Nghiên Cứu Sự Phân Bổ Liều Theo Độ Sâu Sản Phẩm Chiếu Xạ Và Hiệu Ứng Phát Bức Xạ Hãm Của Chùm Electron Từ Máy Gia Tốc Rf-Linac Và Lwfa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN ANH TUẤN NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ LIỀU THEO ĐỘ SÂU SẢN PHẨM CHIẾU XẠ VÀ HIỆU ỨNG PHÁT BỨC XẠ HÃM CỦA CHÙM ELECTRON TỪ MÁY GIA TỐC RF-LINAC VÀ LWFA Ngành: Vật lý nguyên tử hạt nhân Mã số ngành: 62 44 05 01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Tp Hồ Chí Minh năm 2022 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Người hướng dẫn khoa học: HDC: GS.TS Châu Văn Tạo HDP: GS.TS Chary Rangacharyulu Phản biện 1: PGS.TS Phạm Đức Khuê Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Tuấn Khải Phản biện 3: PGS.TS Hoàng Đức Tâm Phản biện độc lập 1: PGS.TS Nguyễn Tuấn Khải Phản biện độc lập 2: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Cơ sở đào tạo họp Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM, vào hồi 08 30 phút, ngày 16 tháng 04 năm 2022 Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Thư viện Tổng hợp Quốc gia Tp.HCM Thư viện trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM Thư viện Trung tâm, ĐHQG-HCM TÓM TẮT Luận án nghiên cứu ảnh hưởng môi trường chiếu xạ phổ lượng electron lên đường phân bố liều theo độ sâu sản phẩm chiếu xạ máy gia tốc RF-LINAC LWFA mô MCNP thực nghiệm Đặc trưng phát xạ hãm sau bia vật liệu bị chiếu xạ nghiên cứu để đánh giá khả tạo phản ứng (, n) chiếu xạ MỞ ĐẦU Nhằm đánh giá ảnh hưởng môi trường hấp thụ không đồng lên đường phân bố liều, sản phẩm chiếu chia làm hai nhóm sản phẩm xếp theo cột sản phẩm xếp theo lớp Đường phân bố liều hai nhóm sản phẩm chiếu xạ khơng đồng mô MCNP đo liều liều kế phim B3000 thùng giả hàng làm từ polypropylene (PP) chiếu xạ máy gia tốc RF-LINAC (mã hiệu UELR-10-15S2) Kết so sánh với đường phân bố liều sản phẩm đồng chiếu xạ máy gia tốc RF-LINAC Phổ xạ hãm sau bia polypropylene (PP), nhôm (Al), sắt (Fe) chì (Pb) bị chiếu xạ chùm electron xác định MCNP khoảng cách góc khác Hiệu suất chuyển đổi electron-photon sau bia PP, Al, Fe Pb xác định mô MCNP thực nghiệm đo liều electron trước bia liều photon sau bia Từ phổ xạ hãm hiệu suất chuyển đổi electron-photon tính tốn tỉ lệ chùm photon có lượng lượng ngưỡng tạo phản ứng (, n) chiếu xạ Trường hợp cần chuyển đổi từ electron sang tia X, hiệu suất chuyển đổi electron sang tia X bia hỗn hợp từ ba lớp vật liệu Ti-H2O-Pb mô MCNP để xác định hiệu suất chuyển đổi tối ưu Sử dụng chương trình MCNP với mơ hình toán để xác định phân bố liều theo độ sâu sản phẩm chiếu xạ máy gia tốc LWFA (Laser Wakefield Accelerator) có dạng phổ rộng máy gia tốc RF-LINAC có dạng phổ Gauss, nhằm đánh giá ảnh hưởng phổ lượng electron lên đường phân bố liều Các đặc trưng phát xạ hãm sau bia PP, Al, Fe Pb bị chiếu xạ máy gia tốc LWFA xác định MCNP nhằm đánh giá khả sinh neutron chiếu xạ Các kết phân bố liều theo độ sâu sản phẩm chiếu xạ hiệu ứng phát xạ hãm sau bia chiếu xạ máy gia tốc LWFA sở để đánh giá khả ứng dụng máy gia tốc LWFA chiếu xạ NỘI DUNG Phần mở đầu: Trình bày mục đích, đối tượng, phương pháp nghiên cứu, ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu nước phân bố theo chiều sâu sản phẩm hiệu ứng phát xạ hãm chùm electron từ máy gia tốc Phân tích vấn đề liên quan đến ứng dụng máy gia tốc xử lý xạ Chương 2: Trình bày việc mô MCNP thực nghiệm đo phân bố liều theo chiều sâu sản phẩm chiếu xạ máy gia tốc RFLINAC, (mã hiệu UELR-10-15S2) lượng 10 (MeV), công suất 15 (kW) Trung tâm Nghiên cứu Triển khai Công nghệ Bức xạ Đường phân bố liều theo độ sâu sản phẩm chiếu xạ đồng không đồng xác định MCNP thực nghiệm đo liều liều kế phim B3000 Kết từ mô thực nghiệm cho thấy không đồng sản phẩm chiếu xạ làm thay đổi đường phân bố liều theo độ sâu so với quy luật phân bố liều sản phẩm chiếu xạ đồng Chương 3: Các đặc trưng hiệu ứng phát xạ hãm sau bia bị chiếu xạ chùm electron lượng 10 (MeV) từ máy gia tốc RF-LINAC xác định mô MCNP thực nghiệm đo liều electron bề mặt bia liều photon tâm bia liều kế B3000 Phổ xạ hãm sau bia bị chiếu chùm electron mơ MCNP khoảng cách góc khác để xác định hướng bay chùm xạ hãm Kết góc bay chùm xạ hãm sở để tính tốn, thiết kế che chắn xạ cho sở chiếu xạ sử dụng chùm electron từ máy gia tốc Hiệu suất chuyển đổi electronphoton sau vật liệu chiếu xạ phổ xạ hãm sử dụng để tính tốn xác suất tạo phản ứng (, n) chiếu xạ Chương 4: Mô MCNP máy gia tốc LWFA với phổ electron từ thực nghiệm hệ Petawatt laser Viện Kỹ thuật laser thuộc trường đại học Osaka Các đặc trưng chiếu xạ máy gia tốc LWFA mô MCNP gồm: phân bố liều theo độ sâu sản phẩm, đặc trưng xạ hãm sinh sau bia nhằm đánh giá khả sinh neutron chiếu xạ Các kết thu từ mô MCNP đặc trưng chiếu xạ máy gia tốc LWFA so sánh với chiếu xạ máy gia tốc RF-LINAC, để đánh giá khả ứng dụng máy gia tốc LWFA chiếu xạ Phần kết luận: Trình bày kết thu luận án từ mô MCNP thực nghiệm, điểm luận án hướng nghiên cứu PHƯƠNG PHÁP Mô MCNP: Xác định phân bố liều theo độ sâu sản phẩm đồng nhất, sản phẩm xếp theo cột theo lớp chiếu xạ chùm electron máy gia tốc RF-LINAC LWFA Phổ xạ hãm hiệu suất chuyển đổi electron-photon sau bia PP, Al, Fe Pb mô MCNP Mô hình sản phẩm chiếu xạ xếp theo cột lớp cho hình hình Hình 1: Mơ hình sản phẩm chiếu xạ xếp theo cột Hình 2: Mơ hình sản phẩm chiếu xạ xếp theo lớp Thực nghiệm đo liều: Đo phân bố liều theo độ sâu sản phẩm đồng nhất, sản phẩm xếp theo cột lớp; đo liều electron bề mặt liều photon tâm bia PP, Al, Fe Pb liều kế B3000 Thùng giả hàng xếp theo cột lớp làm từ polypropylene hình hình Hình 3: Thùng giả hàng xếp theo cột, liều kế phim cài đặt trục cột PP cách 1,0 (cm) Hình 4: Thùng giả hàng xếp theo lớp, liều kế đặt lớp PP Liều kế phim B3000 hãng GEX (Gamma – E-beam – X-ray), Mỹ, sử dụng để đo liều hấp thụ thông qua độ đen phim sau chiếu xạ Liều kế phim đo xạ gamma, electron, dải liều từ 0,5 đến 35 (kGy), sai số 5% Độ đen phim đo máy quang phổ GENESYS 20 hãng Thermo Scientific, Mỹ, bước sóng 512 (nm) KẾT QUẢ Phân bố liều theo chiều sâu sản phẩm chiếu xạ máy RFLINAC 1.1 Đường phân bố liều sản phẩm đồng Đường phân bố liều sản phẩm đồng đo liều kế phim B3000 mô MCNP, kết cho hình (a) (b) Hình 5: Đường phân bố liều theo độ sâu sản phẩm đồng chiếu xạ máy gia tốc RF-LINAC (a) chiếu mặt, (b) chiếu hai mặt Trong hình 5, đặc trưng chiếu xạ gồm bề dày tối ưu giới hạn mật độ mặt xác định cho chế độ chiếu xạ mặt hai mặt Với ropt1 bề dày vật liệu vị trí có liều liều bề mặt bề dày tối ưu cho chiếu xạ mặt, ropt2 bề dày vật liệu tối ưu cho chiếu xạ hai mặt Giới hạn mật độ mặt ADL (Area Density Limit) xác định theo mật độ khối cho chiếu xạ mặt: ADL1[g/cm2] =×ropt1 (1) chiếu xạ hai mặt: ADL2[g/cm2] = 2×ropt2 (2) Trong đó,  mật độ khối sản chiếu xạ 1.2 Đường phân bố liều sản phẩm xếp theo cột Đường phân bố liều sản phẩm theo lớp thu từ MNCP đo liều liều liều kế phim B3000 thùng giả hàng chiếu xạ máy gia tốc RF-LINAC, kết trình bày hình Hình 6: Đường phân bố liều sản phẩm xếp theo cột, đường kính , (a)  = 2,5 (cm), (b)  = 3,5 (cm) Bề dày tối ưu, ropt1, ropt2, nội suy từ đồ thị đường phân bố liều hình Mật độ tối ưu chiếu xạ mặt, ADL1, tính theo cơng thức (1), chiếu xạ hai mặt, ADL2, tính theo cơng thức (2) Kết nội suy tính tốn trình bày bảng Bảng 1: Bề dày tối ưu mật độ mặt giới hạn cho chiếu xạ sản phẩm xếp theo cột so với sản phẩm đồng Tham số Sản phẩm Sản phẩm xếp theo cột, đồng đường kính   = 2,5 (cm)  = 3,5 (cm) ropt1, (cm) 3,50  0,17 3,70  0,19 3,40  0,17 ADL1, (g/cm2) 3,30  0,17 3,50  0,17 3,20  0,16 ropt2, (cm) 4,40  0,22 5,10  0,25 4,60  0,23 ADL2, (g/cm2) 8,50  0,43 9,70  0,48 8,70  0,44 Bảng cho thấy ropt2, ADL2 tăng so với sản phẩm đồng Trường hợp bán kính cột sản phẩm  = 2,5 (cm), ropt2 = 5,1 (cm) ADL2 = 9,7 (g/cm2) so với ropt2 = 4,4 (cm) ADL2 = 8,5 (g/cm2) sản phẩm đồng Trong trường hợp bán kính cột sản phẩm  = 3,5 cm, ropt2 ADL2 tăng không nhiều so với sản phẩm PP đồng Do có đóng góp electron sau lọt qua khe hở cột vật liệu bị lệch hướng chiếu lên cạnh cột sản phẩm 1.3 Đường phân bố liều sản phẩm xếp theo lớp Đường phân bố liều theo chiều sâu sản phẩm thu từ đo liều kế phim B3000 mô MCNP sản phẩm xếp theo lớp với khoảng cách lớp khác cho hình Hình 7: Đường phân bố liều sản phẩm xếp theo lớp, dày 1,0 cm, khoảng cách lớp d, (a) d = 1,0 cm, (b) d = 2,0 cm, (c) d = 3,5 cm, (d) d = 5,0 cm  0,50 (MeV); Ep = 10,50  0,54 (MeV), đưa vào chương trình mơ MCNP để dựng lại phổ electron Kết trình bày hình với dịng electron (mA), qt cửa sổ chùm tia có kích thước (cm)  50 (cm) Hình 8: Phổ lượng electron máy gia tốc RF-LINAC vị sổ từ 0,1 đến 40 (cm) Kết thu hình cho thấy sau cửa sổ phát chùm electron lượng electron có phân bố Gauss với đỉnh 9,92 (MeV), với khoảng cách xa lượng phân tán vùng 9,92 (MeV) tương tác electron với mơi trường khơng khí 2.2 Phổ xạ hãm sau bia bị chiếu xạ chùm electron Chùm electron từ máy gia tốc RF-LINAC quét bia Al, phổ xạ hãm ghi nhận khoảng cách 10; 20; 30 (cm) tính từ bia góc 0; /12; /6; /4; /3; /2 so với hướng chùm electron phát Kết mô MCNP phổ xạ hãm sau bia Al biểu diễn hình 10 Hình 9: Phổ xạ hãm sau bia Al dày (cm) bị chiếu xạ chùm electron lượng 9,92  0,50 (MeV) Phổ xạ hãm góc khác so với hướng bay chùm electron từ máy gia tốc RF-LINAC cho hình 10 Hình 10: Phổ xạ hãm góc khác sau bia Al dày (cm) bị chiếu xạ chùm electron lượng 9,92  0,50 (MeV) 11 Trong hình 10, xạ hãm chùm electron lượng 9,92  0,50 (MeV) phát có cường độ cao theo hướng bay chùm electron tới (00) Tại góc /2 (vng góc với hướng chùm electron) cường độ xạ hãm 1% so với cường độ xạ hãm theo hướng song song với chùm tia Phổ xạ hãm sau bia PP, Al, Fe Pb có chiều dày 2,0 (cm) đặt cách đầu quét electron 10 (cm) thu mô MCNP hình 11 Hình 11: Phổ xạ hãm sau bia PP, Al, Fe Pb bị chiếu xạ chùm electron lượng 9,92  0,50 (MeV) Kết hình 11 cho thấy chùm photon tạo sau bia nhẹ (PP, Al) có cường độ lớn lượng thấp (0,1 (MeV)) sau giảm Trường hợp bia nặng (Fe, Pb) vùng lượng 0,2 (MeV), cường độ photon tăng đạt cực đại 0,2 (MeV) sau giảm dần 2.3 Phản ứng (, n) bia bị chiếu xạ chùm electron 12 Dựa phổ lượng photon (hình 11), cường độ photon có lượng Q-n đồng vị có vật liệu chiếu xạ xác định để đánh giá xác suất sinh neutron Tỷ lệ chùm photon có lượng lượng ngưỡng (-n) tạo phản ứng (, n) đồng vị có vật liệu chiếu xạ cho bảng Bảng 3: Tỷ lệ cường độ chùm photon (-n) có lượng Q-n xác định từ phổ lượng photon hình 11 Q-n, (MeV) Độ giàu đồng vị (%) -n (%) 14 10,55 99,66 0,00 16 15,66 99,76 0,00 12 C 18,74 98,90 0,00 27 Al 13,62 100,00 0,00 56 11,12 91,72 0,00 57 Đồng vị N O Fe 7,65 2,12 0,20 206 Fe 8,09 24,10 0,26 207 6,74 22,10 0,96 208 7,37 52,40 0,56 Pb Pb Pb 2.4 Hiệu suất chuyển đổi electron-photon Mơ MCNP tính tốn chiều dày bia: Hiệu suất chuyển đổi electron-photon sau bia bị chiếu xạ chùm electron 10 (MeV) từ máy gia tốc RF-LINAC xác định chương trình MCNP thơng qua tỷ số liều photon tâm bia liều electron bề mặt bia Bề dày bia chuyển đổi tính tốn để hấp thụ hồn toàn chùm electron tới cho chùm photon xuyên qua Khi đó, liều bề mặt bia liều electron, tâm bia liều photon Bề dày bia PP, Al, Fe Pb cho bảng 13 Bảng 4: Bề dày bia chuyển đổi electron - photon Mật độ khối Bề dày bia Mật độ mặt  (g/cm ) (cm) A (g/cm2) PP 0,95 14,0 13,3 Al 2,70 6,0 16,2 Fe 7,80 2,0 15,6 Pb 11,30 1,2 13,6 Bia Chuẩn bị bia: Hiệu suất chuyển đổi electron-photon đo bia: nhựa PP, Al, Fe Pb hình 12 Hình 12: Các bia chiếu xạ chùm electron lượng 9,92  0,50 (MeV) từ máy gia tốc RF-LINAC 14 Chiếu xạ bia: Bia PP, AL, Fe Pb chiếu xạ bia máy gia tốc RFLINAC (mã hiệu UELR-10-15S2) bố trí hình 13 Hình 13: Bố trí thí nghiệm chiếu xạ bia chuyển đổi máy gia tốc RF-LINAC (mã hiệu UELR-10-15S2) Kết mô MCNP đo đạc cho bảng Bảng 5: Kết mô MCNP đo liều kế phim B3000 hiệu suất chuyển đổi electron – photon (kconv) sau bia Bia Liều electron Liều photon (kGy) (kGy) Liều kế MCNP phim Liều kế MCNP phim kconv (%) Liều kế MCNP phim PP 270  339  1,8  0,4 3,1  0,5 0,67  0,03 0,91  0,02 Al 255  285  2,0  0,2 2,6  0,2 0,78  0,03 0,91  0,02 Fe 266  293  4,7  0,4 4,8 + 0,5 1,77  0,03 1,64  0,01 Pb 180  199  7,8  0,5 8,3 + 1,0 4,33  0,03 4,17  0,01 Hiệu suất chuyển đổi bia hỗn hợp: 15 Trong trường hợp cần chiếu xạ tia X, bia chuyển đổi sang tia X thiết kế làm nhiều lớp vật liệu khác để nâng cao hiệu suất chuyển đổi kiểm sốt nhiệt độ khơng làm bia bị nóng biến dạng Bia hỗn hợp ba lớp Ti-H2O-Pb mơ MCNP hình 14 Hình 14: Bia chuyển đổi tia X ba lớp Ti-H2O-Pb từ mô MCNP Năng lượng electron chiếu xạ lên bia mô 5,0; 7,5 10,0 (MeV), kết từ mô MCNP cho bảng Bảng 6: Hiệu suất chuyển đổi electron-photon (kconv) bia hỗn hợp Năng lượng Bia Bề dày Bề dày Bề dày electron, chuyển Ti, H2O, Pb, kconv (MeV) 10,0 đổi Ti-H2O-Pb (mm) (cm) (cm) (%) 0,02 0,5 0,3 13,54 7,5 Ti-H2O-Pb 0,02 0,5 0,3 7,12 5,0 Ti-H2O-Pb 0,02 0,5 0,3 5,57 So sánh đặc trưng chiếu xạ máy gia tốc LWFA RF-LINAC 3.1 Phổ lượng electron từ máy gia tốc LWFA 16 Phổ lượng electron từ máy gia tốc LWFA theo kết thực nghiệm Nakanii cộng hình 15 Hình 15: Phổ lượng electron từ máy gia tốc LWFA Phổ electron hình 15 đưa vào chương trình MCNP để mơ xác định phân bố liều theo chiều sâu sản phẩm chiếu xạ phổ xạ hãm sau bia PP, Al, Fe Pb chiếu xạ máy gia tốc LWFA 3.2 Đường phân bố liều chiếu xạ mặt Kết phân bố liều theo chiều sâu sản phẩm chiếu xạ máy gia tốc LWFA RF-LINAC cho trong hình 16 hình 17 Hình 16: Đường phân bố liều chiếu Hình 17: Đường phân bố liều xạ mặt LWFA chiếu xạ mặt RF-LINAC 17 Kết từ mô MCNP cho thấy sản phẩm chiếu xạ máy gia tốc LWFA có độ đồng liều (DUR) tốt so với chiếu xạ máy RF-LINAC Vị trí DNmax sản phẩm chiếu xạ máy LWFA cách bề mặt sản phẩm từ 1,5 đến 3,0 (cm), chiếu xạ máy gia tốc RF-LINAC vị trí DNmax từ 3,2 đến 6,5 (cm) 3.3 Đường phân bố liều chiếu xạ hai mặt Kết mô phân bố liều theo chiều sâu sản phẩm chiếu xạ hai mặt máy LWFA so với RF-LINAC cho hình 18 hình 19 Hình 18: Đường phân bố liều chiếu Hình 19: Đường phân bố liều xạ hai mặt LWFA chiếu xạ hai mặt RF-LINAC Thùng sản phẩm đồng chiếu xạ mặt máy gia tốc LWFA RF-LINAC có kích thước 50 (cm)  50 (cm)  20 (cm), mật độ khối khảo sát từ 0,4 (g/cm3) đến 1,0 (g/cm3) Các điểm tính liều mơ thùng sản phẩm, cách 1,0 (cm) dọc theo chiều sâu sản phẩm để xác định phân bố liều theo sản phẩm Các thông số chiếu xạ máy gia tốc LWFA RFLINAC gồm: chế độ chiếu xạ (một mặt hay hai mặt), mật độ mặt giới hạn chiếu xạ mặt hai mặt ADL1, ADL2 độ đồng liều DUR cho bảng 18 Bảng 7: So sánh đặc trưng chiếu sử dụng máy gia tốc LWFA máy gia tốc RF-LINAC Thông số chiếu xạ RF-LINAC LWFA 4,3  0,5 4,3  0,5 1,42  0,08 1,20  0,03 8,5  0,5 11,5  0,5 1,73  0,08 1,35  0,03 Chiếu xạ mặt:  Mật độ mặt giới hạn, ADL1 (g/cm2)  Độ đồng liều, DUR Chiếu xạ hai mặt:  Mật độ mặt giới hạn, ADL2 (g/cm2)  Độ đồng liều, DUR 3.4 Phổ xạ hãm sau bia PP, Al, Fe Pb chiếu xạ máy LWFA Phổ xạ hãm sau bia PP, Al, Fe Pb chiếu xạ chùm electron có phổ rộng (hình 15) từ máy gia tốc LWFA thu từ mô MCNP cho hình 20 Hình 20: Phổ xạ hãm tạo chùm electron có phổ lượng rộng từ 3,5 đến 30 (MeV) máy gia tốc LWFA 19 So với hiệu ứng xạ hãm máy gia tốc RF-LINAC, chùm photon sinh sau bia bị chiếu xạ máy LWFA có lượng từ đến 23 (MeV) Phổ lượng có photon miền lượng 10 (MeV) có khả tạo phản ứng (, n) vật liệu chiếu xạ 3.5 Phản ứng (, n) bia bị chiếu xạ máy gia tốc LWFA Tỷ lệ cường độ chùm photon có lượng lượng ngưỡng (-n) phản ứng (, n) đồng vị có vật liệu bị chiếu xạ máy gia tốc LWFA so với chiếu xạ máy gia tốc RF-LINAC cho bảng Bảng 8: Giá trị Q-n -n vật liệu chiếu xạ máy gia tốc LWFA máy gia tốc RF-LINAC thu từ MCNP Đồng vị Q-n, Độ giàu đồng -n (%) (MeV) vị (%) RF-LINAC LWFA 12 C 18,74 88,90 0,0 0,04 27 Al 13,62 100,0 0,0 0,97 56 11,12 91,72 0,0 1,82 57 Fe 7,65 2,12 0,04 0,11 206 Fe 8,09 24,10 0,26 1,82 207 6,74 22,10 0,96 2,49 208 7,37 52,40 0,56 4,59 Pb Pb Pb Trong bảng 8, chùm photon sinh sau bia chiếu xạ máy gia tốc RF-LINAC có -n < 1% Trong trường hợp bia chiếu xạ máy gia tốc LWFA, -n thấp bia 12C (0,04 %) cao bia 208Pb (4,59 %) Do đó, sử dụng máy gia tốc LWFA xử lý xạ không để vật liệu nặng (Pb) bị chiếu xạ trực tiếp chùm electron nhằm hạn chế khả sinh neutron vật liệu chiếu xạ 20 KẾT LUẬN Các kết thu luận án Mục đích luận án nghiên cứu phân bố liều theo độ sâu sản phẩm chiếu xạ hiệu ứng phát xạ hãm vật liệu chiếu xạ máy gia tốc RF-LINAC LWFA thực nghiệm mô MCNP Các kết đạt luận án gồm: (1) Đường phân bố liều theo chiều sâu sản phẩm thu từ mô MCNP đo liều kế phim B3000 sản phẩm đồng không đồng chiếu xạ máy gia tốc RF-LINAC Kết cho thấy bề dày tối ưu mật độ mặt giới hạn tăng sản phẩm xếp thành cột giảm sản phẩm xếp theo lớp (2) Phổ xạ hãm hiệu suất chuyển đổi electron-photon (kconv) sau bia PP, Al, Fe Pb bị chiếu xạ máy gia tốc RF-LINAC xác định MCNP đo liều kế phim B3000 trước sau bia Kết cho thấy kconv sau bia Pb cao (4,33 %) thấp sau bia PP (0,67 %) Ngoài ra, để tăng kconv ứng dụng chiếu xạ tia X, kconv xác định bia hỗn hợp Ti-H2O-Pb với lượng electron 5,0; 7,5 10,0 (MeV) (3) Chùm electron từ máy gia tốc LWFA có phổ rộng đưa vào MCNP để xác định phân bố liều theo chiều sâu sản phẩm chiếu xạ Kết mô so sánh với trường hợp chiếu xạ máy gia tốc RF-LINAC, cho thấy chiếu xạ hai mặt máy LWFA mật độ mặt giới hạn 11,5 (g/cm2) so với 8,5 (g/cm2) trường hợp chiếu xạ máy RF-LINAC (4) Phổ xạ hãm sau bia PP, Al, Fe Pb bị chiếu xạ máy gia tốc LWFA mô MCNP Kết thu từ mô với bia 208Pb cho thấy tỷ lệ chùm photon có lượng 21 lượng ngưỡng tạo phản ứng (, n), -n = 4,59 % so với -n = 0,56 % chiếu xạ máy RF-LINAC Điểm luận án  Xác định ảnh hưởng môi trường chiếu xạ không đồng lên đường phân bố liều theo chiều sâu sản phẩm chiếu xạ chùm electron lượng 9,92  0,50 (MeV) [CTTG 1]  Xác định hiệu suất chuyển đổi electron-photon, kconv, tỷ lệ chùm photon có lượng lượng ngưỡng tạo phản ứng (, n), -n, sau bia bị chiếu xạ chùm electron lượng 9,92  0,50 (MeV) mô MCNP đo liều liều kế phim B3000 [CTTG 2]  Xác định hiệu suất chuyển đổi tối ưu bia hỗn hợp Ti-H2O-Pb mô MCNP cho mức lượng electron 5,0; 7,5 10,0 (MeV) [CTTG 3]  Xác đinh ảnh hưởng phổ electron từ máy gia tốc LWFA lên đường phân bố liều theo chiều sâu sản phẩm chiếu xạ [CTTG 4] Kiến nghị hướng nghiên cứu Để tiến hành sâu rộng lĩnh vực chiếu xạ thực phẩm, dụng cụ y tế, biến tính vật liệu, đổi màu đá bán quý , chùm electron từ máy gia tốc, vấn đề cần nghiên cứu tiếp theo:  Sử dụng hệ phổ kế gamma để đo phổ xạ hãm sau bia chiếu máy gia tốc RF-LINAC  Đo phân bố liều sản phẩm chiếu xạ xếp theo cột với đường kính khác để rút quy luật phân bố liều xác  Xác định hiệu suất chuyển đổi electron-photon đánh giá xác suất sinh neutron bia hỗn hợp bị chiếu xạ máy gia tốc LWFA nhằm ứng dụng máy gia tốc LWFA chiếu xạ có sử dụng bia chuyển đổi sang tia X 22 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ Các cơng trình cơng bố [CTTG 1] Nguyen Anh Tuan, Chau Van Tao, Chary Rangacharyulu, The depth-dose curve depends on the inhomogeneity of the material irradiated by electron beam, Radiation Physics and Chemistry, Volume 163, October 2019, pp 22-25 https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2019.05.001 [CTTG 2] Nguyen Anh Tuan, Chau Van Tao, Chary Rangacharyulu, Bremsstrahlung conversion efficiency and gamma – neutron generation from polypropylene, aluminum, iron, and lead bombarded by 10 MeV electrons, Nuclear Technology and Radiation Protection, 2020, Vol 35, No pp 36-41 https://doi.org/10.2298/NTRP2001036T [CTTG 3] Nguyễn Anh Tuấn, Châu Văn Tạo, Đánh giá hiệu suất bia chuyển đổi electron-tia X sử dụng xử lý xạ, Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 2020, 4(4), pp.737-743 [CTTG 4] Nguyen Anh Tuan, Chau Van Tao, Chary Rangacharyulu, Depth-dose distribution dependence on the energy profile of linear and laser wakefield accelerator electron beams, 12th International Particle Accelerator Conference, JACoW Proceedings, 2021, TUPAB416, pp 2502-2505 https://doi.org/10.18429/JACoW-IPAC2021-TUPAB416 Báo cáo Hội nghị [CTTG 5] Nguyễn Anh Tuấn, Châu Văn Tạo, Chary Rangacharyulu, Phổ positron tạo chùm electron bắn lên bia mỏng Tantan nhúng plasma, Hội nghị Khoa học Cơng nghệ Hạt nhân tồn quốc lần thứ 11, Đà Nẵng, 2015 23 [CTTG 6] Nguyễn Anh Tuấn, Châu Văn Tạo, Chary Rangacharyulu, Điện trường gia tốc positron plasma tạo chùm electron, Hội nghị Khoa học Cơng nghệ Hạt nhân tồn quốc lần thứ 11, Đà Nẵng, 2015 [CTTG 7] Nguyễn Anh Tuấn, Châu Văn Tạo, Chary Rangacharyulu, Trạng thái Blow-out trường plasma tạo chùm electron lượng thấp, Hội nghị Khoa học Công nghệ Hạt nhân cán trẻ lần thứ 3, Hà Nội, 2016 [CTTG 8] Nguyễn Anh Tuấn, Châu Văn Tạo, Chary Rangacharyulu, Sử dụng thuật toán PIC xác định điện trường Wakefield tạo chùm electron dạng hàm bi-Gaussian plasma, Hội nghị Khoa học trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên lần thứ 10, Tp Hồ Chí Minh, 2016 [CTTG 9] Nguyễn Anh Tuấn, Trần Văn Hùng, Cao Văn Chung, Nguyễn Thành Được, Nghiên cứu phân bố liều sản phẩm có mật độ khơng đồng chiếu xạ máy gia tốc chùm tia điện tử 10 MeV UELR-10-15S2, Đề tài Khoa học Công nghệ cấp sở, 2016 [CTTG 10] Nguyễn Anh Tuấn, Châu Văn Tạo, Chary Rangacharyulu, Nghiên cứu mối tương quan trường gia tốc plasma gia tốc thẳng cộng hưởng sóng cao tần, Hội nghị Khoa học Cơng nghệ Hạt nhân toàn quốc lần thứ 12, Nha Trang, 2017 [CTTG 11] Nguyễn Anh Tuấn, Châu Văn Tạo, Chary Rangacharyulu, Tối ưu hóa bia chuyển đổi tia X sử dụng chiếu xạ, Hội nghị Khoa học trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên lần thứ 11, Tp Hồ Chí Minh, 2018 24 ... bố liều theo độ sâu sản phẩm chiếu xạ hiệu ứng phát xạ hãm vật liệu chiếu xạ máy gia tốc RF-LINAC LWFA thực nghiệm mô MCNP Các kết đạt luận án gồm: (1) Đường phân bố liều theo chiều sâu sản phẩm. .. chiếu xạ mặt RF-LINAC 17 Kết từ mô MCNP cho thấy sản phẩm chiếu xạ máy gia tốc LWFA có độ đồng liều (DUR) tốt so với chiếu xạ máy RF-LINAC Vị trí DNmax sản phẩm chiếu xạ máy LWFA cách bề mặt sản phẩm. .. trưng phát xạ hãm sau bia PP, Al, Fe Pb bị chiếu xạ máy gia tốc LWFA xác định MCNP nhằm đánh giá khả sinh neutron chiếu xạ Các kết phân bố liều theo độ sâu sản phẩm chiếu xạ hiệu ứng phát xạ hãm