Báo cáo tổng kết nhiệm vụ khoa học công nghệ cấp cơ sở năm 2015: Thiết kế chế tạo máy đếm 3 kênh đo dựa trên nguyên lý trùng phùng chậm dùng cho phân tích đồng vị 223Ra và 224Ra

Abstract

Mục tiêu của nhiệm vụ KH&CN là thiết kế hệ thống điện tử để đo hoạt độ của đồng vị 223Ra và 224Ra có trong mẫu nước tự nhiên dựa trên nguyên lí thiết kế của Giffin và cộng sự (1963). Các mẫu được thu nhận bằng cách hấp thụ 223Ra và 224Ra vào cột MnO2. Đồng vị con của 223Ra and 224Ra là Rn có thời gian sống ngắn khi được hấp thụ trong cột Mn sẽ dội ra và đập vào đầu dò nhấp nháy, tại đây xảy ra quá trình phân rã thành Rn và Po. Tín hiệu từ đầu dò được gửi tới mạch trùng phùng trễ để phân biệt đồng vị được phân rã là từ quá trình phân rã đồng vị 224Ra thành 220 Ra và 216Po hay là từ 223Ra phân rã thành 219Ra và 215Po. Tập thể thực hiện nhiệm vụ đã chế tạo thành công máy đếm alpha 3 kênh đo dùng kỹ thuật số. Hệ thống bao gồm các mạch điện tử cơ bản: mạch khuếch đại, SCA, bộ đếm/định thời, vi điều khiển, giao diện RS232… Hầu hết các mạch điện tử ở trên được thiết kế chế tạo nhờ bộ công cụ và phần mềm ISE 10.1 của Xilinx. Chương trình ứng dụng điều khiển và thu nhận dữ liệu từ thiết bị được viết dưới phần mềm LabView. So với những hệ đo thiết kế bằng kỹ thuật tương tự thì máy đếm alpha 3 kênh đo kỹ thuật số có thiết kế nhỏ gọn, dễ sử dụng, ghép nối máy tính giúp người dùng thu nhận và xử lý số liệu thuận tiện và dễ dàng hơn. Đây cũng là hướng chế tạo thiết bị mới giúp đơn giản khâu thiết kế (phần lớn sử dụng phần mềm), tiết kiệm (giảm chi phí mua linh kiện), mềm dẻo (có thể tùy ý điều chỉnh thông số đo chỉ cần thay đổi thông số trên phần mềm), tiện dụng (chương trình nhúng trực tiếp vào FPGA và dùng lâu dài, khi muốn thay đổi chỉ cần biên dịch lại phần mềm và nạp vào ROM).