ĐIỆN TỬ VÀ THIẾT BỊ HẠT NHÂN Lời nói đầu Tên gọi điện tử thiết bị hạt nhân bao hàm đầy đủ nội dung giáo trình Tuy tia phóng xạ phát hiên vào cuối kỹ 19 điện tử hạt nhân manh nha từ năm bồn mươi, năm mươi kỹ 20 thiết bị điện tử đời phát triển Khác với lĩnh vực khoa học cơ, quang, nhiệt giác quan người trực tiếp cảm nhận được; khoa học hạt nhân nghiên cứu đa số tượng hạt nhân, nguyên tử mà giác quan người không trực tiếp cảm nhận mà thông qua công cụ (phần cứng) tư trí tuệ ( phần mềm) người Vào năm bốn mươi, năm mươi kỹ hai mươi, giai đoạn cuối chiến tranh giới lần thứ hai giai đoạn đầu chiến tranh lạnh, chay đua vũ trang, khoa học nói chung, điện tử học phát triển xuất đèn điện tử yếu tố để xây dựng mạch khuếch đại, mạch logic Đèn điện tử có nhiều loạị, (đèn hai cực để chỉnh lưu, đèn ba cực để khuếch đại tín hiệu, đèn cực làm khuếch đại có điều khiển, đèn cực để làm chức trùng phùng…) Các thành tựu điện tử học sử dụng quân sự, khoa học, đời sống Công nghệ thông tin vô tuyến truyền thanh, truyền hình, rađa, ngành khoa học tin học máy tín đời Vật lý hạt nhân ngành mũi nhọn vai trò chiến tranh nên khả nhân vật lực thành khoa học công nghệ đưa vào cho nghiên cứu vật lý hạt nhân thực nghiệm Các thành tựu điện tử học đưa vào áp dụng để nghiên cứu vật lý hạt nhân thành chuyên ngành riêng điện tử hạt nhân So với nhiều ngành khoa học khác, ngành công nghiệp đòi sống vật lý hạt nhân thực nghiệm sử dụng thành tinh hoa ngành khoa học công nghệ khác đặc biệt điện tử công nghệ thông tin Từ năm năm mươi kỹ 20 áp dụng đèn điện tử để xây dựng mạch đếm phóng xạ, máy đơn kênh, đa kênh đo phổ tia xạ (đó khối cao áp, tiền khuếch đại, khuếch đại, trùng phùng, đếm, biến đổi biên độ thành số ADC, máy tính số …), thiết bị điều khiển máy gia tốc, lò phản ứng Sang năm sáu mươi kỹ 20 đèn bán dẫn thay đèn điện tử, kích thước công suất tiêu thụ thiết bị thu nhỏ đáng kể, xuất khối điện tử chức (đó khối cao áp, tiền khuếch đại, khuếch đại, trùng phùng, đếm, biến đổi biên độ thành số ADC), hệ chuẩn NIM, BИШΗЯ, máy tính nhỏ Những năm sáu mươi xuất mạch vi điện tử, hệ chuẩn khối chức xử lý online CAMAC (đó khối cao áp, tiền khuếch đại, khuếch đại, trùng phùng, đếm, biến đổi biên độ thành số ADC có BUS ghép nối online DATAWAY vào máy tính qua khối điều khiển khung ) Vào năm bảy tám mươi xuất mạch vi xử lý, mạch tổ hợp siêu cao, mạch in nhiều lớp, vi mạch có khả lập trình PAL, GAL, FPGA hệ chuẩn CAMAC, xuất hệ khối chức chuẩn xử lý online hệ thống nhiều trung tâm xử lý song song chuẩn VME Trong lĩnh vực đầu dò hạt nhân không ngừng phát triển từ đầu dò chứa khí đến đầu dò nhấp nháy, đầu đò bán dẫn, ma trận đầu dò Ngay từ năm 1960 xuất nhiều giáo trình điện tử hạt nhân trường đại học ÂU, Mỹ không ngừng cập nhật theo tiến khoa hoc, công nghệ Môn học điện tử hạt nhân giảng dạy trường đại học Việt nam 50 năm Ngay thời gian chiến tranh sơ tán núi rừng sinh viên làm thực tập điện tử hạt nhân, có luận văn tốt nghiệp thiết kế, lắp ráp máy phân tích vi phân đơn kênh bóng đèn điện tử; cuối năm sáu mươi số viện nghiên cứu thiết kế lắp ráp máy đo hoạt độ phóng xạ ống đếm GM linh kiện bán dẫn; viện nghiên cứu, trường đại học sử dụng nghiên cứu chế tạo nhiều thiết bị hạt nhân đại Giáo trình điện tử hạt nhân soạn thảo thầy giáo, giáo sư Nguyễn Hữu Xý gần 50 năm; giáo trình Giáo sư cộng thức biên soạn lại với nhiều bổ sung vào năm 1974 Từ đến giáo trình nhiều thầy giáo sử dụng bổ sung; nhiên không thức biên soạn, in ấn, nên không lưu truyền Từ đến ngành điện tử tin học nói chung, điện tử hạt nhân nói riêng có bước tiến vượt bậc Ở nước tiên tiến liên tục cho xuất giáo trình đại, cập nhật Nằm khung cảnh chung, nhu cầu đào tạo cán bộ, chuyên gia công nghệ hạt nhân, việc biên soạn giáo trình hạt nhân nói chung, giáo trình điện tử hạt nhân nói riêng cho cấp đại học sau đại học trở nên cấp thiết Giáo trình cần cung cấp thật đầy đủ kiến thức bản, cập nhật, đại thực dụng cho sinh viên, nghiên cứu sinh lĩnh vực điện tử hạt nhân Với kinh nghiệm 40 năm liên tục nghiên cứu giảng dạy điện tử hạt nhân, nhiều năm điều phối viên quốc gia điện tử hạt nhân với quan nguyên tử quốc tế IAEA, cố gắng biên soạn giáo trình điện tử hạt nhân thiết bị hạt nhân thật cập nhật, thực dụng, với hy vọng đóng góp phần hiểu biết nhỏ nhặt vào nghiệp đào tạo nhân lực cho ngành Giáo trình gồm chương Chương nhắc lại kiến thức bổ trợ vật lý hạt nhân Chương nhắc lại số khái niệm vật lý hạt nhân, tia xạ, tương tác xạ với vật chất; Chương trình bày nguyên lý cấu tạo loại đầu dò xạ.Trình bày nguyên lý, cấu tạo, đặc trưng bản, áp dụng đầu dò hạt nhân: Đầu dò chứa khí, đầu dò bán dẫn, đầu dò nhấp nháy đầu dò cho nơtron; Chương đề cập đến điện tử tương tự Đây thiết bị trung gian ghép nối trực tiếp với đầu dò xạ, phần định chất lượng thiết bị đo, phần tiền khuếch đại, khuếch đại phổ, mạch xử lý thời gian, biên độ phân biệt tích phân, phân biệt vi phân (SCA), phân biệt biên độ thời gian (SCTA) nguồn nuôi thấp áp cao áp; Chương đề cập điện tử số Phần trình bày mạch số logic cứng bản; mạch tổ hợp; mạch lập trình PAL, GAL, FPGA; mạch thông minh vi xử lý, vi điều khiển; biến đổi ADC; thiết bị phân tích đa kênh MCA; Chương trình bày hệ chuẩn vật lý hạt nhân thực nghiệm Đây phần tiếp cận đến hệ thống đo đạc, xử lý tự động thực nghiệm vật lý hạt nhân phòng thí nghiệm đại giới, quan điểm xây dựng hệ thống thực nghiệm modul chức chuẩn Đó chuẩn NIM, CAMAC, VME, đồng thời trình bày BUS PC, PLC cho ứng dụng khác; Chương khảo sát thiết bị điện tử hạt nhân sử dụng đo đạc điều khiển nghiên cứu ứng dụng công, nông, sinh, y Trong phần trình bày hệ thống đo đạc hạt nhân nghiên cứu (các hệ phổ kế hạt nhân, thiết bị đo liều, đo hoạt độ, thiết bị đo nhấp nháy lỏng, hệ điều khiển máy gia tốc, lò phản ứng); thiết bị ứng dung công nghiệp NDT NCS; thiết bị ứng dụng y học hạt nhân Gamma Camera, SPECT, PET; Chương trình bày công cụ sử dụng phòng thí nghiệm điện tử hạt nhân đại Phần giới thiệu thiết bị đo điển hình sử dụng phòng điện tử hạt nhân đồng hồ vạn năng, giao động ký, máy phát xung, thiết bị phân tích logic, thiết bị lập trình Trong phần phụ lục đưa chương trình (files) mô làm tăng tính sinh động, hấp dẫn, dễ hiểu Giáo trình dựa nhiều nguồn tài liệu truyền thống IAEA chuyên gia Âu, Mỹ soạn thảo, giáo trình từ trung tâm đào tạo Liên xô, Ấn độ, Nhật bản, Hungari Cùng với giáo trình lý thuyết (dự định lên lớp lý thuyết 60 tiết), soạn thảo chế tạo khoảng 15 thực nghiệm điển hình Giáo trình dành cho sinh viên năm cuối, học sinh cao học, nghiên cứu sinh vật lý hạt nhân thực nghiệm trường đại học quốc gia, đại học bách khoa, viện nghiên cứu Đây lần biên soạn thức đầu tiên, không tránh khỏi sai sót, tiểu mục thiếu vắng Chúng xin chân thành tiếp nhận cám ơn ý kiến đóng góp quí vị quan tâm Chương I Phần bổ trợ 1 Bức xạ hạt nhân [1] Trong phần trình bày kiến thức sở vật lý hạt nhân Bắt đầu thảo luận nguyên tử trung hoà, trạng thái bền Nguyên tử bao gồm hạt nhân nhỏ bé, bao quanh số điện tử Các điện tử nằm quĩ đạo xung quanh hạt nhân theo mức lượng xác định K M Mức lượng thấp gọi vành K chứa nhiều hai điện tử; mức thứ hai gọi vành L chứa nhiều điện tử, vành M, vành N Bán kính nguyên tử điển hình vào khoảng 10-8Cm, bán kính hạt nhân điển hình vào khoảng 10 -12Cm Như thể tích nguyên tử lớn thể tích hạt nhân khoảng 1012 lần Có nghĩa hạt nhân cấu thành hạt nhân vô nhỏ bé số điện tử, lại hầu hết khoảng không, giống hệ mặt trời gồm mặt trời số hành tinh đa số vũ trụ trống rỗng Như tia xạ ánh sáng, chí điện tử qua nguyên tử mà không tương tác với nguyên tử Hạt nhân bao gồm prô-ton nơ-tron gọi nucleon, nucleon nặng gấp hai nghìn lần điện tử Các lực hạt nhân hai nucleon Lực hạt nhân hai prô-ton, hai nơ-tron, prô-ton nơ-tron Tự nhiên có xu hướng dẫn đến số prô-ton nơ-tron hạt nhân Tuy nhiên có nhiều prô-ton tập trung thể tích nhỏ hạt nhân, lực Culom có xu làm cho hạt nhân không bền prô-ton đẩy lẫn Nếu số Z lớn 20 lực Culom làm hạt nhân không bền có tính phóng xạ Nếu hạt nhân có số Z lớn 20 có Prô-ton lớn 20 cần phải bổ sung lực gắn kết hạt nhân Trong trường hợp cần bổ sung nhiều số nơ-tron hạt nhân Hạt nhân bền thấy nguyên tố có số Z đến 83 loại trừ trường hợp nguyên tố nhân tạo Technetium (Tc) Với Z lớn 83 tất hạt nhân biết không bền có tính phóng xạ Cũng theo chế mà hạt nhân có nhiều prô-ton nơ-tron không bền có tính phóng xạ Sau nêu vài ký hiệu qui định: Ký hiệu “Z” số prô-ton hạt nhân, nguyên tử số nguyên tố, số điện tử nguyên tử trung hoà Ví dụ Hydro có Z=1; Sắt có Z=26; chì có Z=82; Uranium có Z=92 “N” số nơ-tron hạt nhân “A” số tổng cộng nucleon (tổng số prô-ton nơ-tron hạt nhân) Người ta sử dụng ký hiệu cho hạt nhân sau: 60 A 27 33 Z N X chử viết tắt cho nguyên tố, A số tổng cộng nucleon, Z số prô-ton, N số nơ-tron X Co P ro to n N u Neutron Number Đồng vị hạt nhân có số prô-ton Z khác số nơ-tron, ví dụ Hydro có ba dạng: Hydro có prô-ton hạt nhân; Hydro Deuterium có prô-ton nơ-tron hạt nhân; Hydro gọi Tritium có prô-ton hai nơ-tron hạt nhân Biểu đồ vị trí hạt nhân biết trục toạ độ vuông góc mà trục X số nơ-tron, trục Y số prô-ton hạt nhân- biểu đồ lần vẽ Segre gọi biểu đồ hạt nhân Trong biểu đồ chấm đen biểu diễn cho 256 nguyên tố bền, chấm nhạt cho 1200 nguyên tố đồng vị phóng xạ lại biết Phân rã phóng xạ: Trong phần bàn đến hai loại phân rã phóng xạ Alpha (α) Beta (β) với ba loại xạ α, β γ (Gamma) Khảo sát phân rã phóng xạ β, có ba loại phân rã Beta Loại phân rã Beta phân rã Beta âm (β-) Nếu hạt nhân có nhiều nơtron xảy phân rã phóng xạ cách phát điện tử ( hạt beta âm β-) phản nơ-trino Trong trường hợp nơ-tron hạt nhân biến thành prôton Trong trình số prô-ton hạt nhân tăng lên đơn vị hạt nhân nguyên tử biến thành hạt nhân nguyên tử nguyên tố hay gọi nguyên tố Trong chiều hướng khác hạt nhân thừa prôton bắt điện tử nguyên tử vành nguyên tử -vành K; đủ lượng prô-ton phát hạt posi-tron (β+) Trong trường hợp prô-ton bắt điện tử, prô-ton biến thành nơ-tron phát hạt nơ-trino Trong trường hợp prô-ton phát hạt posi-tron (β+), prô-ton biến thành nơ-tron, β+ nơ-trino Trong hai trường hợp điện tích hạt nhân giảm đơn vị hạt nhân nguyên tử biến thành nguyên tố Điện tử (hạt beta âm β-) posi-tron (β+) phản hạt Nếu chúng tương tác với sinh huỷ cặp Tương tự nơ-trino phản nơ-trino phản hạt nhau.Tuy nhiên trường hợp khả tương tác với vô nhỏ nơ-trino phản nơ-trino hạt nhỏ trung hoà điện tích có khối lượng gần không vận tốc gần với vận tốc ánh sáng, khả tương tác vô thấp Trong thực tế nơ-trino từ mặt trời xuyên qua đất mà không gây tương tác 1.1.1 Bức xạ Beta Vì hai loại phân rã phóng xạ điện tử ( β-) posi-tron (β+) toán phân rã ba thực thể, sản phẩm cuối hạt nhân con, hạt beta nơ-trino Không thể tiên đoán phân bổ lượng cho ba sản phẩm Tuy nhiên hạt nhân sản phẩm có khối lượng lớn so với hạt beta nơ-trino nên toàn động năng lượng phân rã phân bố ngẩu nhiên cho hạt beta nơ-trino phân bố lượng cho hạt beta nơ-trino tương tự từ Zero đến giá trị lượng phân rã, hình sau To lượng toàn phần phân rã, giá trị lượng cực đại mà hạt beta đạt tới Phân bố phổ lượng phân rã beta trừ ( β-) có đỉnh 1/3 To; Phân bố phổ lượng phân rã beta cộng ( β+) có đỉnh 2/3 To 1.1.2 Bức xạ Alpha Đối với nguyên tố phóng xạ có Z > 82 phân rã α có khả cao Có số hạt nhân có Z83 có khả phân rã alpha beta trừ Đa số phân rã phóng xạ hạt nhân không trạng thái bền mà trạng thái kích thích Các hạt nhân trang thái bền trạng thái có mức lượng thấp cách phát photon (gọi tia gamma) hạt nhân đạt trạng thái bền Typical Alpha Particle Energy Spectrum N(E) Alpha Energy (E) 1.1.3 Bức xạ Gama, Tia x Phô-ton hạt có liên quan đến sóng điện từ Phô-ton có khối lượng tĩnh không không mang điện, chân không chuyển động với vận tốc ánh sáng Có nhiều loại hạt phô-ton; có tên tuỳ thuộc trình vật lý sinh Một số ví dụ làm quen ánh sáng biểu kiến, sóng vô tuyến điện, xạ tử ngoại Bốn loại phô-ton mà quan tâm giáo trình là: Tia X, Tia gamma, xạ hãm phô-ton huỷ cặp Tia x phô-ton phát từ nguyên tử điện tử nguyên tử chuyển từ mức lương xuống mức thấp Điện tử nguyên tử nằm mức lượng xác định xác phổ tia X đơn Tia Gamma phô-ton sinh hạt nhân chuyển từ mức lượng đến mức lượng khác thấp hạt nhân tồn mức lượng biết xác nên phổ lượng tia gamma đơn Trong phô-ton xạ hãm tạo hạt mang điện thường điện tử tương tác với điện trường hạt nhân Trong trường hợp quỉ đạo điện tử thay đổi điện tử phát phô-ton gọi phô-ton xạ hãm có lượng từ zero đến giá trị toàn phần động hạt mang điện Phổ phân bố lượng phô-ton xạ hãm liên tục từ zero đến toàn lượng điện tử Loại phô-ton thứ tư phô-ton tạo cặp, phô-ton sinh điện tử tương tác với phản hạt positron Khi hai hạt tương tác với huỷ biến mất, lượng tương tác biến thành hai hạt phô-ton huỷ cặp phô-ton mang lượng tĩnh electron posi-tron 0.511 Mev, nhiên electron posi-tron trước tương tác có lượng động nhỏ, lượng truyền cho cặp phô-ton tạo thành phô-ton huỷ cặp có lượng xung quanh vạch 0.511 Mev  Electron capture P ro to n N u - + - Neutron Number Phân rã Beta âm: Cobalt 60 có chu kỳ phân rã 5,3 năm, phân rã beta trừ hạt nhân chuyển đến mức kích thích Nikel 60 mức 2,50 Mev trạng thái bền Nikel 60 chuyển xuống mức kích thích 1,33 Mev cách phát tia Gamma lượng 1,17 Mev; Mức kích thích có chu kỳ sống 10-9giây phân rã gamma 1,33 Mev đến trạng thái bền Nikel 60 Ví dụ phân rã beta cộng Na22: Na22 phát beta cộng chuyển đến nức kích thích 1,27 Mev Neon 22 Neon 22 kích thích chuyển Neon 22 trạng thái bền cách phát tia gamma 1,27 Mev   Decay 60 27 Co 33  2.50 MeV Excited Level 1.17 MeV  ray 1.33 MeV Excited Level 1.33 MeV  ray 60 28 Ni32 Ground State   Decay 22 11Na11  1.27 MeV 1.27MeV  ray 22 10 Ne12 Ví dụ phân rã alpha Uran 238: Ur238 phân rã hạt alpha chuyển Th234 kích thich; phát tia gamma để giảm mức kích thích, sau phát tia beta trừ hạt nhân chuyển Protatium 234 mức kích thích; phát tiếp hai beta trừ để chuyển hạt nhân Ur 234 mức kích thích Nhiều hạt nhân kích thích giảm trạng thái kích thích cách truyền lượng cho điện tử nguyên tử phát tia gamma Quá trình gọi biến hoán nội điện tử mang lượng Năng lượng điện tử biến hoán nội khác hai mức lượng hạt nhân trừ 10 Việc ghi đồng (trigger) tín hiệu vào từ hai kênh (gọi đồng nội); tín hiệu vào kênh đồng (gọi đồng ngoại), tín hiêu trích từ điện lưới Các tham số sau thường quan tâm • Rise time: 1ns • Number of Channels: 4ch • Channel to Channel Isolation: 100dB • Minimum Vertical Sensitivity: 2mV/div • Maximum Vertical Sensitivity: 5V/div • Vertical Accuracy: 2% • Input Impedance: 1Mohm 7.3 Các loại máy phát xung (Precision pulse generator, random pulse generator, ramp generator) Các máy phát xung mô tín hiệu từ đầu dò để kiểm tra hoạt động tầng vào thiết bị, khả vi phân cắt đuôi xung; 234 Máy phát xung vuông tần số cao để kiểm tra khả làm việc khối điện tử; thiết bị đếm, đo tốc độ đếm; Máy phát biên độ xác để kiểm tra làm việc, tín tuyến tính vi phân, tín tuyến tính tích phân, ổn định hệ phổ kế khuếch đại, ADC, MCA; Máy phát xung ngẫu nhiên để đánh giá thời gian chết thiết bị Một ví dụ xác định độ phi tuyến vi phân sử dụng hệ thiết bị sau phát xung tam giác Ra Phát xung hạt nhân Vào Ra Khuếch đại phổ tạo dang Vào Ra MCA Vào Hệ thiết bị xác định độ phi tuyến vi phân Máy phát xung RAMP đưa vào lối REF máy phát biên độ xác, máy phát biên độ xác phát tần số 10.000 Hz, khuếch đại tạo dạng cho xung độ rộng 3s, biên độ lựa chon để quét từ 10% phổ đến 90% phổ, tích lũy số liệu để 235 cho nội dung kênh khoảng 50.000 số đếm để bảo đảm sai số thống kê bé, độ phi tuyến vi phân tính theo công thức sau: vp = ((Nm-Na)/Na) 100% Nm số đếm cực đại hay cực tiểu kênh, Na số đếm trung bình kênh 7.4 Máy phân tích logic (Logic Analyzer) Dao động ký có nhiều kênh, ghi đồng thời tín hiệu đường Trong thực tế gặp nhiều trường hợp số đường truyền nhiều ví dụ BUS máy tín, chuẩn on-line CAMAC, VME Trong lúc cần đo đến ba, bốn chục đường tín hiệu Trên thị trường có nhiều chủng loại thiết bị Thiết bị có khả lấy mẫu nhanh đến 500MHz đồng với lối vào tuỳ chọn; số liệu ghi vào nhớ tái tạo lại trình theo bước nhịp để phân tích, tìm nguồn gốc sai khuyết Sử dụng để ghi lại trạng thái làm việc thiết bị có nhiều kênh tín hiệu máy tín, PLC, vi xử lý, vi điều khiển 236 7.5 Khối lập trình (Programmer) Khối lập trình công cụ ghép nối với PC độc lập để đọc, sửa lập trình cho thiết bị có khả lập trình PLC, PAL, GAL, FPGA, ROM, vi điều khiển Ngoài có khả test mạch vi điện tử Elnec BeeProg+ Xeltek Superpro 3000U 237 Tài liệu tham khảo Franklyn Clikeman Basic Nuclear Physics Franklyn Clikeman An Introduction to the Interaction of Radiation with Matter Franklyn Clikeman Nuclear Detectors J.Pahor, Slovenia Nucleonics - Analog – Experiments Dušan Ponikvar Digital electronics, Slovenia, 2001 Dušan Ponikvar Multichannel Analysers, Slovenia, 2001 Dušan Ponikvar Microprocessors, Slovenia, 2001 IAEA- TECDOC-530 Nuclear Eletronics Laboratory Manual, 1989 IAEA- TECDOC-426 Trobleshooting in Nuclear Instruments, 1987 10 E Kowalski Nuclear Electronics, New York 1970 11 IAEA- TECDOC-363 Selected Topics in Nuclear Electronics, 1986 12 IAEA/AL/091 Protection of Nuclear Instruments and Other Laboratory Equipment, Seibersdorf,1994 13 Jacek Charuba Development of Modular Electronics Standards for High Energy Physics Experiments 14 EUR-4100e CAMMAC a Modular Instrumentation System for Data Handling, Commision of the European Communities, 1972 15 VMEbus International Trade Association VMEBUS Specifications 16.Omron PLC SYSMAC Operation Manual, 1993 17 Lewis C Eggebrecht Interfacing to the IBM Personal Computer, 1983 18 IAEA Training Course on Interfacing in Nuclear Experiments Principles of Interfacing, Microcontrollers and Single Board Computer, 1996 19 IAEA- TECDOC-845 Nuclear Techniques in the Coal Industry, November,1995 20 S.M.Rao, K.M.Kulkarni 238 Isotopes and Radiation Technology in Industry, India, 1994 21 Sandor Rozsa Nuclear Measurements in Industry, Budapest, 1989 22 Patrick O Moore NDT Handbook Radiographic Testing, USA, 2002 23 PF Sharp, HG Gemmell and FW Smith Practical Nuclear Medicine, Oxford New York Tokyo, 1989 24 IAEA-TECDOC-602 Quality Control of Nuclear Medicine Instruments, 1991 25 Picker Corporation Service Manual of Picker Gamma Camera 26 BR Bairi, B Singh, NC Rathod and PV Narurkar Handbook of Nuclear Medical Instruments, New Delhi, 1994 27 NEMA Standards Publication Performance Measurements of Scintillation Cameras, No NU1,1994 28 UnIO_52 Universal Analog/Digital and SCA/MCA Input/Output board for microcontroller mezzanine modules 239 Phụ lục Các file mô hoạt động mạch thiết bị điện tử hạt nhân chia phần sau a Các file cho điện tử tuyến tính File 00 ampdif: Mô tính toán khuếch đại đơn (a1) File 00 amplque: Mô tính toán khuếch đại hai tầng (a2) File 00 blrlev: Mô phân biệt mức tạp âm (a3) File 00 chsen: Mô hoạt động mạch phân tích tích phân (a4) File 00 cstfra: Mô hoạt động mạch phân tích tích phân tỉ số không đổi (a4) File 00 scao: Mô hoạt động mạch phân biệt hai ngưỡng (a5) File 00 sca10 Mô hoạt động mạch sca (a6) File 00 sca11 Mô hoạt động mạch sca (a7) File 00 scacla Mô hoạt động mạch sca (a8) File Analog Gate Mô hoạt động cổng tuyến tính (a9) File Analog Sum Mô hoạt động mạch tổng (a10) File Coincidence Mô hoạt động mạch trùng phùng (a11) File cspreamp Mô hoạt động mạch khuếch đại nhạy điện tích (a12) File gausnAA Mô hoạt động mạch tạo dạng gaus (a13) File polezeok Mô hoạt động mạch khử bướu (a14) File pmt Mô hoạt động ống nhân quang điện (a15) File pha Mô hoạt động mạch sca (a16) b Các file điện tử số File Contr1 file Contr2 Mô làm việc đếm giải mã (b1) File dísplay Mô làm việc LED (b2) File ff-d Kiểm tra kiến thức D-Trigger (b3) File ff-JK Kiểm tra kiến thức JK-Trigger (b4) File gates1a Kiểm tra kiến thức cổng logic (b5) File gates2 Kiểm tra kiến thức cổng logic (b6) File gates3 Kiểm tra kiến thức cổng logic (b7) File gates4 Kiểm tra kiến thức cổng logic (b8) File ripple1 Mô làm việc đếm nhị phân bit (b9) File Sar1 Mô làm việc ADC Successive approximation (b10) File Shìft1 Mô làm việc ghi dịch bit (b11) File uni1 Mô làm việc mạch đơn hài (b12) File up&down Mô làm việc đếm thuận nghịch (b13) c Các file MCA File dnl1 Mô làm việc mạch làm nhẵn cửa sổ (c1) File MCA Mô làm việc MCA (c2) File str1 (c3) , File str2 (c4) , File str3 (c5) , File str4 (c6) , File str5 (c7) Mô làm việc mạch căng đỉnh xung File Str6b Mô làm việc ADC Wilkinson (c8) d Các file Microprocessor File ADC-1 Mô làm việc ADC ghép Microprocessor (d1) File ROM1 Mô bước đọc ROM Microprocessor (d2) 240 File ROM2 Mô bước đọc RAM Microprocessor (d3) File rs2 Mô bước làm việc RS 232 với Microprocessor (d4) File Timer-1 Mô làm việc mạch Timer-1 Microprocessor (d5) 241 Mục lục ĐIỆN TỬ VÀ THIẾT BỊ HẠT NHÂN Lời nói đầu Chương I Phần bổ trợ 1.1.1 Bức xạ Beta 1.1.2 Bức xạ Alpha 1.1.3 Bức xạ Gama, Tia x 1.1.4 Bức xạ Neutron 10 1.1.5 Tia vũ trụ 11 1.1.5.1 Phổ lượng tia vũ trụ sơ cấp 11 1.1.5.2 Mưa rào khí 11 1.2 Sự tương tác xạ với vật chất 12 1.2.1 Tương tác hạt mang điện nặng 13 1.2.2 Tương tác điện tử với vật chất 13 1.2.3 Phát xạ hãm 13 1.2.4 Tương tác phôton 14 1.2.4.1 Hiệu ứng quang điện 14 1.2.4.2 Tán xạ Compton 15 1.2.4.3 Hiệu ứng tạo cặp 15 1.2.4.4 Xác suất tương tác phôton 15 1.2.5 Tương tác nơtron 16 1.2.5.1 Nơtron nhanh tán xạ đàn hồi không đàn hồi 16 1.2.5.2 Nơtron gây phản ứng hạt nhân kèm theo xạ 16 CHƯƠNG II Các đầu dò xạ - 17 2.1 Đầu dò chứa khí (Gaz detector) 17 2.1.1 Nguyên lý đầu dò chưa khí 17 2.1.2 Buồng ion hoá 20 2.1.3 Ống đếm tỷ lệ 20 2.1.4 Ống đếm GM 22 2.2 Đầu dò bán dẫn ( Semiconductor detector) 24 2.2.1 Đầu dò photon ( Đầu dò Si(Li), Đầu dò bán dẫn Ge) 29 2.2.2 Các đặc trưng đầu dò bán dẫn 32 2.3 Đầu dò Gamma bán dẫn nhiệt độ phòng 34 2.4 Đầu dò nhấp nháy 35 2.4.1 Ống dẫn sáng 36 2.4.2 Tinh thể nhấp nháy 36 2.4.2.1 Các tính chất tinh thể nhấp nháy 36 2.4.2.2.Bốn loại chất nhấp nháy 36 2.4.3 Ống nhân quang điện 38 2.4.4 Các đặc trưng đầu dò nhấp nháy 39 2.4.5 Các ứng dụng đầu dò nhấp nháy 40 2.5 Đầu dò Cerenkov 40 2.6 Đầu dò Neutron 41 242 2.6.1 Đầu dò chứa khí He-3 42 2.6.2 Ống đếm B-10 43 2.6.3 Buồng ion bù trừ 44 2.6.4 Phản ứng phân hạch 46 2.6.5 Kích hoạt nơtron 46 2.6.6 Thiết bị kiểm soát nơtron 46 2.6.7 Bộ đếm dài 48 2.6.8 Đo liều nơtron 48 CHƯƠNG III Điện tử tương tự - - 49 3.1 Tiền khuếch đại 51 3.1.1 Tiền khuếch đại nhạy 51 3.1.2 Tiền khuếch đại nhạy điện tích 52 3.1.3 Tiền khuếch đại nhạy dòng 52 3.2.1 Mạch vi phân lối vào 52 3.2.2 Mạch khử cực không 54 3.2.3 Mạch khuếch đại 54 3.2.3.1 Khuếch đại thuật toán 54 3.2.3.2 Mạch lặp lại 55 3.2.3.3 Khuếch đại đảo cực 55 3.2.3.4 Mạch khuếch đại không đảo pha 55 3.2.3.5 Mạch khuếch đại vi phân 55 3.2.3.6 Mạch khuếch đại tổng 56 3.2.3.7 Mạch vi phân 56 3.2.3.8 Mạch tích phân 56 3.2.4 Mạch tạo dạng (mạch lọc) 56 3.2.5 Mạch phục hồi đường sở 57 3.2.6 Mạch loại trừ chồng chập 59 3.3 Phân biệt biên độ 59 3.3.1 Phân biệt tích phân 60 3.3.2 Phân biệt biên độ vi phân 60 3.3.3.Phân tích đơn kênh thời gian 62 3.4 Cổng tuyến tính, mạch bắt đỉnh nhớ đỉnh 64 3.5 Nguồn nuôi 65 3.5.1 Biến 66 3.5.2 Bộ chỉnh lưu 66 3.5.3 Bộ lọc 66 3.5.4 Nguồn DC thấp 66 3.5.5.Nguồn cao 66 CHƯƠNG IV Điện tử số - 68 4.1 Các mạch logic cứng (Fixed logic components) 68 4.1.1 Các cổng logic 68 4.1.1.1 Cổng AND 68 4.1.1.2 Cổng OR 68 4.1.1.3.Mạch NAND 68 243 4.1.1.4 Mạch NOR 4.1.1.5 Mạch Exclusive OR 4.1.1.6 Mạch NOT 4.1.1.7 Các mức logic chuẩn (NIM, ECL, TTL, HTL, CMOS) 4.1.1.8 Các mạch chuyển mức logic 4.1.1.9 Các mạch logic vào/ra đặc biệt 4.1.1.10 Thời gian truyền qua cổng logic 4.1.2 Các mạch tổ hợp 4.1.2.1 Mạch cộng 4.1.2.2 Mạch hợp kênh 4.1.2.3 Mạch giải mã 4.1.2.4 Mạch chuyển mã 4.1.2.5 Mạch so sánh số 4.1.2.6 RS-Triger 4.1.2.7 D trigger 4.1.2.8 JK MS-Triger 4.1.2.9 Mạch đếm không đồng 4.1.2.10 Các đếm đồng 4.1.2.11 Thanh ghi dịch 4.1.2.12 Các mạch thời gian (Mạch đơn hài, mạch dao động) 4.2 Các mạch logic lập trình (Programmable logic component) 4.2.1 Các mạch PAL, GAL 4.2.2 Mạch FPGA 4.3.Các vi mạch thông minh 4.3.1 Các mạch vi xử lý 4.3.2 Các mạch vi điều khiển 4.4 Biến đổi biên độ thành số 4.4.2 ADC biến đổi trực tiếp (Flash ADC) 4.4.3 Ramp ADC (Wilkinson ADC) 4.4.4.ADC xấp xỉ liên tiếp(Successive Approximation ADC) 4.5 Mạch đo hoạt độ 4.5.1 Mạch đo tốc độ đếm tương tự 4.5.1.1.Thiết bị đo hoạt độ thang tuyến tính a Thiết bị chuẩn liều b Thiết bị cảnh báo phóng xạ 4.5.1.2.Thiết bị đo hoạt độ thang logarit 4.5.2.Đo tốc độ đếm trung bình phương pháp số 4.5.2.1 Mạch đếm nhị phân 4.5.2.2 Mạch đếm thập phân 4.6 Mạch xử lý thời gian 4.6.1 Mạch trùng phùng phản trùng phùng 4.6.1.1 Hệ đo thời gian sống posistron 4.6.1.2 Hệ đầu đo nhấp nháy lỏng 4.6.2 Mạch số hoá đoạn thời gian TDC 68 68 69 69 69 71 73 74 74 76 76 77 77 77 77 78 78 79 80 81 83 83 84 85 85 86 88 89 90 90 92 92 93 94 94 95 95 96 96 98 98 100 100 244 4.6.3 Mạch biến đổi đoạn thời gian thành biên độ TAC 100 4.7 Hệ đo phân bố lượng (Phân tích biên độ nhiều kênh MCA) 101 4.7.1 Các kiểu MCA 101 4.7.1.1 MCA phân tích biên độ 101 4.7.1.2 MCA phân tích đa thang 102 4.7.1.3 Cấu trúc cứng MCA 102 4.7.2 Các đặc trưng MCA 103 4.7.2.1 Số kênh mã hoá (độ rộng kênh) 103 4.7.2.2 Độ phi tuyến tích phân 103 4.7.2.3 Độ phi tuyến vi phân 104 4.7.2.4 Thời gian biến đổi 104 4.7.3 Các chức đặc biệt MCA 104 4.7.3.1 Chức biểu diễn phổ 104 4.7.3.2 Các chức tích lũy +1 –1 104 4.7.3.3 Xác định thời gian sống MCA 104 4.7.3.4 Thay đổi thang biến đổi cho ADC 104 4.7.3.5 Chuẩn lượng 105 4.7.3.6 Bài toán làm nhẵn phổ 105 4.7.3.7 Tự động tìm đỉnh phổ 105 4.7.3.8 Tính diện tích 105 4.7.3.9 Tính độ phân giải 105 4.7.3.10 Nhận diện đồng vị 105 4.7.4 Đánh giá chất lượng MCA 106 4.7.4.1 Độ phân giải 106 4.7.4.2 Thời gian biến đổi 106 4.7.4.3 Độ phi tuyến tích phân 106 4.7.4.4 Độ phi tuyến vi phân 107 4.7.5 Một số kiểu MCA 108 4.7.5.1 Máy phân tích biên độ TRACOR TN-1700 108 4.7.5.2 Máy phân tích biên độ IN-90 108 4.7.5.3 MCA máy tính PC 108 4.7.5.4 MCA chuẩn CAMMAC 108 4.7.5.5 MCA máy tính PC 110 a MCA ghép nối song song khe cắm PC 110 b MCA ghép nối tiếp với PC qua cổng RS 232 USB 111 c.Khối đa công nghệ FPGA ghép nối PC qua cổng USB 113 CHƯƠNG V Các hệ chuẩn đo đạc, điều khiển vật lý hạt nhân thực nghiệm 5.1 Chuẩn NIM, EUROCARD VISNIA 114 5.1.1 Chuẩn khí chuẩn NIM 115 5.1.2 Chuẩn nguồn nuôi 115 5.1.3 Một vài modul điển hình 116 5.1.3.1 Khối khuếch đại nhanh 117 5.1.3.2 Khối phân biệt nhanh 117 5.1.3.3 Khối xử lý trùng phùng nhanh 117 245 Chuẩn on-line CAMMAC, VME, PC BUS 117 5.2.1.Chuẩn CAMAC khung 121 5.2.1.1 Chuẩn khí hệ CAMAC 123 5.2.1.2 Chuẩn nguồn nuôi, tín hiệu điều khiển số liệu 124 5.2.1.3 Một vài modul điển hình 132 f Modul đếm nhị phân chuẩn CAMAC 132 g Modul ADC Wilkinson chuẩn CAMAC 134 h Modul thị số chuẩn CAMAC 136 i Modul Crate Controller với PC chuẩn CAMAC 137 j Modul Manual Crate Controller chuẩn CAMAC 139 5.2.2 Chuẩn CAMAC nhiều khung nhánh chuẩn CAMAC 141 5.2.2.1 Khái niệm hệ CAMAC nhiều khung 141 5.2.2.2 Chuẩn khí hệ Branch CAMAC 142 5.2.3 Các phương án tổ chức hệ nhiều nhánh khác 143 5.2.4 Sơ đồ khối Modul CAMAC điển hình hệ nhiều khung 144 5.2.4.1 Modul Branch driver với máy tính 145 5.2.4.2 Modul điều khiển loại A (Crate Controller type A) 146 5.2.5 Chuẩn CAMAC nhiều nhánh, nhiều CPU 147 5.2.6 Hệ nhiều nhánh nhiều CPU Dubna 147 5.2.6.1 Khối điều khiển ưu tiên 147 5.2.6.2 Khối điều khiển 147 5.2.6.3 Khối ghép nối với máy tính- Computer interface 148 5.2.6.4 Khối tạo nhánh- Branch interface 148 5.3 Bộ điều khiển logic có khả lập trình (PLC) 148 5.3.1 Phần cứng PLC 149 5.3.2 Phần mềm PLC 150 5.4 Chuẩn BUS PC (khe cắm song song PC) 151 5.4.1 Chuẩn khí 152 5.4.2 Chuẩn nguồn nuôi, tín hiệu điều khiển số liệu 153 5.4.3 Một modul điển hình MCA ghép nối song song khe cắm PC 153 CHƯƠNG VI Thiết bị điện tử hạt nhân thực nghiệm ứng dụng 156 6.2 Các hệ thống thiết bị điện tử nghiên cứu hạt nhân thực nghiệm 156 6.1.1 Các thiết bị đo hoạt độ 156 6.1.1.1 Thiết bị đếm hoạt độ phóng xạ 156 6.1.1.2 Thiết bị cảnh báo, thiết bị đo liều phóng xạ 157 6.1.2 Các thiết bị đo phổ 158 6.1.2.1 Hệ đo phổ gamma đầu dò nhấp nháy 159 6.1.2.2 Hệ phổ kế Anpha[3] 160 6.1.2.3 Hệ phổ kế trùng phùng triệt compton 161 6.2 Các hệ thiết bị điều khiển lò phản ứng, máy gia tốc 162 6.2.1 Hệ thống điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt 162 6.2.1.1 Hệ đo liều phóng xạ lò phản ứng hạt nhân Đà lạt 162 6.2.1.2 Hệ đo thị thông số lò phản ứng hạt nhân Đà lạt 163 6.2.1.3 Hệ đo thông số công nghệ lò phản ứng hạt nhân Đà lạt 165 246 6.2.1.4 Hệ thống điều khiển lò phản ứng 6.2.2 Máy gia tốc 6.2.2.1 Tổng quan 6.2.2.2 Máy gia tốc LINAX 6.2.2.3 Nguyên lý, cấu tạo máy gia tốc Cyclotron IBA-30 6.3 Các thiết bị hạt nhân công nghiệp ( NDT NCS) 6.3.1 Máy đo mật độ độ ẩm trường 6.3.1.1 Nguyên tắc đo mật độ 6.3.1.2 Nguyên tắc đo độ ẩm 6.3.2 Các thiết bị xác định độ tro than 6.3.2.1 Thiết bị ghi phổ hạt nhân lỗ khoan dây ghép nối PC + Nguyên lý thiết bị + Cấu trúc thiết bị 6.3.2.2 Thiết bị cân đo độ tro than băng tải + Nguyên lý + Cấu tạo thiết bị 6.3.3 Thiết bị đo mức hạt nhân 6.3.4 Thiết bị X quang công nghiệp 6.3.4.1 Đầu phát tia X + Khối tạo cao gia tốc điện áp đốt cho ống phóng + Ống phát tia X + Các thiết bị phụ 6.3.4.2 Khối điện tử điều khiển + Khối CPU + Khối điều khiển + Khối điều khiển dòng + Khối biến đổi AC-DC-AC -DC-AC 3.5 Máy p hát N ơtron 6.4 Các thiết bị hạt nhân chẩn đoán y tế 6.4.1 Thiết bị invitro 4.1.1 Thiết bị miễn dịch học đồng vị RIA 6.4.1.2 Hệ đếm nhấp nháy lỏng LSC 6.4.2 Thiết bị (invivo) 4.2.1 Thiết bị đo độ tập trung tuyến giáp thận ký hai kênh 6.4.2.2 Các máy xạ hình 6.4.2.2.1 Xạ hình Gamma quét (Gamma Scanner) 6.4.2.2.2 Thiết bị xạ hình GAMMA-CAMERA SPECT a Nguyên lý b Cấu tạo Khối đầu đo + Collimator + Tinh thể + Ống nhân quang PMT + Tiền khuếch đại 166 167 167 169 70 172 172 172 173 174 174 174 176 177 177 177 178 179 180 180 181 182 182 183 183 184 184 185 186 186 186 186 188 188 189 190 191 191 195 195 196 196 197 197 247 Khối console 197 + Khối khuếch đại tổng có trọng số (Weighted summing amplifier) 198 + Khuếch đại vi phân ( Difference amplifier) 199 + Phân tích biên độ (Pulse Height Analyzer -PHA) 199 + Khối chuẩn hóa X/Zt Normalization 200 + Bộ quay định hướng ảnh (Rotation and Orientation) 201 + Ghi, ảnh CRT mạch liên quan 202 c Thiết bị Single Photon Emision Computer Tomographi (SPECT) 204 Nguyên lý làm việc SPECT 204 Các phương pháp tái tạo ảnh SPECT 207 + Phương pháp chiếu ngược 207 + Phương pháp biến đổi Fourier 208 + Phương pháp đại số tái tạo ảnh 208 Bộ phận ghi ảnh 209 d Các đặc trưng GAMMA-CAMERA SPECT 210 Độ nhạy 210 Thời gian phân giải 211 Độ đồng không gian 212 Khả phân giải không gian 213 Ứng dụng kỹ thuật vi sử lý 215 + Phương pháp đồng hóa độ nhạy 216 + Phương pháp hiệu chỉnh lượng 218 - Phương pháp điều chỉnh biên độ tín hiệu 218 - Phương pháp điều chỉnh cửa sổ phân tích 219 + Phương pháp hiệu chỉnh độ tuyến tính 219 e Các loại COLLIMATOR đặc trưng 220 Collimator kênh song song 222 Pinhole Collimator 222 Collimator hội tụ (converging collimator) 224 Collimator phân kỳ (Diverging) 225 6.4.2.2.3 Thiết bị chụp ảnh cắt lớp sử dụng Positron PET 225 a Nguyên lý thiết bị chụp ảnh cắt lớp PET 225 b Cấu tạo thiết bị PET 226 Phục chế 2D/3D 229 CHƯƠNG VII Các công cụ điện tử (Bổ sung) 230 7.1 Máy đo điện đa (Multimeter) 230 7.2 Dao động ký (Oscilloscope) 230 7.3 Các loại máy phát xung 232 7.4 Máy phân tích logic (Logic Analyzer) 234 7.5 Khối lập trình (Programmer) 235 Tài liệu tham khảo 236 Phụ lục 238 Mục lục -240 248 [...]... tác với các điện tử của nguyên tử và đẩy điện tử ra ngoài nguyên tử tạo ra điện tử tự do và ion dương Năng lượng gần đúng trung bình để tạo ra một cặp điện tử ion khoảng 326 ev Nếu áp lên hai điện cực một điện thế, điện tử có xu thế chuyển động đến điện cực dương và ion đến điện cực âm Trong đầu dò ion hóa đơn giản hai điện cực xem như hai má của tụ điện được tích với một điện lượng Q, điện tử và ion... lớn động năng cho điện 13 tử nguyên tử có thể tuơng tác với hạt nhân nguyên tử của bia Trong trường hợp này một lượng lớn momen động lượng và năng lượng của hạt chuyển cho hạt nhân nguyên tử và kết quả hạt mang điện bị tán xạ trên một gốc lớn 1.2.1 Tương tác của hạt mang điện nặng Vì nguyên tử tạo thành bởi hạt nhân vô cùng nhỏ được bao quanh bởi các điện tử, khi một hạt mang điện chuyển động qua vật... hãm, hạt mang điện này thường là hạt mang điện nhẹ như điện tử, tương tác trong điện trường của hạt nhân Đường đi của hạt mang điện bị thay đổi và phát ra bức xạ phô-ton gọi là bức xạ hãm Năng lương của phô-ton có thể từ zero đến giá trị động năng toàn phần của hạt mang điện Trường hợp thứ ba năng lượng bị mất bởi sự va chạm với hạt nhân nguyên tử Hạt mang điện nặng sau khi mất phần lớn động năng cho điện. .. (khi hai điện cực được tích điện có một hiệu điện thế dược đặt trong môi trường khí này thì chất khí bảo vệ để không xảy ra hiện tượng phóng điện giữa hai điện cực); tính dẫn điện (nếu có những hạt mang điện tự do điện tử hoặc ion thì các hạt mang điện này chuyển động tự do trong chất khí, nếu giữa hai điện cực có hiệu điện thế thì dưới tác dụng của lực điện trường các điện tử chuyển động đến điện cực... phần: Thành phần điện từ (điện tử, gamma), thành phần muon và thành phần ion nặng (gồm các nucleon, kaon, pion) 1.2 Sự tương tác của bức xạ với vật chất [2] Chúng ta sẽ quan tâm đến hai loại bức xạ: Hạt mang điện và hạt trung hoà Hạt mang điện chia làm hai nhóm: Hạt mang điện nặng và hạt mang điện nhẹ Hạt mang điện nặng là hạt có khối lượng lớn hơn nhiều so với khối lượng điện tử Ví dụ hạt prô-ton có... mang điện với vật chất Có ba cơ chế mất năng lượng: Cơ chế thứ nhất mất năng lượng do tương tác với điện tử của nguyên tử; cơ chế thứ hai do bức xạ hãm và cơ chế thứ ba do va chạm với hạt nhân nguyên tử Cơ chế thứ nhất hạt mang điện có thể truyền cả năng lượng và momen xung lượng cho điện tử nguyên tử Điện tử có thể bắn ra khỏi nguyên tử hoặc chuyển lên mức năng lượng cao hơn và kết quả hoặc nguyên tử. .. đa phần là điện tử Khối lượng của hạt alpha gấp 7294 lần khối lượng điện tử Khi một hạt alpha gặp một điện tử nó có thể truyền cả năng lượng và momen động lượng cho điện tử hoặc là đẩy điện tử ra khỏi nguyên tử hoặc đưa lến mức năng lượng cao hơn Tuy nhiên sự quá khác nhau về khối lượng của hai hạt, hạt alpha chỉ mất một phần nhỏ năng lượng và momen động lượng của mình do đó hướng đi của hạt alpha không... vậy có hai điện tử tự do chuyển động đến điện cực dương, hai điện tử này lại lặp lại quá trình nhân điện tích như vậy kết quả làm tăng lượng điện tử và ion tự do làm tăng lựợng điện tích và dòng đi qua đầu dò Quá trình nhân điện tích chỉ xảy ra khi khi điện trường khoảng 30.000V/cm Đối với hai bản điện cực phẳng cường độ điện trường được tính theo công thức V/d ở đây d là khoảng cách hai bản điện cực... tới tương tác với điện tử vòng ngoài cùng của nguyên tử Vì điện tử này gắn yếu ớt với hạt nhân, do đó phô-ton không chuyển hết năng lượng và xung lượng cho điện tử Như vậy cùng với điện tử bắn ra còn có phô-ton tán xạ Phô-ton thứ cấp này là phô-ton mới tạo ra của quá trình và có năng lượng E’γ Năng lượng của tia gamma tới chia cho điện tử bắn ra và phô-ton thứ cấp Năng lượng điện tử mang tuỳ thuộc... nhỏ không đủ lớn để nhân điện tích chất khí Ở áp suất không khí (1 at) nhân điện tích chỉ xảy ra khi điện trường lớn hơn 3x104 von/cm Khi đặt một điện trường giữa hai điện cực, điện trường này gây ra một lực tác dụng lên điện tử làm cho nó chuyển động đến điện cực dương Khi đi qua điện trường, động năng của điện tử tăng lên, khi động năng này lớn hơn 1eV nó có khả năng ion hóa nguyên tử mà nó bắt gặp ... loại xạ: Hạt mang điện hạt trung hoà Hạt mang điện chia làm hai nhóm: Hạt mang điện nặng hạt mang điện nhẹ Hạt mang điện nặng hạt có khối lượng lớn nhiều so với khối lượng điện tử Ví dụ hạt prô-ton... lượng lượng hạt chuyển cho hạt nhân nguyên tử kết hạt mang điện bị tán xạ gốc lớn 1.2.1 Tương tác hạt mang điện nặng Vì nguyên tử tạo thành hạt nhân vô nhỏ bao quanh điện tử, hạt mang điện chuyển... cứu sinh lĩnh vực điện tử hạt nhân Với kinh nghiệm 40 năm liên tục nghiên cứu giảng dạy điện tử hạt nhân, nhiều năm điều phối viên quốc gia điện tử hạt nhân với quan nguyên tử quốc tế IAEA, cố