مقدمه

آنالیز فعالسازي نوترونی، یک روش تحلیلی با دقت و حساسیت بسیار بالا براي آنالیز کیفی و کمی نمونههاي مختلف به منظور شناسایی و تعیین عناصر موجود درنمونهها است. حساسیت و دقت این روش به عواملی از قبیل شدت باریکهي نوترونی، نیمهعمر محصول واکنش، زمان تابشدهی و شرایط اندازهگیري از قبیل زمان اندازهگیري، بازده آشکارساز و پارامترهاي هستهاي از قبیل فراوانی ایزوتوپ موجود در نمونه، سطح مقطع جذب نوترون، نیمه عمر و شدت پرتوهاي گاماي گسیل شده وابسته است .[۱]

از آنجایی که بخشی از کمربند فلززاییآلپ–هیمالیا که داراي رگهي مس با عیار حدود %۰/۶۱ است از منطقهي اهر عبور میکند، منطقهي سونگون اهر داراي معدن بسیار عظیمی از مس میباشد .[۲] با شناسایی درصد فراوانی مس موجود در خاك معدنسونگون اهر و مقایسه با خاك مناطق دیگر که روي کمربند فلززاییآلپ-هیمالیا در ایران قرار دارند، میتوان معادن دیگري را نیز کشف کرد.

روش کار

چشمهي نوترونی مورد استفاده، چشمهي ایزوتوپی آمرسیوم – بریلیوم شناور در محفظهي آب، با شار نوترون حدود _ . ۱۰ و میانگین انرژي نوترون اولیهي ۴/۴ MeV و آشکارساز مورد استفاده، آشکارساز سوسوزن یدور سدیم سه اینچی میباشد. واکنشهاي هستهاي مورد استفاده در روش فعالسازي نوترونی، واکنشهاي گیراندازي

۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan

_ ت و ی_ ن ا س _ ه _ی ان

۶و۷ ا” د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان

نوترون یا واکنشهاي((n,γنامیده میشوند.در طیاین واکنشها، براي هر هسته، یک گاماي بخصوص که گاماي مشخصهي آن هسته است، آزاد میشود .[۳]در این مقاله، گاماهاي تاخیري آشکارسازي میشوند. عنصر مس، ترکیبی از دو ایزوتوپ پایدار( %۶۹) _Cu و ( %۳۱) _Cu است که تحت تابش نوترون، به ایزوتوپهاي پرتوزاي _Cu (نیمه عمر ۱۲/۷ ساعت) و _ Cu (نیمه عمر ۵/۱۲ دقیقه) تبدیل میشوند. عنصر مس، سطح مقطع جذب مناسبی براي نوترونهاي حرارتی ۴/۵۲) بارن براي ایزوتوپ _Cu و ۲/۱۷ بارن براي ایزوتوپ ( _Cu دارد.[۴]دقت و حساسیت اندازهگیري با استفاده از آنالیز فعالسازي نوترونی، رابطهي مستقیمی با میزان شار نوترونهاي حرارتی دارد .[۵] به همین علت در شروع کار، براي بدست آوردن فاصلهاي که در آن شار نوترونهاي حرارتی بیشینه میشود،نمونههایی از سولفات مس در فاصلههاي مختلف از چشمه، در بازههاي زمانی یکسان قرار داده شد. براي هر فاصله،سطح زیر منحنی طیف بیشینهي گاما اندازهگیري شده ودر شکل (۱) آورده شده است.مشاهده میشود که در فاصلهي ۶ /۲سانتیمتري از چشمهي نوترونی، حداکثر شار نوترونهاي حرارتی حاصل میشود.

۹۰۰۰

۸۰۰۰

۷۰۰۰

۶۰۰۰

۵۰۰۰

۴۰۰۰

۱۱ ۲ ۳ ۴ ۵ ۶ ۷ ۸ ۹ ۱۰

Distance (cm)

CuSo4ofActivationMeasured

شکل :۱ نمودار فعالیت اندازهگیري شده بر حسب فاصلهي نمونه از چشمهي نوترون

در اندازهگیريهاي اولیه، بیشینههاي انرژي طیف گاماي حاصل از نمونهها، به دلیل زمینهي زیاد موجود در محیط آزمایشگاه چندان واضح نبودند. به منظور کاهش زمینهي تداخل کننده، یک حفاظ سربی به شکل پوستهي استوانهاي که تمام قسمتهاي آشکارساز را پوششمیداد ساخته شد. پس از قرار دادن آشکارساز در داخل این حفاظ،بیشینهها بهبود یافته و واضحتر شدند.با این حال، در طی اندازهگیريهاي متوالی مشاهده شد که در کارکرد طولانی و بدون

۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan

_ ت و ی_ ن ا س _ ه _ی ان

۶و۷ ا” د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان

وقفهي آشکارساز، بیشینههاي انرژي به سمت انرژيهاي پایینتر منتقل میشوند(شکل .(۲این مشکل، به دلیل تجمع بار بر روي آشکارساز در اندازهگیريهاي متوالی اتفاق میافتاد که راهحل این مشکل، اتصال به زمین آشکارساز و حفاظها و تخلیهي الکتریکی آنها با استفاده از پوشش فویل آلومینیومی (با ضخامت حدود ۰/۱۳ میلیمتر) بود (شکل .(۳