(Luận văn) xác định nguyên tử số hiệu dụng zeff của một số chất lỏng

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM TP.HCM KHOA VẬT LÝ NGUYỄN THU HẰNG lu an n va p ie gh tn to XÁC ĐỊNH NGUYÊN TỬ SỐ HIỆU DỤNG ZEFF d oa nl w CỦA MỘT SỐ CHẤT LỎNG ll u nf va an lu oi m Cán hƣớng dẫn: z at nh TS HOÀNG ĐỨC TÂM z m co l gm @ an Lu va n THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – THÁNG NĂM 2020 ac th si ii LỜI CẢM ƠN Đề tài “Xác định nguyên tử số hiệu dụng Z eff số chất lỏng” nội dung chọn để nghiên cứu làm khóa luận tốt nghiệp sau bốn năm theo học chương trình đại học chuyên ngành Vật lý học Trường Đại học Sư phạm TP.HCM Để hoàn thành q trình nghiên cứu hồn thiện khóa luận này, lời xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến Thầy Hoàng Đức Tâm thuộc Khoa Vật lý – Trường Đại học Sư phạm TPHCM Thầy trực tiếp bảo hướng dẫn suốt trình nghiên cứu trợ giúp mặt tinh thần để tơi hồn thiện khóa luận cách tốt Ngồi tơi xin chân thành cảm ơn Thầy/Cơ lu tổ Vật lý hạt nhân đóng góp ý kiến quý báu cho khóa luận an Đồng thời, xin cảm ơn Ban chủ nhiệm Khoa Vật lý tạo điều kiện va n thời gian cho tơi suốt q trình nghiên cứu to gh tn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến người thân, bạn bè anh chị nhóm nghiên cứu động viên tơi hỗ trợ yếu điểm kiến ie p thức để hồn thành khóa luận d oa nl w Trân trọng cảm ơn! ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si ii MỤC LỤC Trang DANH SÁCH HÌNH ẢNH iv DANH SÁCH BẢNG v CÁC TỪ VIẾT TẮT vi MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ GAMMA TRUYỀN QUA 1.1 Vài nét xạ gamma .6 1.1.1 Tương tác gamma với vật chất lu 1.1.2 Sự phụ thuộc xác suất xảy hiệu ứng với nguyên tử số Z an n va 1.1.3 Phổ gamma 1.2.1 Đối với chùm tia hẹp ie gh tn to 1.2 Sự suy giảm cường độ gamma .9 p 1.2.2 Đối với chùm tia rộng - Hệ số tích lũy B 12 oa nl w 1.3 Mật độ khối  chất lỏng .14 d CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NGUYÊN TỬ SỐ HIỆU DỤNG 15 lu va an 2.1 Phương pháp tính trực tiếp 15 u nf 2.2 Phương pháp tính Z eff theo tiết diện nguyên tử 16 ll 2.3 Phương pháp nội suy 17 oi m z at nh 2.4 Xác định nguyên tử số hiệu dụng công thức XMuDat 18 2.5 Một số công thức khác .18 z gm @ CHƢƠNG KHẢO SÁT NGUYÊN TỬ SỐ HIỆU DỤNG VÀ MẬT ĐỘ CỦA AXIT BẰNG MÔ PHỎNG MONTE CARLO VÀ THỰC NGHIỆM 20 l m co 3.1 Thực nghiệm 20 an Lu 3.1.1 Bố trí thực nghiệm 20 3.1.2 Vật liệu .22 n va ac th si iii 3.2 Phương pháp Monte Carlo mô MCNP .23 3.2.1 Phương pháp Monte Carlo 23 3.2.2 Chức MCNP6 25 3.2.3 Mơ hình mơ MCNP6 25 3.2.4 Vật liệu mô 27 3.3 Phương pháp xử lý phổ 30 3.3.1 Phần mềm Colegram 30 3.3.2 Phổ thực nghiệm .32 3.4 Phương pháp tính sai số thực nghiệm 34 lu an 3.4.1 Đối với phép đo thực nghiệm .34 va n 3.4.2 Phương pháp truyền sai số 35 gh tn to CHƢƠNG XÁC ĐỊNH NGUYÊN TỬ SỐ HIỆU DỤNG VÀ MẬT ĐỘ CỦA 36 p ie MỘT SỐ AXIT w 4.1 Thực nghiệm 36 oa nl 4.2 Mô 38 d 4.3 Mật độ chất lỏng .43 an lu 46 u nf va KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 ll 51 oi m PHỤ LỤC z at nh A Dữ liệu đầu vào mô MCNP6 51 B Bảng số liệu thể trùng khớp hai phương pháp tính nguyên tử số hiệu z m co l gm @ dụng công thức trực tiếp phương pháp tính tốn từ tiết diện ngun tử 56 an Lu n va ac th si iv DANH SÁCH HÌNH ẢNH Trang Hình 1.1 Phổ lượng gamma Hình 1.2 Gamma truyền qua với chùm tia chuẩn trực Hình 1.3 Hệ số suy giảm khối Nhôm biểu diễn theo lượng photon 12 Hình 1.4 Hệ số suy giảm khối Chì biểu diễn theo lượng photon 12 Hình 1.5 Gamma truyền qua với chùm tia không chuẩn trực 13 Hình 3.1 Sơ đồ bố trí thực nghiệm 20 Hình 3.2 Thơng số kích thước loại vật liệu detector NaI(Tl) dùng mô 21 lu Hình 3.3 Bố trí thực nghiệm 22 an n va Hình 3.4 Các ống chứa mẫu đo thực nghiệm 22 tn to Hình 3.5 Nguyên tắc phương pháp Monte Carlo 24 gh Hình 3.6 Mơ thí nghiệm; a) nhìn từ phía trên, b) ảnh 3D 26 p ie Hình 3.7 Phổ thực nghiệm truyền qua Axit Formic khớp đỉnh Gauss w One Step 32 oa nl Hình 3.8 Phổ thực nghiệm mở phần mềm Colegram 32 d Hình 3.9 Phổ thực nghiệm phông môi trường mở phần mềm Origin 33 lu va an Hình 4.1 So sánh Zeff thực nghiệm với kết tính trực NIST 37 u nf Hình 4.2 So sánh Zeff mơ với kết tính trực NIST 41 ll Hình 4.3 So sánh giá trị Zeff mô phỏng, thực nghiệm NIST 42 m oi Hình 5.1 Đường chuẩn mật độ theo tỉ số R MP 44 z at nh Hình 5.2 Giá trị mật độ thực nghiệm so với lý thuyết 45 z m co l gm @ an Lu n va ac th si v DANH SÁCH BẢNG Trang Bảng 3.1a Thông tin vật liệu thực nghiệm 22 Bảng 3.1b Thông tin vật liệu thực nghiệm 23 Bảng 3.2a Thông tin vật liệu mô 27 Bảng 3.2b Thông tin vật liệu mô 28 Bảng 3.2c Thông tin vật liệu mô 29 Bảng 3.3 Kết đo bán kính ống đo thực nghiệm 34 Bảng 4.1 Hệ số suy giảm khối lượng axit đo thực nghiệm 36 Bảng 4.2a Kết nguyên tử số hiệu dụng Zeff cho axit thực nghiệm 36 lu Bảng 4.2b Kết nguyên tử số hiệu dụng Zeff cho axit thực nghiệm 37 an n va Bảng 4.3 Hệ số suy giảm khối lượng nguyên tố 38 Bảng 4.5 Kết nguyên tử số hiệu dụng Zeff thu từ mô 40 gh tn to Bảng 4.4 Hệ số suy giảm khối lượng chất mô 39 p ie Bảng 4.6a So sánh kết nguyên tử số hiệu dụng mô w thực nghiệm 41 oa nl Bảng 4.6b So sánh kết nguyên tử số hiệu dụng mô d thực nghiệm 42 lu va an Bảng 4.7a Tỉ số R chất mô 42 Bảng 4.7b.Tỉ số R chất mô 43 u nf ll Bảng 4.8a Mật độ axit 44 m oi Bảng 4.8b Mật độ axit 44 z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si vi CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Anh NDT NIST Tiếng Việt Non-Destructive Testing Kiểm tra không phá hủy National Institute of Standards Viện Tiêu chuẩn Kĩ and Technology thuật quốc gia Độ rộng nửa chiều cao FWHM Full Width at Half Maximum MCNP Monte Carlo N-Particle Monte Carlo N-hạt Los Alamos National Phịng thí nghiệm quốc Laboratory gia Los Alamos lu LANL đỉnh an va Electronic Numerical Integrator n ENIAC tn to And Computer Region Of Interest Vùng quan tâm p ie gh ROI d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si MỞ ĐẦU Kĩ thuật kiểm tra không hủy mẫu (NDT) ứng dụng phổ biến ngành công nghiệp NDT giúp kiểm tra hệ thống máy móc, vật liệu, sản phẩm cơng nghiệp cách nhanh chóng, tiện lợi với độ xác cao Ưu điểm phương pháp kiểm tra không phá hủy so với phương pháp khác NDT khơng làm ảnh hưởng đến khả sử dụng vật kiểm tra sau Ngoài NDT kiểm tra mẫu nằm dây chuyền sản xuất mà dừng dây chuyền sản xuất lại Trong kĩ thuật NDT có nhiều phương pháp khác như: kiểm tra thẩm thấu màu, kiểm tra phương pháp siêu âm, kiểm tra dịng điện xốy, chụp ảnh lu phóng xạ, phương pháp kiểm tra hạt từ, kiểm tra truyền âm, phương pháp nhận an diện vật liệu thực, Trong phương pháp NDT nêu trên, phương pháp va n có ưu điểm riêng hạn chế riêng Ứng với trường hợp cụ thể mà ta lựa Phương pháp siêu âm dễ áp dụng chi phí thấp Trên sở phân tích tia ie gh tn to chọn phương pháp kiểm tra phù hợp p phản xạ lại chùm tia siêu âm phát vào vật liệu, phương pháp có khuyết điểm kiểm tra bề mặt vật liệu không xuyên sâu vào bên vật liệu nên w oa nl khơng xác định xác khuyết tật vật liệu Phương pháp chụp ảnh d phóng xạ mặc độ xác cao rủi ro phóng xạ cao tương lu an đương hình ảnh phim khơng cho ta biết chiều sâu khuyết tật Kiểm tra u nf va chất lỏng thẩm thấu phương pháp phát vết nứt bề mặt kim loại, ll mối hàn vật liệu không nhiễm từ thép không rỉ Trong phương pháp oi m người ta phun chất lỏng có khả thẩm thấu có màu sắc dễ nhận diện lên bề z at nh mặt vật cần kiểm tra Chất thẩm thấu ngấm vào đọng lại vết nứt bề mặt vật liệu Sau trình thẩm thấu kết thúc, người ta loại bỏ phần chất z thẩm thấu thừa tiếp tục lên bề mặt kiểm tra chất gọi “chất màu” làm @ gm cho phần chất thẩm thấu rõ Hạn chế phương pháp bề mặt vật kiểm m co l tra phải khơ khơng thích hợp với bề mặt bị bám bẩn có độ nhám cao Phương pháp gamma tán xạ nhà nghiên cứu quan an Lu tâm, phức tạp mặt lý thuyết bố trí hệ đo Ngồi phương pháp nêu trên, phương pháp gamma truyền qua sử dụng nhiều để xác định va n thông số tương tác photon với vật liệu đánh giá khả che chắn vật liệu ac th si nguyên tử số hiệu dụng, hệ số suy giảm, tiết diện tương tác photon, mật độ electron, Nguyên tử số Z tham số phổ biến vật lý hạt nhân ngành công nghiệp kiểm tra không phá hủy Biết nguyên tử số thuận tiện cho việc tính tốn tương tác tia X đặc trưng tia gamma [1], ví dụ, thiết kế che chắn xạ tính tốn liều hấp thụ xạ trị Đối với loại vật liệu cấu tạo từ đơn ngun tử đồng, chì, nhơm, xác định nguyên tử số cho vật liệu dễ dàng Tuy nhiên thực tế, người ta cần phân tích loại vật liệu hỗn hợp loại nhựa, dung dịch chất lỏng hay vật rắn cấu tạo từ nhiều loại nguyên tử khác Trong nghiên cứu Hine [2] nêu, nguyên tử số đơn lẻ đại diện cho nguyên tử số hợp chất phức tạp lu an Vì với trình di chuyển, tia X tia gamma tương tác với vật chất bao gồm n va nhiều nguyên tử cấu tạo nên vật liệu nên số nguyên tử khác vật tn to liệu phải tính tốn có trọng số Trong trường hợp đó, cần tìm nguyên tử số Nguyên tử số hiệu dụng không thực số loại vật liệu p ie gh hiệu dụng Zeff thay cho nguyên tử số Z nguyên tố đơn nguyên tử w [2] mà tham số phục thuộc vào lượng photon trình tương oa nl tác có liên quan (hiệu ứng quang điện, tán xạ compton, tạo cặp) Nguyên tử số hiệu d dụng Zeff tính phương pháp khác cụ thể chia lu va an thành hai loại là: phương pháp trực tiếp từ công thức, phương pháp nội suy Zeff có u nf thể suy từ nhiều tham số phản ứng khác như: tiết diện phản ứng toàn phần, ll hệ số suy giảm khối lượng, tỉ số R/C (đối với gamma tán xạ), mật độ electron hiệu m oi dụng Neff [3] Khóa luận trình bày trình bày cách tính Zeff khác tổng z at nh hợp từ nghiên cứu trước sử dụng phương pháp tính tốn trực tiếp tính tốn dựa hệ số suy giảm khối lượng m   /  , nghĩa phương z gm @ pháp tính phải biết trước nguyên tố vật liệu Trong nghiên cứu trước đây, tiết diện tổng vật liệu hỗn hợp sử dụng để xác định nguyên l m co tử số hiệu dụng cách nội suy từ đồ thị biểu diễn tiết diện tổng nguyên tố tinh khiết hàm theo nguyên tử số [4] Phương pháp áp dụng để an Lu xác định Zeff cho mô sinh học, vật liệu ứng dụng đo liều, phân biệt mô n va thường mô ung thư [4] Đối với tính tốn khóa luận, tơi tìm tiết diện ac th si tổng vật liệu dựa cơng thức có đóng góp hệ số suy giảm khối lượng m Nhiều nghiên cứu trước thực tính tốn nguyên tử số hiệu dụng cho nhiều loại vật liệu khác như: Polymer [5 − 6] , hỗn hợp khí [7] , hợp kim [2,8 − 10] , vật liệu xây dựng [11] , thủy tinh [12 − 13] , aminoaxit [14] , mẫu sinh học [15 − 16] Có thể nói đề tài Zeff có nhiều quan tâm từ nhà nghiên cứu Tuy nhiên, có nghiên cứu tính tốn Zeff dung dịch- đặc biệt cho axit vô [2], tơi định xác định ngun tử số hiệu dụng Zeff cho số loại axit Sau đó, tơi đánh giá kết cách so sánh độ chênh lệch phương pháp so với giá trị chuẩn NIST lu Tương tự nguyên tử số hiệu dụng Zeff , hệ số suy giảm khối  m , mật độ ρ an n va tham số quan trọng vật liệu Có mật độ xác chất lĩnh vực dầu khí để phân biệt loại dầu, hay công nghiệp, gh tn to lỏng, người ta tính tốn tỉ trọng chất lỏng so với nước Ứng dụng việc p ie người ta đánh giá hàm lượng chất hòa tan sử dụng [18] Phương pháp cổ điển sử dụng để xác định mật độ chất lỏng đo khối lượng chất lỏng nl w thể tích tương ứng nó, kết mật độ tỉ số khối lượng chất lỏng thể d oa tích tương ứng an lu Phương pháp cho kết với độ xác cao Tuy nhiên, với va chất lỏng có tính độc hại loại axit mạnh hay benzene, phương pháp có u nf thể gây nguy hiểm trực tiếp đến sức khỏe người làm thí nghiệm sơ suất ll tiến hành thí nghiệm bay chất lỏng Trong khóa luận này, tơi làm m oi việc trực tiếp với đối tượng axit nghiên cứu tính chất chúng z at nh phương pháp gamma truyền qua Vì thế, tơi đề xuất phương pháp xác định mật z độ chất lỏng việc sử dụng kĩ thuật gamma truyền qua Thơng qua kĩ thuật hạt gm @ nhân, tiến hành đo mật độ chất lỏng ống đựng chất lỏng l đóng kín Cho chùm tia gamma qua ống đựng axit, chùm photon sau qua m co vật liệu mang thông tin mật độ chất lỏng đến đầu dị Phân tích phổ gamma ghi nhận để thu mật độ chất lỏng chứa ống Kĩ thuật an Lu nhiều nhóm nghiên cứu thực trước [18] n va ac th si 43 Với R MP ,R TN tỉ số R mô thực nghiệm Vì hai giá trị R MP , R TN gần nên xây dựng đường chuẩn mật độ theo R MP nội suy giá trị mật độ thực nghiệm việc thay R TN vào hàm khớp Bảng 4.7 Tỉ số R chất mô STT Mật độ Loại axit (g.cm-3 ) Tỉ số R Ln (R) lu an n va Oleic 0,781 1,05 0,04 Montanic 0,819 1,04 0,04 Cerotic 0,820 1,04 0,04 Lignoceric 0,821 1,04 0,04 Behenic 0,822 1,04 0,03 Arachidic 0,824 1,04 0,03 Palmitic 0,852 1,03 0,03 Palmitoleic 0,894 1,02 0,02 0,990 1,00 0,00 1,007 1,00 0,00 1,045 1,00 0,00 1,051 1,00 0,00 1,170 0,97 -0,03 1,206 0,97 -0,03 1,220 0,97 -0,03 1,230 0,96 -0,04 1,360 0,94 -0,06 0,92 -0,08 0,89 -0,12 0,88 -0,13 0,87 -0,14 ie gh tn to p Myristic Lauric 11 Acetic 12 Acrylic 13 Leucine 14 Lactic 15 Formic 16 Aminobutanoic 17 Adipic 18 Nitric 1,513 19 Photphoric 1,685 20 Perchloric 1,770 21 Sunfuric 1,830 22 Nước cất 1,000 1,00 d oa 10 m co nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z l gm @ an Lu 0,00 n va ac th si 44 Dựa vào bảng số liệu mô phỏng, thu đồ thị biểu diễn mối quan hệ tỉ số R MP số đếm Làm khớp liệu mô trên, thu đường chuẩn mật độ hình bên với R  0,995 lu an n va tn to p ie gh Hình 4.4 Đường chuẩn mật độ theo tỉ số R MP w Vậy hàm khớp có dạng: oa nl y  a  bX d  y  0,17718   0,17392  x  ln  R   0,17718   0,17392   u nf va an lu (4.2) Với diện tích đỉnh axit thực nghiệm có sẵn, lập tỉ số R thực nghiệm ll oi m Thay giá trị tỉ số R thực nghiệm vào hàm khớp vừa thu tơi tìm giá trị z at nh mật độ phương pháp nội suy Kết trình bày bảng 4.8 Bảng 4.8a Mật độ axit z R TN Mật độ chuẩn Mật độ Độ sai biệt nội suy (%) 2,65 m co l Loại axit gm @ STT Mật độ (g/cm3) Acetic 0,99 ± 0,01 1,045 1,074 ± 0,079 Formic 0,97 ± 0,01 1,220 1,186 ± 0,080 2,85 Lactic 0,97 ± 0,01 1,206 1,171 ± 0,078 2,95 an Lu n va ac th si 45 Bảng 4.8b Mật độ axit Mật độ (g/cm3) STT R TN Loại axit Mật độ chuẩn Mật độ Độ sai biệt nội suy (%) Nitric 0,93 ± 0,01 1,390 1,419 ± 0,076 2,05 Phosphoric 0,85 ± 0,01 1,693 1,967 ± 0,071 13,95 Sunfuric 1,839 1,886 ± 0,072 2,51 0,86 ± 0,01 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w lu va an Hình 4.5 Giá trị mật độ nội suy so với lý thuyết u nf Nhận xét: Giá trị mật độ nội suy từ hàm khớp với giá trị mật độ lý thuyết có ll độ lệch tương đối từ 2,05% đến 13,95 % axit acetic, lactic, formic, m oi nitric, phosphoric sunfuric Các kết đạt độ tin cậy tốt, hầu hết chất có z at nh độ lệch 3% với sai số thấp Tuy nhiên, hợp chất phosphoric, giá trị mật độ nội suy có độ lệch lớn (13,95%) vùng sai số cho phép phosphoric z @ Nguyên nhân chênh lệch đến từ việc phosphoric loại axit dễ bị l gm bị bay trình làm thực nghiệm, chùm tia từ nguồn đến đầu dò bị lệch khỏi tâm ống đo Tuy nhiên, nhìn chung đường chuẩn mật độ xây dựng m co số liệu mô phù hợp với thực nghiệm nên nhận xét việc mơ an Lu có độ phù hợp tốt với thực nghiệm n va ac th si 46 KẾT LUẬN Như vậy, với đề tài “Xác định số hiệu nguyên tử hiệu dụng số chất lỏng”, tiến hành mô tồn q trình thực nghiệm chương trình MCNP6 đồng thời sử dụng phương pháp gamma truyền qua để tiến hành thực nghiệm Kết mà đạt bao gồm: – Xác định hệ số suy giảm khối toàn phần vật liệu đơn nguyên tử loại axit – Kiểm tra phương pháp xác định nguyên tử số hiệu dụng Kết tốt với độ lệch tương đối RD không 8% cho mô 11% thực nghiệm lu – Xây dựng đường chuẩn mật độ cho loại axit sử dụng mô an nội suy với giá RTN Kết loại axit thực nghiệm va n có loại axit: acetic, formic, lactic, nitric phosphoric có giá trị mật độ tn to nội suy lệch chuẩn 3% Riêng axit sunfuric độ lệch tương đối ie gh 13,95% p Mặc dù thực phép đo thực nghiệm với số lượng mẫu đo w hạn chế kết tốt cho thấy bước đầu thành công việc thực oa nl tính tốn với mơ hình bố trí thí nghiệm với ống trụ phương pháp d gamma truyền qua Ngồi ra, tơi nhận xét áp dụng phương pháp lu va an mơ chương trình MCNP6 để khảo sát giá trị Zeff Tuy u nf nhiên, tơi cần phải cải tiến mơ hình mô với việc đo thêm ll nhiều mẫu axit để cải thiện độ xác độ tin cậy Các kết oi m sở để tơi xác định thêm Zeff mật độ  nhiều loại axit z at nh khác kĩ thuật gamma truyền qua, đặc biệt việc tiến hành thực nghiệm với axit ống đo chứa mẫu hình trụ trịn z m co l gm @ an Lu n va ac th si 47 ĐỀ XUẤT HƢỚNG NGHIÊN CỨU Sau hồn thành khóa luận, tơi nhận thấy số điểm hạn chế cách khắc phục chúng – Một nguyên nhân dẫn đến độ chênh lệch thực nghiệm giá trị chuẩn việc sử dụng ống trụ trịn Có thể thay ống trụ trịn hộp chứa axit hình hộp chữ nhật để bề dày vật liệu Tuy nhiên, với đối tượng đo axit yêu cầu hộp chứa axit phải làm từ vật liệu khơng bị nóng chảy axit thủy tinh, mà việc tạo hình hộp thủy tinh có bề dày vừa đủ nhỏ khơng dễ dàng – Ngồi ra, phương pháp sử dụng khóa luận yêu cầu lu an phải biết thành phần cấu tạo hợp chất để tìm tiết diện tổng n va Điều làm giới hạn ứng dụng dùng để nghiên cứu vật liệu tn to biết trước, tơi có đề xuất số hướng nghiên cứu tiếp theo: phương pháp chưa xác định thành phần hợp chất: công p ie gh  Xác định nguyên tử số hiệu dụng hợp chất với hai w thức XMudat, nội suy oa nl  Tìm lại giá trị m cơng thức XMuDat phù hợp cho d axit có khoảng mật độ rộng trải lu ll u nf va lũy B an  Thực thí nghiệm có tính đến đóng góp hệ số tích oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] S.R.Manohara, S.M Hanagodimath, K.S Thind, and L Gerward, “On the effective atomic number and electron density : A comprehensive set of formuals for all types of materials and energies above keV”, vol 266, pp 3906 − 3912, 2008 [2] R A M Rizk, “Determination of atomic cross-sections and effective atomic numbers for some alloys” , vol 27, pp 1333–1343, 2000 [3] M S S Gobo, L D H Soares, and M E Poletti, “Effective atomic number of breast tissues determined by transmission and scattering methods”, Radiat Phys Chem., 2019 lu an [4] Michel S.S Gobo, “Effective atomic number of breast tissues determined n va by transmission and scattering methods”, Radiation Physics and Chemistry, vol [5] N Kucuk, M Cakir, N A Isitman, and G Campus, “Note Mass ie gh tn to 167, 2019 p Attenuation Coefficients, Effective Atomic Numbers and Effective Electron oa nl w Densities For Some” , vol 153, no 1, pp 127–134, 2013 d [6] N G Nayak, M G Vijaya, and K Siddappa, “Effective atomic numbers 61, pp 559–561, 2001 u nf va an lu of some polymers and other materials for photoelectric process at 59 54 keV,” vol ll [7] V P Singh and N M Badiger, “Effective atomic numbers,electron m oi densities, and tissue equivalence of some gases and mixtures for dosimetry of 117–124, 2012 z at nh radiation detectors”, Nuclear Technology Radiation Protection, vol 27, no 2, pp z gm @ [8] I Han, M Aygun, L Demir, and Y Sahin, “Determination of effective l atomic numbers for 3d transition metal alloys with a new semi-empirical approach”, m co Annals of Nuclear Energy, vol 39, no 1, pp 56–61, 2012 an Lu [9] M Kurudirek, M Buyukyıldız, and Y.Ozdemir, “Effective atomic num ber study of various alloys for total photon interaction in the energy region of 1keV– n va ac th si 49 100GeV”, Nuclear Instrument sand Methods in Physics Research A,vol.613,pp.251– 256, 2010 [10] V R K Murty, “Effective atomic numbers for W/Cu alloy for total photon attenuation” , Radiation Physics and Chemistry,vol 71, no 3-4, pp 667– 669, 2004 [11] A H El-Kateb, R A M Rizk, and A M Abdul-Kader, “Determination of atomic cross-sections and effective atomic numbers for some alloys”, Annals of Nuclear Energy, vol 27, no 14, pp 1333–1343, 2000 [12] N Damla, H Baltas, A Celik, E Kiris, and U Cevik, “Calculation of lu radiation attenuation coefficients, effective atomic numbers and electron densities an for some building materials”, Radiation Protection Dosimetry, vol 150, no 4, va Article ID ncr432, pp 541–549, 2012 n to gh tn [13] J Kaewkhao and P Limsuwan, “Mass attenuation coefficients and effective atomic numbers in phosphate glass containing Bi O , PbO and BaO at ie p 662 keV”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A: Accelerators, d oa 297, 2010 nl w Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, vol 619, no 1–3, pp 295– an lu [14] H Gill, G Kaur, K Singh, V Kumar, and J Singh, “Study of effective u nf va atomic numbers in some glasses and rocks”, Radiation Physics and Chemistry, vol 51, no 4–6, pp 671–672, 1998 ll m oi [15] S Gowda, S Krishnaveni, and R Gowda, “Studies on effective atomic z at nh numbers and electron densities in amino axits and sugars in the energy range 30– 1333 keV”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B: Beam z gm @ Interactions with Materials and Atoms, vol 239, no 4, pp 361–369, 2005 l [16] V Manjunathaguru and T K Umesh, “Effective atomic numbers and m co electron densities of some biologically important compounds containing H, C, N and O in the energy range 145– 1330 keV”, Journal of Physics B: Atomic, an Lu Molecular and Optical Physics, vol 39, no 18, article 025, pp 3969–3981, 2006 n va ac th si 50 [17] N.Koc and H.Ozyol,“Z-dependence of partial and total photon interactions in some biological samples”, Radiation Physics and Chemistry, vol 59, no 4, pp 339–345, 2000 [18] Trinh Thi Ngoc Huyen, Hoang Duc Tam, “ Comparison of gamma transmission method and gamma scattering method in determining the density of liquids by Monte Carlo simulation”, Ho Chi Minh City University of education Journal of Science, Vol 16, No (2019): 477-485 [19] Leif Gerward, “Paul Villard and his Discovery of Gamma Rays”, Phys Perspect, Vol (1999) 367–383 lu [20] Trần Phong Dũng, “Phương pháp phân tích huỳnh quang tia X”, NXB an Đại học quốc gia TPHCM, 2003 va n [21] Michael E Wieser, “Atomic weights of the elements 2007”, Pure Appl [22] D F Jackson and D J Hawkes, “X-ray attenuation coefficients of p ie gh tn to Chem., Vol 81, No 11, pp 2131–2156, 2009 nl w elements and mixtures”, Physics Reports, vol 70, no 3, pp 169–233, 1981 oa [23] Anne Bonnin ,“Concept of effective atomic number and effective mass d density in dual-energy X-ray computed tomography”, Nuclear Instruments and lu va an Methods in Physics Research B, no 318, pp.223–231, 2014 ll u nf [24] T Goorley, “Features of MCNP6”, Annals of Nuclear Energy, 2015 m oi [25] Hoàng Đức Tâm, “Phân tích sai số liệu thực nghiệm”, NXB Đại học Sư phạm TPHCM, 2018 z at nh z [26] Marie-Christine Lépy, “Presentation of Colegram Software”, Laboratoire National, 2004 m co l gm @ an Lu n va ac th si 51 PHỤ LỤC A Dữ liệu đầu vào mô MCNP6 C THE INPUT SPECTROMETER FILE SIMULATES GAMMA TRANSMISSION C IT INCLUDE: SOURCE BLOCK + TARGET + DETECTOR BLOCK C SOURCE: 137Cs COL DIAMETER OF SOURCE: 0.96 CM C TARGET: PIPE-GLASS PYLEX OUTSIDE DIAMETER OF PIPES: CM THICKNESS OF PIPES: 0.185 CM LENGTH: 15.5 CM C DETECTOR: 802 NaI(Tl)-CANBERRA INC lu an C THE DISTANCE BETWEEN SOURCE AND PIPE-CENTER : 12.4 CM va C THE DISTANCE BETWEEN PIPE-CENTER AND DETECTOR: 12.4 CM n to gh tn C ********** BLOCK 1: CELL CARDS ********** C CELL CARDS OF SOURCE BOX p ie nl w 1 -11.35 (62 -4 -3 -8 9)(-2:6:4) IMP:P=1 $ lEAD WALL CONTAIN SOURCE d oa -11.35 (1 -2 -3 -8 9) (-5:10) IMP:P=1 $ LEAD WALL BEHIND SOURCE an lu -3.990 (5 -2 -10) IMP:P=1 $ SOURCE VOLUME va ll u nf 4 -0.001205 (2 -4 -6) IMP:P=1 oi m C CELL CARDS OF TARGET z at nh 12 -1.5129 (25 -26 -23) IMP:P=1 $ SOLUTION VOLUME INSIDE PIPE HNO3 z -0.001205 (20 -21 -22) (24:23:-25) IMP:P=1 $ GLASS PYLEX n va C CELL CARDS OF DETECTOR an Lu 10 -0.001205 (-27 -28 29) IMP:P=1 m co -0.001205 (-20 28 -27) IMP:P=1 l -0.001205 (-21 20 -27 22) IMP:P=1 gm @ -0.001205 (26 -24 -23) IMP:P=1 ac th si 52 11 -3.67 (42 -43 -50) IMP:P=1 $ CRYSTAL NaI OF DETECTOR 12 -0.55 (42 -44 -51) (50:43) IMP:P=1 $ ALUMINIUM OXIDE REFLECTOR 13 -2.329 (44 -45 -51) IMP:P=1 $SILICON PAD 14 -2.648 (41 -42 -51) IMP:P=1 $ GLASS WINDOW 15 -2.699 (41 -46 -52) (45:51) IMP:P=1 $ ALUMINIUM BODY WALL 16 -2.699 (40 -41 -55) IMP:P=1 17 -0.001205 (41 -46 -53 52) IMP:P=1 18 -11.35 (57 -47 53 58 -59 60 -61) IMP:P=1 $ LEAD WALL lu 19 -0.001205 (46 -47 -54) IMP:P=1 an 20 -11.35 (-53 46 -47 54) IMP:P=1 n va 22 -0.001205 (40 -41 55 -53) IMP:P=1 C OTHERS p ie gh tn to 21 -0.001205 (-57 40 55 58 -59 60 -61):(-55 53 -57 41) IMP:P=1 nl w 23 -0.001205 (-70) (-1:4:-9:8:-7:3) (21:27:-29) & d oa (47:-40:-58:59:-60:61) IMP:P=1 an lu 24 (70) IMP:P=0 ll u nf va 25 -0.001205 (-62 -8 -3)(-2:6:62) IMP:P=1 m oi C ********** BLOCK 2: SURFACE CARDS ********** z at nh C SURFACE CARDS OF SOURCE BLOCK PZ 2.1 $ LENGTH OF SOURCE COLLIMATOR m co l gm PY 6.197 @ PZ z PZ -3.380 an Lu PZ -0.2 $ LENGTH OF ACTIVE VOLUME OF SOURCE n va CZ 0.251 $ RADIUS OF SOURCE COLLIMATOR ac th si 53 PY -6.197 PX 6.197 PX -6.197 10 CZ 0.25 $ RADIUS OF ACTIVE VOLUME OF SOURCE 62 PZ 0.00002 C SURFACE CARDS OF TARGET 20 PZ -7.70 21 PZ 8.10 22 CZ 1.525 $ OUTER RADIUS OF PIPE lu an 23 CZ 1.34 $ INNER RADIUS OF PIPE n va 24 PZ 8.0 26 PZ 7.50 ie gh tn to 25 PZ -7.50 p 27 CZ 4.0 oa nl w 28 PZ -8.7 d 29 PZ -16.6 lu ll 41 PZ -8.13 u nf 40 PZ -19.48 va an C SURFACE CARDS OF DETECTOR BLOCK m co l gm 46 PZ 0.271 @ 45 PZ 0.121 z 44 PZ -0.079 z at nh 43 PZ -0.21 oi m 42 PZ -7.83 47 PZ 2.50 $ LENGTH OF DETECTOR COLLIMATOR n va 51 CZ 4.0 an Lu 50 CZ 3.81 ac th si 54 52 CZ 4.05 53 CZ 4.186 54 CZ 0.5015 $ RADIUS OF DETECTOR COLLIMATOR 55 CZ 4.6 57 PZ -8.00 58 PX -6.2035 59 PX 6.2035 60 PY -6.2035 61 PY 6.2035 lu an C OTHERS n va 70 SO 100.0 ie gh tn to C ********** BLOCK 3: DATA CARDS ********** p MODE P oa nl w *TR1 0 12.4 90 90 0 90 90 90 90 d *TR2 0 24.8 180 90 90 90 90 90 90 180 lu VEC=0 DIR=D4 ll u nf va an SDEF ERG=0.661657 PAR=2 POS=0 0 AXS=0 RAD=D2 EXT=D3 CEL=3 & z at nh z SI3 -0.2 0.0 oi SP2 -21 m SI2 0.25 an Lu n va E0 1E-5 0.00013784 8164I 3.10474376 m co SB4 0.0 0.0 1.0 l SP4 0.0 0.998 0.002 gm SI4 -1.0 0.996 1.0 @ SP3 -21 ac th si 55 FT8 GEB -0.00526 0.06096 0.01401 F8:P 11 RAND GEN=2 SEED=9219741426499971445 STRIDE=152917 HIST=1 NPS 6000000000 M1 82204 -0.015 82206 -0.236 82207 -0.226 82208 -0.523 $ LEAD M2 17035 -0.210579 55137 -0.789421 $ CESIUM CHLORIDE SOURCE M3 13027 -1.000 $ ALUMINIUM M4 6012 -0.000124 7014 -0.755268 8016 -0.231781 18040 -0.012827 $ DRY AIR lu M5 11023 0.499 53127 0.500 81205 0.001 $ NaI(Tl) an M6 13027 -0.529411 8016 -0.470589 $ ALUMINIUM OXIDE n va M8 8016 -0.532565 14028 -0.467435 $ SILICA SIO2 M11 5011 -0.040066 8016 -0.539559 11023 -0.028191 13027 -0.011644 & p ie gh tn to M7 14028 -0.922297 14029 -0.046832 14030 -0.030871 $ SILICON nl w 14028 -0.377220 19039 -0.003320 $ GLASS PYREX d oa M12 1001 -0.015996 7014 -0.222284 8016 -0.761720 $ HNO3 ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 56 B Bảng số liệu thể trùng khớp hai phƣơng pháp tính nguyên tử số hiệu dụng cơng thức trực tiếp phƣơng pháp tính tốn từ tiết diện nguyên tử Loại axit STT Zeff theo NIST Zeff RD phƣơng pháp tiết diện (%) Acetic 3,99 3,99 0.01 Acrylic 4,23 4,22 0,19 Adipic 3,90 3,90 0,08 Aminobutanoic 3,74 3,50 6,38 Arachidic 2,84 2,84 0,02 Behenic 2,83 2,82 0,14 Cerotic 2,80 2,80 0,09 Formic 4,79 4,79 0,00 gh Histine 4,09 4,09 0,00 Lactic 3,99 3,99 0,01 Lauric 2,95 0,16 nl 3,27 0,00 2,75 2,81 2,16 4,71 5,18 10,01 2,79 2,79 0,14 2,91 2,91 0,15 6,29 6,43 2,12 lu an n va tn to ie p 10 2,95 12 Leucine 3,27 13 Lignoceric 14 Methionine 15 Montanic 16 Myristic 17 Nitric 18 Oleic 2,93 2,93 0,12 19 Palmitic 2,88 2,88 0,07 20 Palmitoleic 2,96 2,96 0,10 21 Perchloric 9,71 6,94 28,56 22 Photphoric 6,18 6,19 0,17 23 Stearic 2,85 2,85 0,00 24 Sunfuric 7,14 d oa w 11 ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu 7,14 0,00 n va ac th si 57 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si