An analytical calculation model of the full energy peak efficiency for cylindrical detectors used in assays of radioactive waste drums

Untitled TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ T2 2016 Trang 71 Một mô hình tính toán giải tích để tính hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phần cho đầu dò dạng trụ sử dụng trong phân tích thùng thải p[.]

TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 19, SỐ T2- 2016 Một mơ hình tính tốn giải tích để tính hiệu suất đỉnh lượng tồn phần cho đầu dị dạng trụ sử dụng phân tích thùng thải phóng xạ      Huỳnh Đình Chương Lưu Tiểu Dân Võ Hoàng Nguyên Trần Thiện Thanh Châu Văn Tạo Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM (Bài nhận ngày 25 tháng 09 năm 2015, nhận đăng ngày 14 tháng 04 năm 2016) TĨM TẮT thùng thải có matrix cao su Trong báo này, chúng tơi trình bày bê tơng sử dụng đầu dị nhấp nháy NaI(Tl) Độ mơ hình tính tốn giải tích xây dựng dựa sai biệt hiệu suất mô MCNP5 hiệu phương pháp chuyển hiệu suất để tính hiệu suất tính tốn chương trình nhỏ 11 suất đỉnh lượng tồn phần cho phép đo % Điều cho thấy, mô hình tính tốn nguồn phóng xạ dạng điểm bên thùng thải xây dựng đáng tin cậy áp dụng để đầu dị dạng trụ khơng có ống chuẩn trực tính hiệu suất đỉnh lượng tồn phần cho Đồng thời, chương trình tính tốn phát phép đo thùng thải Bên cạnh đó, thời gian tính triển ngơn ngữ Mathematica để ứng dụng tốn chương trình nhanh nhiều so mơ hình Mơ hình tính tốn đánh giá với mơ chương trình MCNP5 cách so sánh với kết mô MCNP5, phép đo nguồn điểm bên Từ khóa: Hiệu suất đỉnh lượng tồn phần, MCNP5, thùng thải phóng xạ MỞ ĐẦU Công việc xử lý chất thải từ hoạt động nhà máy điện hạt nhân thách thức lớn chúng chứa đồng vị phóng xạ có hoạt độ khác chu kỳ bán rã lên đến hàng triệu năm Do đó, nhằm đảm bảo quy định an tồn phóng xạ, chất thải phóng xạ khơng thể đưa trực tiếp môi trường mà cần phải chứa đựng thùng đóng kín tn theo quy trình quản lý nghiệm ngặt Quy trình quản lý chất thải phóng xạ yêu cầu thành phần đồng vị phóng xạ hoạt độ chúng phải xác định để phân loại cho phù hợp với quy tắc quốc gia trước vận chuyển, lưu trữ trung gian, loại bỏ cuối Để xác định hoạt độ nguồn phóng xạ, thơng số quan trọng cần phải biết hiệu suất đỉnh lượng toàn phần (gọi tắt hiệu suất đỉnh) đầu dị hình học đo Tuy nhiên, cơng việc xác định hiệu suất thực nghiệm đòi hỏi phải chuẩn bị mẫu chuẩn giống với mẫu phân tích hình học matrix Điều ln u cầu khó thực phịng thí nghiệm giới Sự phát triển phương pháp tính tốn bán Trang 71 Science & Technology Development, Vol 19, No.T2-2016 thực nghiệm mô Monte Carlo trở thành công cụ hiệu để giải vấn đề nói Trong đó, phương pháp mơ Monte Carlo mà cụ thể phần mềm GESPECOR sử dụng để tính tốn hiệu suất đỉnh cho hệ đo thùng thải phóng xạ, kết cho thấy giá trị tính tốn từ cấu hình mơ phù hợp với thực nghiệm [5] Chương trình GEANT 3.21 sử dụng để mô hàm đáp ứng hệ phổ kế gamma ISOCART (ORTEC) phân tích thùng thải phóng xạ [1] Qua đó, hiệu suất đỉnh hiệu suất tổng cho mức lượng từ 50-2000 keV đánh giá Một nghiên cứu trước kết tính tốn hiệu suất đỉnh mơ Monte Carlo sử dụng chương trình PENELOPE áp dụng để tính hoạt độ nguồn phóng xạ cho hai matrix khơng khí cát với độ sai biệt 10 % [6] Một mơ hình tính tốn bán thực nghiệm phát triển dựa khái niệm đầu dò dạng điểm hệ số suy giảm đưa để tính tốn hiệu suất đỉnh đầu dị HPGe hệ đo thùng thải phóng xạ [4] Hiệu suất đỉnh cho mẫu thể tích tính cách lấy tích phân hiệu suất nguồn điểm chân không, với hiệu chỉnh hệ số suy giảm hàm phân bố hoạt độ toàn thể tích mẫu Kết ban đầu cho thấy độ sai biệt hiệu suất thực nghiệm tính tốn mơ hình nhỏ 10 % khoảng lượng 122-1408 keV Một phương pháp số phát triển để tính hoạt độ đồng vị phóng xạ bên thùng thải có matrix đồng [2] Với matrix có mật độ khoảng 0,5–2,3 g/cm3 độ lệch trung bình hoạt độ tính tốn hoạt độ thực 2,1 % 4,0 % cho nguồn 137Cs 60 Co Kết cho thấy cải thiện đáng kể so với phương pháp phân tích thơng thường có độ sai lệch 14,8 % 23,3 % Trang 72 Trong báo này, mơ hình tính tốn giải tích xây dựng dựa phương pháp chuyển hiệu suất (Moens cộng [3]) để tính hiệu suất đỉnh cho phép đo nguồn phóng xạ dạng điểm bên thùng thải đầu dị dạng trụ khơng có ống chuẩn trực Đồng thời, chương trình tính tốn phát triển ngôn ngữ Mathematica để ứng dụng mô hình Mơ hình tính tốn đánh giá cách so sánh với kết mô MCNP5, phép đo nguồn điểm bên thùng thải có matrix cao su bê tơng sử dụng đầu dị nhấp nháy NaI(Tl) kích thước inch x inch Độ sai biệt hiệu suất mơ MCNP5 hiệu suất tính tốn chương trình nhỏ 11 % Điều cho thấy, chương trình tính tốn chúng tơi phát triển đáng tin cậy áp dụng để tính hiệu suất đỉnh cho phép đo thùng thải Bên cạnh đó, thời gian tính tốn chương trình nhanh nhiều so với mơ chương trình MCNP5 PHƯƠNG PHÁP Cơ sở lý thuyết Phương pháp chuyển hiệu suất Moens cộng đưa năm 1981 [3] để tính tốn hiệu suất đỉnh bán thực nghiệm Xét cấu hình đo khác nhau, có: Hiệu suất đỉnh cấu hình (cấu hình tham khảo) là: (1) P (1) ε(1) P  E  = εT  E    T (1) Hiệu suất đỉnh cấu hình (cấu hình đo) là: (2) P (2) ε(2) P  E  = εT  E    T (2) (1) P Với: ,   hiệu T suất đỉnh, hiệu suất tổng tỉ số đỉnh/tổng ε (1) P ε (1) T TAÏP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 19, SỐ T2- 2016 (2) P (2) cấu hình tham khảo, ε (2)   lần P , εT T lượt hiệu suất đỉnh, hiệu suất tổng tỉ số đỉnh/tổng cấu hình cần đo Lưu ý rằng, hiệu suất tổng tỉ số đỉnh/tổng tính với photon phát từ nguồn đến ghi nhận đầu dị khơng tính đến trường hợp tán xạ lên vật liệu xung quanh Theo giả thuyết Moens [3] đưa ra, tỉ số P  đỉnh/tổng xem số  = const  T  hình học đo khác Khi ta có: (1) ε (2) P E  = εP  E  ε (2) T E ε (1) T E (3) Cấu hình tham khảo cấu hình đo thiết lập điều kiện phịng thí nghiệm Như vậy, hiệu suất đỉnh cấu hình tham khảo dễ dàng xác định thực nghiệm Từ đó, chuyển từ tốn tính hiệu suất đỉnh thành tốn đơn giản tính hiệu suất tổng Xét phép đo với hình học mơ tả Hình 1, gốc tọa độ đặt điểm O vị trí trung tâm bề mặt trước tinh thể đầu dò, trục Oz nằm trục đối xứng tinh thể đầu dị Tinh thể đầu dị có dạng hình trụ với chiều dài L (cm) bán kính R (cm), phía trước tinh thể có ba lớp che chắn khác với bề dày a1, a2, a3 (cm) Thùng thải có dạng hình trụ với bán kính RT (cm) bề dày lớp vỏ thùng dT (cm), thùng thải đặt vng góc với trục đối xứng đầu dò Một nguồn điểm đơn đặt vị trí S(rS, φS, zS) bên thùng thải B(r, φ, 0) điểm bề mặt tinh thể đầu dò Xét diện tích vi phân dS bề mặt tinh thể bao quanh điểm B Nguồn phóng xạ nhìn diện tích dS với góc khối d  Gọi N0 số xạ gamma phát từ nguồn S, số xạ gamma đến phần diện tích vi N phân dS là: dn = dΩ số xạ 4π gamma xảy tương tác với tinh thể đầu dò ứng với vùng diện tích dS là: N0 dΩ.f att f abs 4π dN = (4) Trong đó: f att = e  i i hệ số suy giảm qua lớp vật liệu bên tinh thể, μ  - fabs = (1-e-μ. ) xác suất để xạ gamma tương tác với tinh thể quãng đường  bên tinh thể, μi μ (đơn vị cm-1) hệ số suy giảm tuyến tính (khơng tính đến tương tác Rayleigh) tương ứng với vật liệu che chắn thứ i tinh thể,  i  (đơn vị cm) quãng đường di chuyển xạ gamma lớp vật liệu che chắn thứ i tinh thể Số xạ gamma xảy tương tác với tinh thể đầu dị tồn diện tích S là:  N = dN = S  4π e  N0 - μ i  i (1-e-μ. ).dΩ (5) Ω Với Ω góc khối mà nguồn nhìn tồn diện tích S bề mặt tinh thể Ở đây, tiến hành lấy tích phân bề mặt trước tinh thể đầu dị theo bố trí phép đo dọc mặt bên đầu dò che chắn lớp chì dày cm Điều làm hạn chế tia phóng xạ đến mặt bên đầu dị Khi đó, giá trị hiệu suất tổng tính tốn cơng thức (6) εT = N - μ  = e  i i (1-e-μ. ).dΩ N0 4π  (6) Ω Như vậy, để tính hiệu suất tổng, cần phải xác định độ dài quãng đường di chuyển qua lớp vật liệu che chắn  i bên tinh thể  ; hệ số suy giảm tuyến tính lớp vật liệu che chắn μi tinh thể μ; góc khối Ω Trang 73 Science & Technology Development, Vol 19, No.T2-2016 Hình Mặt cắt ngang mơ hình thùng thải đầu dị dùng tính tốn   BC    O ' C  R  NC Có phương trình sau:  R   z S  d  1  a1 2  a2 3  zS zS a3 zS (7) r dr  r  rS  2rrS cos     S   z S  2 function) thỏa mãn điều kiện sau: r  rS  z S  rS r cos    S  (8) r  rS  z S  2rS r cos     S  (9) Với   O ' C  R  hàm bước (Unit step 2 2 2 2 L BC  (10)  a  a  a        tQ  r  rS2  zS2  rS r.cos    S  z   S (11)   tQ  t K r  rS  z S  2rS r cos     S  (12)   t K r  rS2  zS2  2rS r.cos    S  (13) Trang 74 L 2 r  rS  z S  rS r cos     S  2 rS (16) (17) L  L L   z   r 1  z   r.rS cos    S   z  S   S S   L  1  z   S  2 O 'C  (15)  t N r  rS  zS  2rS r.cos    S  NC   zS 0, O ' C  R   1, O ' C  R   O ' C  R zS r  rS  z S  2rS r.cos    S  (14) 2 (18) tQ , tK , tN nghiệm phương trình giao điểm đường thẳng SB mặt trụ tương ứng (như mơ tả Hình 1) TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 19, SỐ T2- 2016 Thế công thức (7) đến (18) vào (6) thu phương trình tích phân, qua giải phương pháp tích phân số để tính hiệu suất tổng Khi đó, hiệu suất đỉnh cấu hình đo tính theo phương trình (3) Chương trình tính tốn Mathematica Dựa vào mơ hình tính tốn trình bày trên, chúng tơi phát triển chương trình ngơn ngữ Mathematica để tính hiệu suất đỉnh cho phép đo nguồn điểm bên thùng thải Hình thể giải thuật tính tốn chương trình Mathematica xây dựng Hệ số suy giảm tuyến tính xác định thực nghiệm hệ đo thùng thải phóng xạ phương pháp đo gamma truyền qua phương pháp tính toán sử dụng sở liệu XCOM NIST [7] biết thành phần vật liệu Hình Lưu đồ chương trình tính tốn hiệu suất đỉnh lượng tồn phần Mơ MCNP5 Chương trình MCNP phiên sử dụng để mơ q trình vận chuyển xạ photon bên mô hình xây dựng giống với hình học đo Loại đầu dò nhấp nháy 802 NaI(Tl) hãng Canberra sử dụng phép đo Các thơng số hình học vật liệu đầu dò nhà sản xuất cung cấp sử Trang 75 Science & Technology Development, Vol 19, No.T2-2016 dụng để mơ Trong đó: tinh thể NaI(Tl) có đường kính 7,62 cm chiều dài 7,62 cm; mặt phía trước tinh thể từ ngồi vào gồm lớp nhôm dày 0,05 cm, tiếp đến lớp silicon dày 0,11 cm lớp phản xạ nhôm oxide 0,16 cm; mặt bên cạnh tinh thể từ ngồi vào gồm lớp nhơm 0,05 cm lớp phản xạ nhôm oxide 0,16 cm; mặt phía sau tinh thể cửa sổ kính dẫn sáng 0,3 cm ống nhân quang điện cho hoàn tồn nhơm dày cm Dọc xung quanh mặt bên đầu dò che chắn lớp chì dày cm, chiều cao 15,5 cm Chúng tơi sử dụng tally F8 [8] để thu phân bố độ cao xung photon tương tác với đầu dò Bên cạnh thẻ FT8 GEB sử dụng để tạo giãn nở Gauss cho phổ mô phỏng, với phương trình chuẩn FWHM theo lượng sau: FWHM(MeV)  0.009501  0.071939 E  0, 045034E (MeV) (19) Các hệ số phương trình (19) xác định cách làm khớp liệu FWHM theo lượng thu đo nguồn chuẩn 137 Cs, 60Co, 54Mn, 22Na, 133Ba 154Eu khoảng cách 25 cm từ bề mặt đầu dò Trong q trình mơ để đảm bảo tính thống kê tốt kết số hạt mơ phép đo 3x109 hạt MCNP5 cần phải kiểm tra để đánh giá độ tin cậy Để thực công việc này, tiến hành đo thực nghiệm với nguồn chuẩn dạng điểm 137Cs, 60Co, 54Mn, 22Na, 133Ba 154Eu (hoạt độ xấp xỉ µCi, sản xuất hãng Eckert & Ziegler) sử dụng đầu dò nhấp nháy 802 NaI(Tl), khoảng cách 25 cm từ bề mặt đầu dị Đồng thời, cấu hình mô MCNP5 xây dựng giống với thực nghiệm Khi đó, hàm đáp ứng thực nghiệm mô so sánh với để đánh giá độ tin cậy cấu hình mơ Hình biểu diễn so sánh phổ thực nghiệm phổ mô phép đo nguồn 137 Cs, qua cho thấy phù hợp tốt vùng đỉnh lượng toàn phần tán xạ Compton Bảng trình bày kết tính hiệu suất đỉnh mô MCNP5 với độ sai biệt 5,42 % so với kết thực nghiệm, cho mức lượng từ 80 – 1400 keV Điều chứng minh tin cậy việc sử dụng mơ hình MCNP5 để tính tốn hiệu suất đỉnh lượng tồn phần hệ đo thùng thải phóng xạ thay cho trình thực nghiệm KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Đánh giá độ tin cậy mô MCNP5 Trong báo này, sử dụng kết mô MCNP5 để so sánh với kết tính tốn chương trình Mathematica xây dựng, với hình học phép đo thùng thải phóng xạ Tuy nhiên, trước tiên kết mơ Trang 76 Hình Phổ thực nghiệm mô 137Cs khoảng cách 25 cm TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 19, SỐ T2- 2016 Bảng Giá trị hiệu suất đỉnh theo lượng ghi nhận từ thực nghiệm mô khoảng cách 25 cm Năng lượng (keV) 81,30 123,07 247,93 511,00 591,76 661,67 723,30 834,80 1173,00 1274,43 1332,49 Hiệu suất thực nghiệm 0,005232 0,004147 0,004019 0,002842 0,002683 0,002040 0,001567 0,001640 0,001195 0,001201 0,001124 Đánh giá kết tính hiệu suất đỉnh chương trình Mathematica xây dựng Chúng tơi tiến hành tính tốn hiệu suất đỉnh chương trình Mathematica MCNP5 với phép đo sau: thùng thải có dạng hình trụ với chiều cao 85 cm, đường kính 57,3 cm, lớp vỏ thùng thép dày 0,1 cm bên thùng có chứa chất độn đồng nhất; thùng đặt vng góc với trục đối xứng đầu dò tức trục Oz hệ trục tọa độ, trục đối xứng thùng song song với trục Oy, khoảng cách từ tâm thùng đến bề mặt tinh thể đầu dị 100 cm; mơi trường thùng thải đầu dị khơng khí Đối với cấu hình tham khảo, nguồn phóng xạ dạng điểm đặt vị trí trung đoạn trục đối xứng thùng thải với chất độn bên Hiệu suất MCNP5 0,005455 0,004139 0,003801 0,002860 0,002667 0,001981 0,001603 0,001562 0,001202 0,001203 0,001120 Độ sai biệt (%) -4,26 0,21 5,42 -0,62 0,60 2,92 -2,27 4,77 -0,59 -0,19 0,39 thùng thải khơng khí Đối với cấu hình đo, nguồn phóng xạ dạng điểm đặt vị trí khác bên thùng thải với chất độn đồng Để đánh giá ảnh hưởng chất độn bên thùng thải đến giá trị hiệu suất đỉnh ghi nhận được, khảo sát trường hợp: chất độn có mật độ thấp (cao su - 0,92 g/cm3) chất độn có mật độ cao (bê tơng - 2,3 g/cm3) Hiệu suất đỉnh tính tốn hai mức lượng 662 keV 1332 keV Kết tính tốn hiệu suất đỉnh chương trình Mathematica MCNP5 trình bày Bảng lượng 662 keV, Bảng lượng 1332 keV Trang 77 Science & Technology Development, Vol 19, No.T2-2016 Bảng So sánh hiệu suất tính tốn MCNP5 lượng 662 keV với chất độn cao su bê tơng Vị trí nguồn phóng xạ (Ox, Oy, Oz) (cm) (5, 0, 100) (10, 0, 100) (15, 0, 100) (20, 0, 100) (25, 0, 100) (28, 0, 100) (0, 5, 100) (0, 10, 100) (0, 15, 100) (0, 20, 100) (0, 25, 100) (0, 30, 100) (0, 0, 95) (0, 0, 90) (0, 0, 85) (0, 0, 80) (0, 0, 75) (0, 0, 72) (0, 0, 100) Hiệu suất MCNP5 1,66E-05 1,76E-05 1,89E-05 2,10E-05 2,62E-05 3,36E-05 1,63E-05 1,61E-05 1,57E-05 1,50E-05 1,41E-05 1,32E-05 2,69E-05 4,45E-05 7,38E-05 1,23E-04 2,07E-04 2,84E-04 1,64E-05 Chất độn cao su Hiệu suất tính tốn 1,65E-05 1,69E-05 1,77E-05 1,96E-05 2,40E-05 3,06E-05 1,63E-05 1,57E-05 1,49E-05 1,40E-05 1,30E-05 1,19E-05 2,69E-05 4,45E-05 7,38E-05 1,23E-04 2,08E-04 2,85E-04 1,64E-05 Độ sai biệt (%) -0,09 -4,35 -6,56 -6,93 -8,18 -8,86 0,02 -2,72 -4,97 -6,85 -7,99 -9,90 0,15 -0,10 -0,04 0,20 0,25 0,33 0,18 Hiệu suất MCNP5 1,06E-06 1,17E-06 1,35E-06 1,62E-06 2,84E-06 6,24E-06 1,02E-06 8,82E-07 8,88E-07 8,42E-07 6,57E-07 6,40E-07 2,68E-06 7,13E-06 1,95E-05 5,25E-05 1,44E-04 2,65E-04 9,66E-07 Chất độn bê tơng Hiệu suất Độ sai tính toán biệt (%) 9,94E-07 -6,53 1,08E-06 -7,88 1,27E-06 -5,88 1,71E-06 5,65 3,02E-06 6,18 5,92E-06 -5,17 9,55E-07 -6,35 9,11E-07 3,30 8,51E-07 -4,12 7,80E-07 -7,46 7,01E-07 6,75 6,20E-07 -3,18 2,61E-06 -2,74 7,06E-06 -0,95 1,93E-05 -1,07 5,28E-05 0,64 1,46E-04 1,76 2,70E-04 1,89 9,66E-07 0,00 Bảng So sánh hiệu suất tính tốn MCNP5 lượng 1332 keV với chất độn cao su bê tơng Vị trí nguồn phóng xạ (Ox, Oy, Oz) (cm) (5, 0, 100) (10, 0, 100) (15, 0, 100) (20, 0, 100) (25, 0, 100) (28, 0, 100) (0, 5, 100) (0, 10, 100) (0, 15, 100) (0, 20, 100) (0, 25, 100) (0, 30, 100) (0, 0, 95) (0, 0, 90) (0, 0, 85) (0, 0, 80) (0, 0, 75) (0, 0, 72) (0, 0, 100) Trang 78 Hiệu suất MCNP5 1,85E-05 1,92E-05 2,01E-05 2,18E-05 2,52E-05 3,00E-05 1,83E-05 1,80E-05 1,77E-05 1,70E-05 1,61E-05 1,52E-05 2,70E-05 3,98E-05 5,90E-05 8,78E-05 1,32E-04 1,68E-04 1,83E-05 Chất độn cao su Hiệu suất Độ sai biệt tính tốn (%) 1,84E-05 -0,56 1,84E-05 -3,87 1,89E-05 -6,17 2,00E-05 -8,30 2,28E-05 -9,78 2,68E-05 -10,64 1,82E-05 -0,74 1,75E-05 -2,48 1,67E-05 -5,77 1,57E-05 -7,47 1,46E-05 -9,24 1,35E-05 -11,18 2,68E-05 -0,63 3,95E-05 -0,71 5,86E-05 -0,68 8,74E-05 -0,54 1,32E-04 -0,25 1,68E-04 -0,11 1,83E-05 -0,27 Hiệu suất MCNP5 2,28E-06 2,69E-06 3,02E-06 3,77E-06 5,60E-06 8,76E-06 2,44E-06 2,38E-06 2,27E-06 2,15E-06 1,95E-06 1,73E-06 4,96E-06 1,06E-05 2,22E-05 4,72E-05 1,01E-04 1,59E-04 2,40E-06 Chất độn bê tông Hiệu suất Độ sai biệt tính tốn (%) 2,44E-06 6,98 2,56E-06 -5,02 2,84E-06 -5,90 3,47E-06 -8,03 5,12E-06 -8,62 8,19E-06 -6,42 2,37E-06 -2,77 2,27E-06 -4,50 2,14E-06 -5,74 1,98E-06 -8,08 1,80E-06 -7,69 1,62E-06 -6,34 5,01E-06 0,86 1,05E-05 -0,97 2,22E-05 -0,15 4,72E-05 0,13 1,01E-04 0,57 1,60E-04 0,79 2,40E-06 0,00 TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 19, SỐ T2- 2016 Các kết đạt cho thấy, độ sai biệt hiệu suất tính tốn chương trình Mathematica mơ MCNP5 nhỏ 11 % vị trí nguồn bên thùng thải Trong trường hợp nguồn nằm trục đối xứng đầu dị (trục Oz) độ sai biệt % Tuy nhiên, trường hợp nguồn không nằm trục đối xứng đầu dị độ sai biệt tăng lên theo khoảng cách lệch trục KẾT LUẬN Trong báo này, chúng tơi trình bày kết minh chứng cho phù hợp tốt hàm đáp ứng mô chương trình MCNP5 thực nghiệm phép đo nguồn điểm vị trí cách bề mặt đầu dò 25 cm Điều cho thấy, MCNP5 cơng cụ đáng tin cậy sử dụng để thay cho thực nghiệm việc chuẩn hiệu suất đầu dị Tuy nhiên, việc mơ Monte Carlo chương trình MCNP5 (hoặc chương trình khác) có hạn chế thời gian tính tốn dài Chúng tơi trình bày mơ hình tính tốn giải tích cho phép tính hiệu suất đỉnh lượng tồn phần phép đo nguồn điểm bên thùng thải phóng xạ đầu dị dạng trụ khơng có ống chuẩn trực Đồng thời, chương trình tính tốn phát triển ngôn ngữ Mathematica để ứng dụng mô hình Mơ hình tính tốn đánh giá cách so sánh với kết mô MCNP5, phép đo nguồn điểm bên thùng thải có matrix cao su bê tơng Độ sai biệt hiệu suất mô MCNP5 hiệu suất tính tốn chương trình nhỏ 11 % Điều cho thấy, mơ hình tính tốn xây dựng đáng tin cậy áp dụng để tính hiệu suất đỉnh lượng tồn phần cho phép đo thùng thải Bên cạnh đó, thời gian tính tốn chương trình nhanh nhiều so với mơ chương trình MCNP5 Lời cảm ơn: Nghiên cứu tài trợ Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh (ĐHQG-HCM) khn khổ Đề tài mã số C2014-18-28 An analytical calculation model of the full energy peak efficiency for cylindrical detectors used in assays of radioactive waste drums      Huynh Dinh Chuong Luu Tieu Dan Vo Hoang Nguyen Tran Thien Thanh Chau Van Tao University of Science, VNU-HCM ABSTRACT In this paper, we present an analytical calculation model of full energy peak efficiency for cylindrical detectors without collimator based on efficiency transfer method A calculation program by Mathematica language is developed to apply to this model The validity of the calculation model was checked by comparison with MCNP5 simulated efficiency values for Trang 79 Science & Technology Development, Vol 19, No.T2-2016 measurements of point source in the waste drum containing matrix of rubber or concrete The discrepancy between MCNP5 simulated and calculated efficiencies is smaller 11 % This shows that the calculation model is reliable and can be applied to calculate the full energy peak efficiency for assays of radioactive waste drums Besides, the calculated time by the this program is much faster than the simulation using MCNP5 program Keywords: Full energy peak efficiency, MCNP5, radioactive waste drums TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] D Gurau, O Sima, Simulation studies of the response function of a radioactive waste assay system, Appl Radiat Isot, 70, 305– 308 (2012) [2] T Krings, C Genreith, E Mauerhofer, M Rossbach, A numerical method to improve the reconstruction of the activity content in homogeneous radioactive waste drums, Nucl Inst Meth., A 701, 262 –267 (2013) [3] L Moens, J De Donder, X Lin, F De Corte, A De Wispelaere, A Simonits, J Hoste, Calculation of the absolute peak efficiency of gamma ray detector for different counting geometries, Nucl Inst Meth., 187, 451-472 (1981) [4] D Stanga, D Radu, O Sima, A new model calculation of the peak efficiency for HPGe detectors used in assays of radioactive waste drum, Appl Radiat Isot, 68, 1418–1422 (2010) Trang 80 [5] M Toma, O Sima, C Olteanu, Experimental and simulated studies for the calibration of a radioactive waste assay system, Nucl Inst Meth.A 58 (2007) 391 – 395 (2007) [6] T.T Thanh, L.T Van, T.T.T Suong, T.T Tin, Y.T.Y Hong, V.H Nguyen, H.D Chuong, L.T.N Trang, T.K Tuyet, L.B Tran, H.T.K Trang, H.D Tam, C.V Tao, Efficiency calibration of point sources insite radioactive waste drum by Monte Carlo Simulation, Proceedings of RCMME2014, 447-481 (2014) [7] NIST (2013) XCOM: photon cross sections database USA http://www.nist gov/pml/data/xcom/index.cfm [8] X-5 Monte Carlo Team., 2005 A General Monte Carlo N-Particle Transport Code Version5, Volume II, User guide, Los Alamos national Laboratory, LA-CP-030245 ... phố Hồ Chí Minh (ĐHQG-HCM) khuôn khổ Đề tài mã số C2014-18-28 An analytical calculation model of the full energy peak efficiency for cylindrical detectors used in assays of radioactive waste drums... Dinh Chuong Luu Tieu Dan Vo Hoang Nguyen Tran Thien Thanh Chau Van Tao University of Science, VNU-HCM ABSTRACT In this paper, we present an analytical calculation model of full energy peak efficiency. .. calculate the full energy peak efficiency for assays of radioactive waste drums Besides, the calculated time by the this program is much faster than the simulation using MCNP5 program Keywords: Full energy