bệnh nhân. Theo tài liệu, Việt Nam có 35 cơ sở y học hạt nhân với trên 45 thiết bị xạ hình.

1.2. Phương pháp sản xuất I 125 từ khí Xenon 124

Phương pháp sản xuất I-125 từ khí Xenon-124 dựa trên phản ứng hạt nhân khi chiếu xạ Xenon-124 bằng dòng neutron nhiệt trong lò phản ứng hạt nhân. Phản ứng chính là phản ứng (n,gamma), trong đó Xenon-124 hấp thụ một neutron và biến đổi thành Xenon-125, sau đó phân rã thành I-125. Hiệu suất của quá trình này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm năng lượng neutron, tiết diện bắt neutron của Xenon-124, và thời gian chiếu xạ. Quá trình này đòi hỏi kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo độ tinh khiết I-125 và an toàn bức xạ.

II. Thách Thức và Yêu Cầu Tính Toán Sản Xuất I 125 Hiệu Quả

Việc tính toán sản xuất I-125 từ Xenon-124 không hề đơn giản. Cần phải xem xét nhiều yếu tố phức tạp, bao gồm mô hình hóa neutron, phương trình Boltzmann, và các phản ứng hạt nhân thứ cấp có thể xảy ra. Sai số trong cross-section data và nuclear data có thể ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xác của kết quả tính toán. Ngoài ra, việc tối ưu hóa sản xuất I-125 đòi hỏi phải cân bằng giữa hiệu suất sản xuất I-125 và độ tinh khiết I-125, đồng thời đảm bảo an toàn bức xạ cho nhân viên và môi trường.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất sản xuất I 125

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất sản xuất I-125, bao gồm thông lượng neutron, thời gian chiếu xạ, độ giàu Xenon-124, và tiết diện bắt neutron. Năng lượng neutron cũng đóng vai trò quan trọng, vì tiết diện bắt neutron thường phụ thuộc vào năng lượng neutron. Việc lựa chọn vật liệu bia và thiết kế thí nghiệm chiếu xạ cần được thực hiện cẩn thận để tối đa hóa hiệu suất sản xuất I-125. Theo tài liệu, đồng vị phóng xạ I-125 đã được sản xuất trong lò phản ứng và được đưa vào nhiều ứng dụng trong y tế ở các nước tiên tiến.

2.2. Vấn đề độ tinh khiết I 125 và các tạp chất phóng xạ

Độ tinh khiết I-125 là một yếu tố quan trọng, đặc biệt trong các ứng dụng y học. Các tạp chất phóng xạ, chẳng hạn như I-126, có thể làm giảm hiệu quả điều trị và tăng liều lượng bức xạ không mong muốn cho bệnh nhân. Việc kiểm soát quy trình sản xuất I-125 và áp dụng các phương pháp radiochemical separation hiệu quả là rất quan trọng để đảm bảo độ tinh khiết I-125 đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng nghiêm ngặt. Cần phân tích đồng vị để xác định thành phần đồng vị của sản phẩm.

III. Phương Pháp Tính Toán và Mô Phỏng Sản Xuất I 125 Chi Tiết

Để tính toán sản xuất I-125 một cách chính xác, cần sử dụng các phương pháp mô phỏng Monte Carlo và mô hình hóa neutron tiên tiến. Các phương pháp này cho phép mô phỏng quá trình vận chuyển neutron trong lò phản ứng, tính toán nuclear reaction rates, và dự đoán hiệu suất sản xuất I-125 dựa trên các thông số đầu vào khác nhau. Việc sử dụng phần mềm chuyên dụng và cross-section data chính xác là rất quan trọng để đảm bảo độ tin cậy của kết quả tính toán.

3.1. Mô phỏng Monte Carlo quá trình chiếu xạ Xenon 124

Mô phỏng Monte Carlo là một công cụ mạnh mẽ để mô phỏng quá trình chiếu xạ Xenon-124 bằng dòng neutron nhiệt. Phương pháp này cho phép theo dõi đường đi của từng neutron trong lò phản ứng, tính toán xác suất xảy ra các phản ứng hạt nhân, và dự đoán hiệu suất sản xuất I-125. Các phần mềm như MCNP và GEANT4 thường được sử dụng để thực hiện các mô phỏng Monte Carlo trong lĩnh vực reactor physics và neutron transport.

3.2. Sử dụng phương trình Boltzmann để mô tả vận chuyển neutron

Phương trình Boltzmann là một phương trình vi phân mô tả sự vận chuyển của các hạt, bao gồm neutron, trong môi trường vật chất. Việc giải phương trình Boltzmann cho phép tính toán phân bố năng lượng neutron và thông lượng neutron trong lò phản ứng, từ đó xác định nuclear reaction rates và hiệu suất sản xuất I-125. Các phương pháp số như phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) và phương pháp sai phân hữu hạn (FDM) thường được sử dụng để giải phương trình Boltzmann.

3.3. Xác định nuclear reaction rates và hiệu suất sản xuất

Việc xác định nuclear reaction rates là bước quan trọng để tính toán sản xuất I-125. Nuclear reaction rates phụ thuộc vào thông lượng neutron, tiết diện bắt neutron, và mật độ hạt nhân của Xenon-124. Hiệu suất sản xuất I-125 có thể được tính toán dựa trên nuclear reaction rates và thời gian chiếu xạ. Cần xem xét các decay chain và sản phẩm phân rã để có được kết quả tính toán chính xác.

IV. Ứng Dụng Thực Tế và Kết Quả Nghiên Cứu Sản Xuất I 125

Các kết quả tính toán và mô phỏng có thể được sử dụng để tối ưu hóa sản xuất I-125 trong các lò phản ứng hạt nhân khác nhau. Việc điều chỉnh các thông số như thời gian chiếu xạ, thông lượng neutron, và độ giàu Xenon-124 có thể giúp tăng hiệu suất sản xuất I-125 và giảm thiểu sự hình thành các tạp chất phóng xạ. Các nghiên cứu thực nghiệm cần được tiến hành để xác nhận và điều chỉnh các kết quả tính toán.

4.1. Tối ưu hóa thời gian chiếu xạ và thông lượng neutron

Thời gian chiếu xạ và thông lượng neutron là hai thông số quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất sản xuất I-125. Việc tối ưu hóa hai thông số này đòi hỏi phải cân bằng giữa việc tăng hiệu suất sản xuất I-125 và giảm thiểu sự hình thành các tạp chất phóng xạ. Cần xem xét chu kỳ bán rã I-125 và các sản phẩm phân rã để xác định thời gian chiếu xạ tối ưu.

4.2. Ảnh hưởng của độ giàu Xenon 124 đến hiệu suất và độ tinh khiết

Độ giàu Xenon-124 có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất sản xuất I-125 và độ tinh khiết I-125. Sử dụng Xenon-124 có độ giàu cao giúp tăng hiệu suất sản xuất I-125 và giảm thiểu sự hình thành các đồng vị khác của iodine. Tuy nhiên, việc làm giàu Xenon-124 có thể tốn kém, do đó cần cân nhắc giữa chi phí và lợi ích.

4.3. Phân tích kết quả thực nghiệm và so sánh với tính toán

Các kết quả tính toán cần được so sánh với các kết quả thực nghiệm để xác nhận độ chính xác của mô hình và điều chỉnh các thông số đầu vào. Việc phân tích các sai lệch giữa tính toán và thực nghiệm có thể giúp cải thiện mô hình hóa neutron và tính toán sản xuất I-125. Các thí nghiệm chiếu xạ Xenon-124 trong lò phản ứng hạt nhân cần được thực hiện để thu thập dữ liệu thực nghiệm.

V. An Toàn Bức Xạ và Quản Lý Chất Thải Phóng Xạ I 125

Việc sản xuất I-125 đòi hỏi các biện pháp bảo vệ bức xạ nghiêm ngặt để đảm bảo an toàn bức xạ cho nhân viên và môi trường. Cần tuân thủ các quy định về vận chuyển I-125, lưu trữ I-125, và xử lý chất thải phóng xạ. Việc sử dụng thiết bị radiation shielding phù hợp và đào tạo nhân viên về radiation dosimetry là rất quan trọng.

5.1. Các biện pháp bảo vệ bức xạ trong quá trình sản xuất

Các biện pháp bảo vệ bức xạ bao gồm sử dụng radiation shielding, hạn chế thời gian tiếp xúc với nguồn phóng xạ, và tăng khoảng cách từ nguồn phóng xạ. Cần sử dụng các thiết bị đo liều lượng bức xạ để theo dõi mức độ phơi nhiễm của nhân viên. Việc tuân thủ các quy trình an toàn và sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân là rất quan trọng.

5.2. Vận chuyển lưu trữ và xử lý chất thải phóng xạ I 125

Vận chuyển I-125 cần tuân thủ các quy định nghiêm ngặt về đóng gói và vận chuyển vật liệu phóng xạ. Lưu trữ I-125 cần được thực hiện trong các khu vực được kiểm soát và có radiation shielding phù hợp. Xử lý chất thải phóng xạ cần tuân thủ các quy định về phân loại, xử lý, và lưu trữ chất thải phóng xạ.

VI. Triển Vọng và Tương Lai của Sản Xuất I 125 Từ Xenon 124

Việc sản xuất I-125 từ Xenon-124 bằng dòng neutron nhiệt có tiềm năng lớn để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về I-125 trong y học hạt nhân. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc cải thiện hiệu suất sản xuất I-125, giảm thiểu chi phí, và phát triển các phương pháp radiochemical separation hiệu quả hơn. Việc hợp tác giữa các nhà khoa học, kỹ sư, và các nhà cung cấp I-125 là rất quan trọng để thúc đẩy sự phát triển của lĩnh vực này.

6.1. Nghiên cứu phát triển các phương pháp sản xuất I 125 mới

Các nghiên cứu đang được tiến hành để phát triển các phương pháp sản xuất I-125 mới, chẳng hạn như sử dụng cyclotron production hoặc linear accelerator production. Các phương pháp này có thể mang lại hiệu suất sản xuất I-125 cao hơn và giảm thiểu sự hình thành các tạp chất phóng xạ.

6.2. Tiềm năng ứng dụng I 125 trong điều trị ung thư và các bệnh lý khác

I-125 có tiềm năng lớn để được ứng dụng rộng rãi hơn trong điều trị ung thư, đặc biệt trong các kỹ thuật xạ trị áp sát và liệu pháp miễn dịch phóng xạ. Các nghiên cứu đang được tiến hành để đánh giá hiệu quả của I-125 trong điều trị các loại ung thư khác nhau, chẳng hạn như thyroid cancer treatment, prostate cancer treatment, và eye plaque therapy.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Phần Mở đầu, Phần Kết luận và 03 chơjơng nhơi sau: ©_ chojơng l:T ng quan về sản xuất đồng vị phóng xạ tr0ng lò hại nhân nghiên cứu ©_ chojơng 2: Tính l0án quá lrình sản xuất I0dine — 125 từ khí Xen0n — 124 chiếu xạ bởi dòng nơlr0n nhiệt tr0ng lò phản ứng e_ chojơng 3: Kết quả lính l0án và sàn luận 19 chojong 1 - TỎIIG QUAII VỀ SẢIN XUẤT ĐÒING VỊ PhóẴlG XẠ TT0NG Lò hẠT HhÂIH HGhIÊH cỨU Đồng vị phóng xạ có những ứng dụng rộng rãi lr0ng mội số lĩnh vực nhơ| y học, công nghiệp và nghiên cứu. Sản xuất đồng vị phóng xạ, hợp chất đánh dấu, nguồn phóng xạ đáp ứng nhu cầu của các ngành kinh lế, kỹ thuật đã trở thành các chơjơng trình cấp quốc gia của hầu hết các noớc thành viên IIguyên lử năng quốc lế (IAEA). chỉ có hai công cụ dé sản xuất các đồng vị phóng xạ nhân i0 là lò phan ứng hạt nhân và máy gia lốc. Đồng vị phóng xạ sản xuất trOng lò phản ứng chiếm một 1ÿ lệ lớn hơn nhiều đồng vị phóng xạ sản xuất trên máy gia lốc.

Vì lò phản ứng có khả năng chiếu xạ mẫu có khối lojong, thể tích lớn, nhiều hốc chiếu đồng thời. Tr0ng khi đó, máy gia lốc chỉ dòng dé sản xuất các đồng vị không thể sản xuất lr0ng lò phản ứng h0ặc các đồng vị đòi hỏi các lính chất đặc siệt. Quá trình sản xuất đồng vị phóng xạ sa0 gồm một số sơjớc cơ sản sau: - chế ta0 bia (Target) - chiéu xa pia lr0ng lò phản ứng h0ặc trên máy gia lốc - _ Vận chuyền sia đã chiếu xạ đến phòng thí nghiệm phóng xạ - _ Xử lý hóa học sia đã chiếu xạ, thu sản phẩm mŨng muốn - _ Kiểm tra chất lolợng sản phẩm †he0 yêu cầu của mục đích sử dụng - _ Đóng gói, vận chuyên đến nơi sử dụng. Tất cả các solớc đều cần các chuyên gia đơiợc đà0 lạ0 chuyên sâu về Vật lý hat nhân, hóa - dojợc phóng xạ, an 0àn sức xạ và điện lử - điều khiển ty động.

các cơ sở sản xuất đều cần có hạ lằng lhiết kế, xây dựng thích hợp và trang thiết sị chuyên dụng nhơi h0lcell, lay máy (manipulal0r), L0b01, máy † ng hợp lự động (Synlhesizer), các máy ghi đ0, the0 dõi, cảnh sá0 sức xạ và các may kiém tra chat 20 lojong tích hợp đầu đ0 phóng xạ. Lập lrình lính l0án trình pay lr0ng luận văn này là dự sáO lích lũy ròng của các đồng vị I0dine - 125, I0dine - 126 và I0dine - 127 đojợc sản sinh từ phản ứng hạt 21 nhân !2Xe (n,y)!2“Xe. Số liệu lính 104n thu dojgc không những ch0 phép dự sá0 sự ảnh hơlởng đồng thời của các thông số điều khiển; Dự sá0 điều kiện lối ơịu ch0 sản xuất mà còn giảm thiểu rủi r0, giảm chỉ phí thực hành, xử lý, mẫu nóng. Đó là ý nghĩa kh0a học và ý nghĩa thực tiễn của đề lài luận văn này.

Sản xuất đồng vị r0ng lò nghiên cứu The0 lài liệu của IAEA [7], hiện lại có 278 lò nghiên cứu đang h0ạl động trOng đó có 73 lò đơjợc sử dụng thojờng quy ch0 sản xuất đồng vị. Số mày đojợc phân làm 2 lOại: -_ Lò nghiên cứu nojớc nhẹ dạng bê (Swimming P001 Teacl0r): Dong Uranium giàu làm thanh nhiên liệu và nojớc nhẹ để làm chậm và lái nhiệt. Lò nghiên cứu hại nhân Đà Lạt thuộc lOại này với cấu hình vùng h0ại chứa 104 bó thanh nhiên liệu lr0ng đó có 98 só hEU (highly Enriched Uramium) có độ giàu Uramium - 235 là 36% và 6 bó LEU (L0w Enmriched Uramium) có độ giàu Uramium - 235 là 19,75% [4]. - _ Lò nghiên ctu noc nang dạng thùng (Tank Type Ieacl0r): Dùng nhiên liệu Uranium ty nhién va nojéc nang (D20) lam chậm và lải nhiệt, phân rã.

Đồng vị phóng xạ đojợc san xuat pang cach doja vat liéu bia phd hop và0 dòng nơlr0n tr0ng 16 voi 1 khOang thoi gian thich hop. TrOng các lò phản ứng dạng bê, lõi lò nhỏ và có thể nhìn thấy cũng nhọ tiếp cận từ đỉnh trên của bê. Vật liệu sia đojợc hàn kín lr0ng viên nang (capsules); gắn lên giá gá chuyên dụng và hạ xuống vị trí định trojớc lr0ng vòng lõi để chiếu xạ. Tr0ng các lò phản ứng l0ai này, việc chiếu mẫu, nạp mẫu và xả mẫu đojợc thực hiện thuận lợi, pang cdc dung cu don giản.

Mẫu nóng (mẫu đã đojợc chiếu xạ) dojgc chuyên và0 các sình chứa (c0nlainer) có che chắn sức xạ chuyên dụng và vận chuyển đến phòng thí nghiệm xử lý đồng vị phóng xạ. Tr0ng lò phản ứng dạng thùng (lank type reacl0r) † hợp 22 chiếu xạ chứa I lojợng lớn mẫu bia và đơiợc hạ và0 vùng chiếu bằng giá đỡ chuyên dụng. Vòng chiếu là h0†cell đojợc gắn lay máy để thuận liện ch0 quá trình nạp và xả bia sau khi chiêu xạ. 23 Sản xuất đồng vị có chất lojợng ca0 và h0ại độ riêng ca0 phụ thuộc và0 sia cũng nhọ điều kiện chiếu xạ.1: Lò nghiên cứu nojớc nhẹ dạng sễ 24 hình 1.2: Lò nghiên cứu nojớc nặng dạng thùng 25 1.

Phản ứng hại nhân các yếu lố xác định dạng phản ứng hại nhân đang diễn ra và lốc độ sản xuấi sản phẩm là: - [lang lojong và thông lojợng của chòm nơir0n -_ Tiết diện kích h0ại của phản ứng mŨng muốn. - _ Đặc lính của vậi liệu bia 1. Hang logng cia notz0n t0ng tzgjờng lò Hotr0n là hat trung hòa về điện, d0 đó nó không sị tác động ởi các elelr0n lr0ng nguyên lử hay sởi các điện tích dojơng của hạt nhân. Kết quả là nơlr0n vojợ‡ qua đám mây elelr0n và lơlơng lác trực liếp với hạt nhân.

Hói cách khác, nơlr0n va oh o rs) Thông lượng nhiệt Thông lượng trên nhiệt Thông lượng nhanh <O oO no i= 9 =| = oO = Ej ch tee = i= >. =] =1 =} ‹sS po = 10! 10° 10° Năng lượng neutron (eV) chạm với hại nhân, không phải với nguyên tử. Ilolr0n đojợc chia làm 3 10ai nhơi sau: hình 1.3: Thông lơiợng nơlr0n lr0ng lrojờng lò -_ Hơr0n nhiệt: Là nhóm các nơlr0n có trạng thái cân bằng nhiệt với các phân lử, nguyên lử của môi lrojờng xung quanh. Phân số năng loợng của nhóm 26 nơlr0n này đojợc siểu diễn sằng phân số Maxell.

IIotr0n nhiệt có năng loợng kh0ảng 0,025 eV ở nhiệt độ 20°. 27 - Totr0n trên nhiệt (epithemal): Là nhóm nolr0n có năng long lrung bình nằm lr0ng kh0ảng KeV, có ph phân số năng lojợng the0 định luật 1/E. - _ Hơr0n nhanh: là nhóm notr0n có năng lojợng ca0; cỡ 1 MeV, có phân số nang lojong giéng who phân số của nolr0n phân hạch. ba lOại nolr0n này có mậi độ và vị trí khác nhau lr0ng vùng h0ại của lò: lõi lò có 1y lệ nơlr0n nhanh ca0.

Tỷ lệ này càng ra xa lõi càng giảm. cdc l0ai tqong tac cia notzOn viv tcht D0 không mang điện tich nén khi di va0 méi trojong vat chat thi motr0n tojong tac rat yéu voi cdc electrOn. Tojong tác của nơlr0n chủ yếu là với hạt mhan. Tojong lác của nolr0n với vật chất thong qua 2 qué trimh là tán xạ và hấp thụ, lr0ng đó ba0 gồm các quá trình lán xạ đàn hồi, lán xạ không đàn hồi và các phản ứng hại nhân.

- Tán xạ đàn hồi: Khi một hạt nơlr0n chuyên động lới và va chạm với một hại nhân bia thì có sự lra0 đ 1 động năng giữa chúng luân the0 định luật sả0 10an năng lojợng và xung loiợng. Liễu thế năng của hệ không thay đ ¡, thì động năng sẽ đojợc sả0 10àn lr0ng suốt quá trình va chạm. hiện lơjợng này đojợc gọi là tán xạ đàn hồi. Tr0ng lrolờng hợp này, nơlr0n đojợc gọi là sị lán xạ đàn hồi bởi hại nhâu.

Quá trình lojơng lác hại nhân lơJơng ứng đơjợc ký hiệu là (n. - Tán xạ không đàn hôi: Quá trình này giỗng quá trình †án xạ đàn hồi, ng0ại trừ hại nhân chuyên sang lrạng lhái kích lhích. Vì hạt nhân giữ lại một phần năng lolợng nên đây là loJơng lác thu nhiệt. Tán xạ không đàn hồi đơxợc ký hiệu là (m,n`).

hạt nhân ở trạng thái kích thích phân rã, phái ra Ha y. các Ha y hình thành tr0ng lán xạ không đàn hồi trOng trojong hợp này đojợc gọi là la y không đàn hồi. - chiếm sức xạ: hại nơlr0n tới sị sắt và hình thành hạt nhân hợp phần. D0 khối 28 lolợng của hại nhân hợp phần này nhỏ hơn † ng khối lojợng của các hat nhân san đầu và hại lới nên ph0l0n hay còn gọi là la gamma lức thời đơjợc phát ra với năng lolợng chính sằng † ng năng lojợng liên kết của nơlr0n với động năng của nơlr0n lới, hiện loợng nhoơi vậy thojờng đojợc gọi là hiện lolợng sắt phóng xạ hay phản ứng (n,y), hại nhân c0n không bền và thojờng phân rã.

29 + Phản ứng lại (n,y): chủ yếu các đồng vị phóng xạ sản xuất lr0ng lò phản ứng là sản phẩm của l0ại phản ứng này. Phản ứng này nhọ| là sự sắt giữ sức xạ và chủ yếu với nolr0n nhiệt. Ví du: `2zc0 + n0 59 c+ y{ø = 36barn) !91„Ir+ n _yw!'2;Ir+y (ø=370barn) Với l0ại phản ứng này, sản phâm là chính nguyên lô nằm lr0ng sia chiếu vì vậy không thê lách ra sằng phoJơng pháp hóa học. D0 đó h0a† độ riêng phụ thuộc và0 thông lojợng mơlr0n lr0ng chùm chiếu.

+ Phản ứng l0ại (n,y)_# : Tr0ng một số lroiờng hợp, phản ứng lại này sản xuất ra đồng vị sông rất ngắn; nó phân rã bởi sức xa bela a0 ra một đồng vị khác. Vidu B05Tc +m — !3!22Tc”+y (ø= 67 mnbarn) l3! TC” _> B + BIT San pham cé thé tach pang phojong php hoéa hoc khoi sia. Điều đó ch0 chúng ta kha nang thu doge cdc đồng vị có h0ạ† độ riêng rất ca0 và không chứa chất mang. + Phan ứng đa lằng: Đây là l0ại phản ứng sắt nơlr0n liên tiếp.

+ Phản ứng l0ại (nạp): Phân ứng 10ai nay thojong dojgc siết với cái lên là phản ứng ngojỡng. lló xảy ra với nơlr0n nhanh có năng lojợng vơjợi mội giá tri ngojỡng nhất định. Ví dụ: 382s[]1 + I—> 8570 + p (ø = 4,8 barn) 3is$ +n—> ?sP+p (ø= 165 mmearn) 30 Sản phẩm cũng có thể tách hóa học khỏi vật liệu sia và thu đojợc ở dạng không chất mang và h0ạ† độ riêng ca0. 31 + Phan ing l0ai (n,a): Phản ứng lOại này cũng gọi là phản ứng ngojỡng; lr0ng một số lrolờng hợp nó cũng xảy ra với nolr0n nhiệt.

Sản phẩm có thê đojợc lách hóa học khỏi bia và thu đơjợc h0ạl độ riêng rất ca0. Ví dụ: !9E +n —> ?ạLi + œ +2,310MeV (ø = 3840 parn) %1 +n —*3‹h+øœ+4,78MeV (ø= 980 sarn) -_ Phản ứng phân hạch: các notr0n va chạm với hạt nhân có thể làm ch0 hạt nhân vỡ ra.