báo cáo nghiên cứu sử dụng bộ lọc để giảm độ bất đồng đều liều trong sản phẩm chiếu xạ trên máy gia tốc chùm tia điện tử uerl-10-15s2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ - VẬT LÝ KỸ THUẬT BỘ MÔN VẬT LÝ HẠT NHÂN Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BỘ LỌC ĐỂ GIẢM ĐỘ BẤT ĐỒNG ĐỀU LIỀU TRONG SẢN PHẨM CHIẾU XẠ TRÊN MÁY GIA TỐC CHÙM TIA ĐIỆN TỬ UERL-10-15S2 SVTH: Nguyễn Vũ Diệu Linh CBHD: TS.Trần Văn Hùng CBPB: TS.Trần Duy Tập TP HỒ CHÍ MINH- NĂM 2014 1 NỘI DUNG 2 LÝ THUYẾT THIẾT KẾ BỘ LỌC VÀ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ GIỚI THIỆU GIỚI THIỆU 3 Hình 1. Phân bố liều trong thùng hàng khi không sử dụng bộ lọc GIỚI THIỆU 4 LÝ THUYẾT 5 1.1. Tương tác của electron với vật chất Mất năng lượng Do phát bức xạ Do ion hóa môi trường 1.1. Liều hấp thụ Năng lượng Khối lượng Đơn vị: 1 Gray = 1 J/kg 1Gy = 100 rad ΔE D = Δm LÝ THUYẾT 1.3. Lựa chọn vật liệu làm bộ lọc Bền với bức xạ Không bị oxy hóa Độ bền cơ học cao Gia công dễ dàng Tản nhiệt tốt Nhôm 6 Phát photon kém Năng lượng sơ cấp Năng lượng sau khi đi qua bộ lọc Độ dày LÝ THUYẾT 1.4. Tính độ dày 7 Năng lượng mất do ion hóa Năng lượng mất do phát bức xạ R d C 0 R R C S 1 + e S E d = - ln S S 1 + S        ÷            ÷       ( ) d 0 E d e = E Kết quả 2.1. Kiểm tra kết quả của bài báo khoa học (Quality improvement of irradiating technique [6]) Không làm bằng phẳng đường phân bố liều 0 5 10 15 20 25 30 35 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 Không có bộ lọc AL dày 0.6cm Độ sâu (cm) Liều (kGy) Hình 2.1. Phân bố liều trong thùng hàng được chiếu xạ bởi nguồn electron 6 MeV 8 Kết quả không đáng tin cậy Kết quả 2.2. Phân bố liều trong thùng hàng được chiếu xạ bởi nguồn electron 6 MeV có sử dụng bộ lọc phẳng 0 5 10 15 20 25 30 35 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 Không có bộ lọc Al dày 0.06 cm Al dày 0.1 cm Al dày 0.3 cm Độ sâu (cm) Liều (kGy) Hình 2.2. Phân bố liều trong thùng hàng sử dụng bộ lọc phẳng được chiếu xạ bởi nguồn electron 6 MeV Đường phân bố liều không phẳng Giảm độ xuyên sâu của electron Cải tiến bộ lọc Bộ lọc phẳng không làm phân bố liều đồng đều 9 2.3. Thiết kế bộ lọc đối với trường hợp chiếu xạ bằng nguồn electron 6 MeV Electron năng lượng khác nhau Đường phân bố liều khác nhau Thiết kế bộ lọc Đường phân bố liều bằng phẳng Xét phân bố liều của sáu mức đơn năng 1; 2; 3; 4; 5; 6 MeV Cộng đại số sáu đường phân bố liều theo tỷ lệ Đường tổng liều bằng phẳng MCNP mô phỏng phân bố liều 10 [...]... 2.4.2 Chiếu xạ một mặt 300000 250000 Liều (kGy) 200000 150000 Không có bộ lọc Có bộ lọc 100000 50000 0 0 5 10 15 20 25 30 35 Độ sâu (cm) Hình 2.11 Phân bố liều trong thùng hàng chiếu xạ bởi nguồn năng lượng 10 MeV sử dụng bộ lọc có chiều dày thay đổi Đường phân bố liều theo chiều sâu hầu như được làm phẳng 2.4.3 Chiếu xạ hai mặt Không sử dụng bộ lọc Sử dụng bộ lọc 400000 250000 350000 200000 250000 Liều. .. trong thùng hàng được chiếu xạ hai mặt bởi nguồn electron năng lượng 6 MeV không sử dụng bộ lọc Dmax 3,74 × 105 = =2 5 Dmin 1,87 × 10 Hình 2.9 Phân bố liều trong thùng hàng được chiếu xạ hai mặt bởi nguồn electron năng lượng 6 MeV sử dụng bộ lọc có chiều dày thay đổi Dmax 2,33 × 105 = = 1,09 5 Dmin 2,14 × 10 Tỷ số bất đồng đều liều giảm 2.4 Thiết kế bộ lọc đối với trường hợp chiếu xạ bằng nguồn electron... hàng chiếu bởi nguồn 6 MeV sử dụng bộ lọc có chiều dày thay đổi Đường phân bố liều được làm phẳng 2.3.4 Chiếu xạ hai mặt Không sử dụng bộ lọc Sử dụng bộ lọc 400000 250000 350000 200000 250000 Mặt một Mặt hai Hai mặt 200000 150000 100000 Liều (kGy) Liều (kGy) 300000 150000 Mặt một Mặt hai Hai mặt 100000 50000 50000 0 0 0 5 10 15 20 25 30 Độ sâu (cm) 0 5 10 15 20 25 30 Độ sâu (cm) Hình 2.8 Phân bố liều trong. .. quan giữa độ dày d và năng lượng electron sau khi qua bộ lọc Năng lượng E(d) (MeV) Độ dày d (cm) 5,95 0,010 5 0,197 4 0,397 3 0,600 2 0,806 1 1,016 2.3.2 Thiết kế bộ lọc Bộ lọc có độ dày từ 0,010 cm đến 1,016cm Kích thước tấm nhôm có độ dày thay đổi < 1,67 cm Chia bộ lọc kích thước 20x20 cm thành 400 ô Hình 2.5 Hình dạng của bộ lọc làm bằng nhôm 14 2.3.2 Thiết kế bộ lọc Bảng 2.2 Tỷ lệ độ dày -... sử dụng bộ lọc có bề dày thay đổi D max 2,31 = = 1,13 Dmin 2,05 Tỷ số bất đồng đều liều giảm Kết luận và kiến nghị Kết luận Kết quả mà bài báo đưa ra là không đáng tin cậy Tính toán được bề dày, vật liệu và hình dạng cụ thể của bộ lọc nhằm cải thiện sự đồng đều liều hấp thụ trong thùng hàng được chiếu xạ bằng nguồn electron năng lượng 6 MeV và 10 MeV Tính toán phân bố liều trong sản phẩm chiếu. .. chiếu xạ khi được chiếu bằng chùm electron năng lượng 6 MeV và 10 MeV sau khi đi qua bộ lọc có chiều dày thay đổi Kiến nghị Cần thực hiện các đo đạc thực nghiệm TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Nguyễn Đức Hòa (2012), Điện tử hạt nhân, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam [2] Cao Văn Chung (2010), Tính toán phân bố liều trong sản phẩm chiếu xạ và tính toán an toàn đối với máy gia tốc UERL-10-15S2, ... 100000 Liều (kGy) 300000 150000 Mặt một Mặt hai Hai mặt 100000 50000 50000 0 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Độ sâu (cm) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Độ sâu (cm) Hình 2.12 Phân bố liều trong thùng hàng chiếu xạ hai mặt bởi nguồn electron năng lượng 10 MeV không sử dụng bộ lọc D max 3, 40 = = 1,86 Dmin 1, 83 Hình 3.13 Phân bố liều trong thùng hàng chiếu xạ hai mặt bởi nguồn electron năng lượng 10 MeV sử. .. ô Tỷ lệ Độ dày (cm) Diện tích mặt đáy (cm2) 9 0,010 0,650 1 0,197 0,070 1 0,397 0,070 1 0,600 0,070 1 0,806 0,070 1 1,016 0,070 Hình 2.6 Hình dạng chi tiết 1 ô trong 400 ô của bộ lọc làm bằng nhôm đối với nguồn electron 6 MeV 2.3.3 Chiếu xạ một mặt 350000 300000 Liều (kGy) 250000 200000 không có bộ lọc Có bộ lọc 150000 100000 50000 0 0 5 10 15 20 25 30 35 Độ sâu (cm) Hình 2.7 Phân bố liều trong thùng... năng lượng Cộng đại số liều theo tỷ lệ 350000 300000 Liều (kGy) 250000 Đường tổng liều phẳng 6 MeV 5 MeV 4 MeV 3 MeV 2 MeV 1 MeV 200000 150000 Tỷ lệ 1-1-1-1-1-9 100000 50000 0 0 5 10 15 20 25 30 35 Độ sâu (cm) Hình 2.3 Phân bố liều trong thùng hàng của sáu mức đơn năng lượng khi không sử dụng bộ lọc MCNP mô phỏng phân bố liều 2.3.1 Tính toán tỷ lệ năng lượng 350000 300000 Liều (kGy) 250000 200000... mất năng lượng do ion hóa  me v 2 SC = nZ×ln  2  2I me v  4πe2 e ÷ 2÷  Sự mất năng lượng do phát bức xạ Z2 re2   2T  4  SR = nT -   4ln  2÷ 3 137   mec ÷      Các bộ phận chính của máy gia tốc UERL-10-15S2 hệ thống che chắn bức xạ hệ thống gia tốc hệ băng chuyền hệ thống chùm tia nguồn cao thế và khối điều khiển . có bộ lọc Có bộ lọc Độ sâu (cm) Liều (kGy) Hình 2.7. Phân bố liều trong thùng hàng chiếu bởi nguồn 6 MeV sử dụng bộ lọc có chiều dày thay đổi 16 2.3.4. Chiếu xạ hai mặt Không sử dụng bộ lọc Sử. QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ - VẬT LÝ KỸ THUẬT BỘ MÔN VẬT LÝ HẠT NHÂN Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BỘ LỌC ĐỂ GIẢM ĐỘ BẤT ĐỒNG ĐỀU LIỀU TRONG SẢN PHẨM. CHIẾU XẠ TRÊN MÁY GIA TỐC CHÙM TIA ĐIỆN TỬ UERL-10-15S2 SVTH: Nguyễn Vũ Diệu Linh CBHD: TS.Trần Văn Hùng CBPB: TS.Trần Duy Tập TP HỒ CHÍ MINH- NĂM 2014 1 NỘI DUNG 2 LÝ THUYẾT THIẾT KẾ BỘ LỌC