Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong lĩnh vực phân tích phóng xạ môi trường, việc xác định hoạt độ của các hạt nhân phóng xạ tự nhiên (chuỗi $^{238}\text{U}$ và $^{235}\text{U}$) đóng vai trò then chốt trong đánh giá an toàn bức xạ và địa chất môi trường. Phương pháp truyền thống thường được áp dụng là phương pháp đo cân bằng hoạt độ (cân bằng thế kỷ giữa hạt nhân mẹ và các hạt nhân con cháu phát gamma như $^{214}\text{Pb}$, $^{214}\text{Bi}$). Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi mẫu phải được lưu giữ và niêm phong kín trong khoảng thời gian từ 20 đến 30 ngày để chuỗi phân rã đạt trạng thái cân bằng phóng xạ. Quy trình này bộc lộ những hạn chế thực tế rõ rệt:

  • Đối với các mẫu hữu cơ hoặc mẫu sinh học, thời gian lưu giữ kéo dài dễ dẫn đến hiện tượng phân hủy và hư hỏng mẫu.
  • Đối với các mẫu đất đá, nếu hộp chứa không được đóng kín tuyệt đối, hiện tượng rò rỉ khí phóng xạ Radon ($^{222}\text{Rn}$) ra môi trường bên ngoài sẽ làm phá vỡ cân bằng phóng xạ, dẫn đến sai số lớn trong kết quả phân tích.

Nhằm khắc phục các nhược điểm trên, phương pháp xác định trực tiếp hoạt độ của đồng vị phóng xạ bằng hệ phổ kế gamma phân giải cao sử dụng đầu dò bán dẫn Germanium siêu tinh khiết (HPGe) được đề xuất, cho phép đo đạc ngay sau khi chuẩn bị mẫu mà không cần thời gian chờ đợi.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của khóa luận:

  1. Xây dựng đường chuẩn hiệu suất ghi đỉnh năng lượng toàn phần trên hệ phổ kế gamma HPGe sử dụng mẫu chuẩn thể tích IAEA-RGU-1 trong dải năng lượng từ 46,54 keV đến 2447,86 keV.
  2. Xác định thành phần nguyên tố và tính toán hệ số tự hấp thụ bức xạ gamma ($C_{abs}$) của từng mẫu phân tích so với mẫu chuẩn bằng chương trình XCOM.
  3. Xác định hoạt độ phóng xạ của $^{226}\text{Ra}$ bằng phương pháp trực tiếp thông qua việc tách đóng góp của đỉnh năng lượng 186,21 keV (với tỷ lệ đóng góp thực nghiệm là 57,2% của $^{226}\text{Ra}$ và 42,8% của $^{235}\text{U}$).
  4. Tiến hành đo mẫu bằng phương pháp cân bằng sau thời gian nhốt 30 ngày để đối chứng, đánh giá độ sai biệt giữa hai phương pháp nhằm khẳng định độ tin cậy của phép đo trực tiếp.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ phổ kế gamma phông thấp sử dụng đầu dò bán dẫn HPGe GEM50 P4-83 loại p (hiệu suất tương đối 50%); mẫu chuẩn $^{238}\text{U}$ dạng bột IAEA-RGU-1 (hoạt độ $4940 \pm 30\text{ Bq/kg}$); 05 mẫu đá môi trường được xử lý nghiền mịn (ký hiệu từ M1 đến M5).
  • Phạm vi không gian: Nghiên cứu thực nghiệm được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Vật lý Hạt nhân (Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh) và Viện Y tế Công cộng TP. Hồ Chí Minh.
  • Phạm vi thời gian và điều kiện đo: Thời gian ghi phổ cho mỗi phép đo thực nghiệm là 86.400 giây (24 giờ); thời gian lưu mẫu kín phục vụ phép đo cân bằng đối chứng là 30 ngày.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình tính toán trong khóa luận bao gồm:

  • Quy luật phân rã và cân bằng phóng xạ: Áp dụng phương trình vi phân biến thiên số hạt trong chuỗi phân rã phóng xạ. Khi hằng số phân rã của hạt nhân mẹ rất nhỏ so với hạt nhân con ($\lambda_1 \ll \lambda_2$), hệ đạt trạng thái cân bằng thế kỷ: $$\lambda_1 N_1 = \lambda_2 N_2 \quad \text{hay} \quad A_1 = A_2$$
  • Cơ chế tương tác của bức xạ gamma với vật chất: Khảo sát ba hiệu ứng chủ yếu trong dải năng lượng quan tâm gồm hiệu ứng quang điện, tán xạ Compton và sự tạo cặp electron - positron.
  • Hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phần ($\varepsilon$): Được xác định qua diện tích đỉnh phổ thực nghiệm đã trừ phông theo công thức: $$\varepsilon(E) = \frac{N(E)}{A \cdot I_\gamma(E) \cdot t \cdot m_s}$$ Trong đó $N(E)$ là diện tích đỉnh năng lượng $E$, $A$ là hoạt độ riêng (Bq/kg), $I_\gamma(E)$ là xác suất phát gamma, $t$ là thời gian đo (s), $m_s$ là khối lượng mẫu (kg). Hàm chuẩn hiệu suất được mô hình hóa bằng đa thức bậc 6 dạng hàm logarit: $$\log_{10} \varepsilon(E) = \sum_{i=0}^6 B_i (\log_{10} E)^i$$
  • Hệ số tự hấp thụ ($C_{abs}$): Bù trừ sự sai khác về mật độ khối và thành phần hóa học giữa mẫu phân tích và mẫu chuẩn theo biểu thức: $$C_{abs}(E) = \frac{\mu(E){sol}}{\mu(E){mar}} \cdot \frac{1 - e^{-\mu(E){mar} \cdot x}}{1 - e^{-\mu(E){sol} \cdot x}}$$ Trong đó $\mu(E){sol}$ và $\mu(E){mar}$ lần lượt là hệ số suy giảm tuyến tính của mẫu chuẩn và mẫu phân tích tại năng lượng $E$; $x$ là bề dày lớp mẫu ($x = 2\text{ cm}$).
  • Công thức xác định hoạt độ trực tiếp của $^{226}\text{Ra}$: Do sự chồng chập giữa đỉnh 186,21 keV của $^{226}\text{Ra}$ và đỉnh 185,72 keV của $^{235}\text{U}$, hoạt độ của $^{226}\text{Ra}$ được tính toán với tỷ lệ đóng góp diện tích đỉnh 57,2%: $$A_{^{226}\text{Ra}} = \frac{N(186\text{ keV}) \cdot 57,2%}{\varepsilon(186\text{ keV}) \cdot I_\gamma(186\text{ keV}) \cdot t \cdot m_s \cdot C_{abs}(186\text{ keV})}$$

Phương pháp nghiên cứu và công cụ xử lý:

  • Hệ phổ kế gamma: Đầu dò bán dẫn HPGe GEM50 P4-83 loại p (đường kính tinh thể 65,9 mm, chiều cao 11,5 mm), làm lạnh bằng nitơ lỏng, buồng chì che chắn phông phóng xạ môi trường, hệ thu nhận tín hiệu tích hợp đa kênh Lynx DSA.
  • Phần mềm chuyên dụng: Phần mềm Maestro dùng thu nhận và quản lý phổ gamma; phần mềm Colegram dùng bóc tách và tính diện tích đỉnh phổ; chương trình XCOM dùng tra cứu và tính toán hệ số suy giảm khối/suy giảm tuyến tính của vật liệu theo thành phần nguyên tố.
  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu phổ thực nghiệm đo đạc tại Viện Y tế Công cộng TP.HCM; dữ liệu hạt nhân tham chiếu từ IAEA, cơ sở dữ liệu Laraweb và các công bố quốc tế liên quan.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG I - TỔNG QUAN

Chương I tổng thuật các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về đo phổ gamma môi trường, hiệu chỉnh hiệu ứng tự hấp thụ và giải quyết vấn đề chồng chập đỉnh 186 keV:

  • Trên thế giới, các tác giả như Radu, Yasser, De Corte, Ebaid và Völgyesi đã ứng dụng các mã mô phỏng Monte Carlo (MCNP, ETNA, GESPECOR) để chuyển hiệu suất và chứng minh đỉnh 186 keV chứa 57,2% - 58,3% đóng góp từ $^{226}\text{Ra}$ trong điều kiện cân bằng chuỗi.
  • Tại Việt Nam, các nhóm nghiên cứu của Ngô Quang Huy, Trương Thị Hồng Loan, Trần Thiện Thanh và Lê Quang Vương đã triển khai các phương pháp bán thực nghiệm, khảo sát ảnh hưởng của nền mẫu và chuẩn hóa dữ liệu hạt nhân của $^{235}\text{U}$ và $^{226}\text{Ra}$.
  • Hệ thống hóa toàn diện lý thuyết về chuỗi phóng xạ tự nhiên ($^{238}\text{U}$, $^{235}\text{U}$), quy luật phân rã chuỗi, điều kiện cân bằng thế kỷ, các cơ chế tương tác photon trong vật chất và cơ sở toán học của hiệu suất ghi nhận đỉnh cùng hệ số tự hấp thụ.

CHƯƠNG II - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương II mô tả chi tiết quy trình chuẩn bị mẫu, cấu hình thiết bị đo và các biểu thức tính toán hoạt độ cùng sai số:

  • Thiết lập thông số hình học: Mẫu chuẩn IAEA-RGU-1 (khối lượng 130,14 g) và 05 mẫu đá (M1: 147,80 g; M2: 160,59 g; M3: 149,78 g; M4: 154,05 g; M5: 165,30 g) được sấy khô bằng đèn hồng ngoại trong 1,5 giờ để triệt tiêu độ ẩm, để nguội 30 phút, nén chặt trong hộp đo hình trụ đạt chiều cao chuẩn 2 cm.
  • Trình bày chi tiết cấu hình phần cứng hệ phổ kế HPGe (Lynx DSA, buồng chì chống phông, làm lạnh nitơ lỏng).
  • Xây dựng hệ thống công thức tính hoạt độ phóng xạ riêng $A(E)$ và công thức lan truyền sai số thực nghiệm $\sigma_A(E)$, có xét đến sai số diện tích đỉnh, sai số hiệu suất phát gamma, sai số hoạt độ nguồn chuẩn và sai số hiệu suất ghi nhận.
Thông số mẫu RGU-1 M1 M2 M3 M4 M5
Khối lượng (g) 130,14 147,80 160,59 149,78 154,05 165,30
Chiều cao mẫu (cm) 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0
Thời gian đo (s) 86.400 86.400 86.400 86.400 86.400 86.400

CHƯƠNG III - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Chương III trình bày toàn bộ số liệu thực nghiệm thu được từ phép đo phổ gamma, đường chuẩn hiệu suất, hệ số tự hấp thụ và so sánh hoạt độ giữa hai phương pháp:

  • Xây dựng đường chuẩn hiệu suất: Xác định hiệu suất đỉnh thực nghiệm từ 16 đỉnh gamma của mẫu chuẩn RGU-1 trải dài từ 46,54 keV ($^{210}\text{Pb}$) đến 2447,86 keV ($^{214}\text{Bi}$). Độ sai biệt giữa hiệu suất thực nghiệm và giá trị khớp hàm đa thức bậc 6 đều nằm trong giới hạn cho phép, nhỏ hơn 8% (thấp nhất là 0,00% tại đỉnh 295,20 keV và cao nhất là 7,94% tại đỉnh 609,30 keV).
Đồng vị Năng lượng (keV) Hiệu suất thực nghiệm Hiệu suất khớp hàm Độ sai biệt (%)
$^{210}\text{Pb}$ 46,54 0,0023 0,0023 1,90
$^{234}\text{Th}$ 63,30 0,0176 0,0165 6,21
$^{234}\text{Th}$ 92,79 0,0401 0,0433 7,82
$^{226}\text{Ra}$ 186,21 0,0602 0,0577 4,09
$^{214}\text{Pb}$ 241,90 0,0530 0,0529 0,10
$^{214}\text{Pb}$ 295,20 0,0470 0,0470 0,00
$^{214}\text{Pb}$ 351,90 0,0417 0,0410 1,54
$^{214}\text{Bi}$ 609,30 0,0221 0,0238 7,94
$^{214}\text{Bi}$ 768,40 0,0193 0,0192 0,58
$^{214}\text{Bi}$ 934,06 0,0170 0,0166 2,12
$^{214}\text{Bi}$ 1120,00 0,0156 0,0152 2,75
$^{214}\text{Bi}$ 1238,00 0,0148 0,0147 0,94
$^{214}\text{Bi}$ 1280,96 0,0148 0,0145 1,74
$^{214}\text{Bi}$ 1764,30 0,0130 0,0134 2,82
$^{214}\text{Bi}$ 2204,10 0,0106 0,0111 4,65
$^{214}\text{Bi}$ 2447,86 0,0096 0,0092 3,86
  • Tính toán hệ số tự hấp thụ ($C_{abs}$): Dựa trên nồng độ nguyên tố hóa học của mẫu chuẩn (O: 53,34%, Si: 46,4%, Al: 0,1%...) và mẫu phân tích (O: 47,91%, Si: 27,41%, Al: 13,09%, Ca: 5,75%, Na: 5,18%, K: 0,40%, Fe: 0,20%...), hệ số suy giảm khối được tính qua XCOM. Hệ số tự hấp thụ $C_{abs}$ của 5 mẫu dao động trong khoảng từ 0,96 đến 1,01 tại các mức năng lượng từ 63,3 keV đến 1764 keV.
Mẫu 63,3 keV 186,2 keV 351,9 keV 609,3 keV 1764 keV
M1 0,98 1,01 1,01 1,01 1,00
M2 0,98 1,00 1,01 1,01 1,00
M3 0,98 1,01 1,01 1,01 1,00
M4 0,97 1,00 1,01 1,01 1,00
M5 0,96 0,99 1,00 1,00 1,00
  • So sánh kết quả đo hoạt độ của mẫu M1: Hoạt độ đo trực tiếp và đo cân bằng của mẫu M1 ở các đồng vị $^{234}\text{Th}$, $^{226}\text{Ra}$, $^{214}\text{Pb}$, $^{214}\text{Bi}$ có sự tương thích cao với độ sai biệt dưới 9%.
Đồng vị Năng lượng (keV) Hoạt độ trực tiếp (Bq/kg) Hoạt độ cân bằng (Bq/kg) Độ sai biệt (%)
$^{234}\text{Th}$ 63,30 $55,14 \pm 3,12$ $57,56 \pm 3,21$ 4,22
$^{226}\text{Ra}$ 186,21 $62,77 \pm 1,32$ $68,73 \pm 1,39$ 8,67
$^{214}\text{Pb}$ 351,90 $70,24 \pm 0,77$ $70,88 \pm 0,78$ 0,91
$^{214}\text{Bi}$ 609,30 $70,00 \pm 0,90$ $69,71 \pm 0,90$ 0,41
$^{214}\text{Bi}$ 1764,30 $63,12 \pm 1,61$ $67,54 \pm 1,67$ 6,54
  • So sánh hoạt độ $^{226}\text{Ra}$ trên toàn bộ 05 mẫu phân tích: Hoạt độ riêng của $^{226}\text{Ra}$ xác định bằng phương pháp trực tiếp nằm trong khoảng từ $(52,45 \pm 1,16)\text{ Bq/kg}$ đến $(93,19 \pm 1,71)\text{ Bq/kg}$, trong khi phương pháp đo cân bằng cho kết quả từ $(64,70 \pm 1,32)\text{ Bq/kg}$ đến $(106,19 \pm 1,87)\text{ Bq/kg}$. Độ sai biệt giữa hai phương pháp trên tất cả các mẫu đều dưới 20%.

Kết quả và đóng góp

Kết quả thực nghiệm chính:

  • Khóa luận đã thiết lập thành công đường cong chuẩn hiệu suất ghi đỉnh năng lượng toàn phần trên dải năng lượng rộng (46,54 - 2447,86 keV) với độ sai biệt khớp hàm không vượt quá 8%.
  • Xác định đầy đủ hệ số tự hấp thụ $C_{abs}$ cho 05 mẫu đá môi trường với giá trị dao động trong khoảng 0,96 - 1,01, cho thấy việc hiệu chỉnh nền mẫu có ý nghĩa quan trọng ở vùng năng lượng thấp.
  • Đã định lượng chính xác hoạt độ phóng xạ của các đồng vị $^{234}\text{Th}$, $^{226}\text{Ra}$, $^{214}\text{Pb}$ và $^{214}\text{Bi}$ trong 05 mẫu phân tích. Hoạt độ riêng của $^{226}\text{Ra}$ đo bằng phương pháp trực tiếp đạt độ tương thích cao với phương pháp đo cân bằng truyền thống (độ sai biệt toàn phần dưới 20%, riêng mẫu M1 có sai biệt chỉ 8,67%).

Đóng góp khoa học và thực tiễn:

  • Khẳng định tính khả thi của việc sử dụng đỉnh 186,21 keV cùng hệ số tỷ lệ 57,2% để định lượng trực tiếp hoạt độ $^{226}\text{Ra}$ trên hệ phổ kế HPGe phân giải cao.
  • Rút ngắn triệt để thời gian phân tích mẫu môi trường, loại bỏ hoàn toàn giai đoạn chờ đợi 20 - 30 ngày để đạt cân bằng thế kỷ, giúp ngăn ngừa sai số do thoát khí $^{222}\text{Rn}$ và hiện tượng hư hỏng mẫu sinh học.

Kiến nghị của tác giả:

  1. Tiến hành phân tích thành phần hóa học định lượng trực tiếp trên từng mẫu cụ thể (bằng các phương pháp như WDXRF) thay vì sử dụng số liệu trung bình tham khảo để tính toán hệ số tự hấp thụ chính xác hơn.
  2. Nghiên cứu đánh giá và hiệu chỉnh ảnh hưởng của hiệu ứng trùng phùng tổng (coincidence summing) đối với các đồng vị phát nhiều photon gamma nối tầng như $^{214}\text{Pb}$ và $^{214}\text{Bi}$.
  3. Mở rộng thử nghiệm đo đạc trên nhiều loại mẫu môi trường khác nhau với sự đa dạng về bề dày và ma trận thành phần chất nền.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài:

  • Nồng độ các nguyên tố hóa học trong 5 mẫu đá phân tích chưa được đo đạc trực tiếp trên từng mẫu mà được tính dựa trên số liệu trung bình khoáng vật tham khảo từ các công bố trước đó, dẫn đến sai số nhất định khi tính hệ số suy giảm khối qua XCOM.
  • Chưa thực hiện tính toán và hiệu chỉnh định lượng hiệu ứng trùng phùng thực/ngẫu nhiên (true/random coincidence summing) của các đồng vị phát nhiều mức năng lượng gamma phân rã đồng thời.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

  • Ứng dụng các phương pháp phân tích nguyên tố hiện đại (như huỳnh quang tia X tán sắc bước sóng WDXRF) để xác định chính xác thành phần hóa học thực tế của từng mẫu đo.
  • Sử dụng các chương trình mô phỏng Monte Carlo (MCNP) hoặc chương trình tính chuyển hiệu suất (ETNA, GESPECOR) để tích hợp hệ số hiệu chỉnh trùng phùng tổng vào công thức tính hoạt độ.
  • Mở rộng phương pháp đo trực tiếp cho các đối tượng mẫu môi trường khác như mẫu trầm tích biển, mẫu đất nông nghiệp và mẫu sinh học.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận này là nguồn tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên, học viên và nghiên cứu viên: Thuộc các chuyên ngành Vật lý hạt nhân, Kỹ thuật hạt nhân, Vật lý y khoa, Khoa học môi trường và Địa chất phóng xạ.
  • Phần nội dung có giá trị tham khảo cao:
    • Quy trình thực nghiệm xây dựng đường chuẩn hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phần trên đầu dò bán dẫn HPGe và thuật toán khớp hàm đa thức logarit bậc 6.
    • Phương pháp xử lý đỉnh chồng chập 186 keV giữa $^{226}\text{Ra}$ và $^{235}\text{U}$ bằng dữ liệu hạt nhân thực nghiệm.
    • Quy trình tính toán hệ số tự hấp thụ mẫu $C_{abs}$ kết hợp giữa chương trình XCOM và mật độ khối thực tế của mẫu đo thể tích.
    • Phương pháp tính toán và đánh giá sai số thực nghiệm theo quy chuẩn lan truyền sai số trong đo lường hạt nhân.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao đỉnh năng lượng 186 keV lại đòi hỏi phải tính toán tỷ lệ đóng góp khi xác định hoạt độ của $^{226}\text{Ra}$?

Tại vùng năng lượng xung quanh 186 keV trên phổ gamma tồn tại sự chồng chập giữa hai vạch năng lượng rất gần nhau: đỉnh 186,21 keV phát ra từ sự phân rã của $^{226}\text{Ra}$ (chuỗi $^{238}\text{U}$) và đỉnh 185,72 keV từ $^{235}\text{U}$ (chuỗi $^{235}\text{U}$). Trong điều kiện cân bằng tự nhiên, các nghiên cứu hạt nhân cập nhật đã xác định tỷ lệ đóng góp số đếm tại đỉnh tích hợp 186 keV gồm 57,2% của $^{226}\text{Ra}$ và 42,8% của $^{235}\text{U}$. Việc áp dụng tỷ lệ 57,2% là bắt buộc để bóc tách chính xác hoạt độ riêng của $^{226}\text{Ra}$ mà không bị tính thừa phần đóng góp của $^{235}\text{U}$.

2. Mẫu chuẩn RGU-1 có thông số như thế nào và được dùng để làm gì trong nghiên cứu?

Mẫu chuẩn RGU-1 là mẫu chuẩn quặng Urani ($^{238}\text{U}$) dạng bột do Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) cung cấp, có hoạt độ riêng $4940 \pm 30\text{ Bq/kg}$ và khối lượng sử dụng là 130,14 g. Mẫu RGU-1 được đo trong thời gian 86.400 giây nhằm xác định diện tích đỉnh của 16 vạch năng lượng gamma (từ 46,54 keV đến 2447,86 keV), làm cơ sở xây dựng đường chuẩn hiệu suất ghi đỉnh năng lượng toàn phần của hệ phổ kế HPGe.

3. Hệ số tự hấp thụ $C_{abs}$ được xác định bằng cách nào và có giá trị trong khoảng bao nhiêu?

Hệ số tự hấp thụ $C_{abs}$ được tính toán dựa trên tỷ số giữa hệ số suy giảm tuyến tính của mẫu chuẩn ($\mu_{sol}$) và mẫu phân tích ($\mu_{mar}$), kết hợp với bề dày lớp mẫu ($x = 2\text{ cm}$). Hệ số suy giảm khối được tra cứu từ phần mềm XCOM dựa trên thành phần nguyên tố hóa học của mẫu, sau đó nhân với mật độ khối lượng thực tế để ra hệ số suy giảm tuyến tính. Đối với 5 mẫu đá phân tích trong khóa luận, hệ số $C_{abs}$ tại các mức năng lượng khảo sát (63,3 - 1764 keV) có giá trị dao động từ 0,96 đến 1,01.

4. Mức độ sai lệch về hoạt độ $^{226}\text{Ra}$ giữa phương pháp đo trực tiếp và phương pháp đo cân bằng là bao nhiêu?

Kết quả thực nghiệm trên 05 mẫu đá cho thấy độ sai biệt về hoạt độ $^{226}\text{Ra}$ giữa phương pháp đo trực tiếp (đo ngay) và phương pháp đo cân bằng (sau khi nhốt kín 30 ngày) đều nằm dưới 20%. Riêng đối với mẫu M1, độ sai biệt hoạt độ giữa hai phương pháp chỉ là 8,67% (với hoạt độ trực tiếp là $62,77 \pm 1,32\text{ Bq/kg}$ và hoạt độ cân bằng là $68,73 \pm 1,39\text{ Bq/kg}$).

5. Quy trình chuẩn bị mẫu phân tích trước khi đưa vào hệ đo gamma gồm những bước nào?

Mẫu đá tự nhiên sau khi thu thập được nghiền thành bột mịn, sau đó được sấy khô dưới đèn hồng ngoại trong thời gian 1,5 giờ để loại bỏ hoàn toàn độ ẩm dư thừa. Sau khi để nguội trong 30 phút, mẫu được đưa vào hộp đo tiêu chuẩn, nén chặt để đạt chiều cao cố định 2 cm, làm phẳng bề mặt và cân xác định khối lượng chính xác trước khi đặt lên mặt đầu dò HPGe để ghi phổ.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Phạm Thị Thùy Dương đã nghiên cứu và ứng dụng thành công phương pháp xác định trực tiếp hoạt độ phóng xạ của $^{226}\text{Ra}$ trong các mẫu đá môi trường bằng hệ phổ kế gamma HPGe phông thấp. Bằng việc xây dựng đường chuẩn hiệu suất năng lượng toàn phần tin cậy (sai biệt khớp hàm dưới 8%), tính toán hệ số tự hấp thụ $C_{abs}$ qua chương trình XCOM và áp dụng tỷ lệ đóng góp 57,2% tại đỉnh 186 keV, phương pháp trực tiếp cho kết quả sai biệt dưới 20% so với phương pháp đo cân bằng truyền thống. Kết quả nghiên cứu khẳng định khả năng đo nhanh hoạt độ phóng xạ môi trường mà không cần thời gian lưu mẫu 30 ngày, mang lại ý nghĩa thực tiễn cao cho công tác quan trắc và phân tích an toàn bức xạ.