khảo sát sự tự hấp thụ gamma trong phép đo mẫu môi trường sử dụng hệ phổ kế hpge

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Võ Thị Ngọc Lý KHẢO SÁT SỰ TỰ HẤP THỤ GAMMA TRONG PHÉP ĐO MẪU MÔI TRƯỜNG SỬ DỤNG HỆ PHỔ KẾ HPGe LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ Thành Phố Hồ Chí Minh – 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Võ Thị Ngọc Lý KHẢO SÁT SỰ TỰ HẤP THỤ GAMMA TRONG PHÉP ĐO MẪU MÔI TRƯỜNG SỬ DỤNG HỆ PHỔ KẾ HPGe Chuyên ngành: Vật lí nguyên tử Mã số: 60 44 01 06 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Trương Thị Hồng Loan Thành Phố Hồ Chí Minh – 2013 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình cao học viết luận văn, nhận nhiều giúp đỡ chân thành quý thầy cô, gia đình bạn bè Nhân đây, xin gửi lời tri ân sâu sắc đến: - TS Trương Thị Hồng Loan, người cô đáng kính Trong suốt thời gian làm luận văn, cô nhiệt tình bảo phương pháp nghiên cứu, cung cấp tài liệu, tạo điều kiện tốt cho làm thí nghiệm đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho luận văn - PGS.TS Châu Văn Tạo, người thầy tạo điều kiện cho thực luận văn Bộ môn Vật lý trường Đại Học Khoa học Tự nhiên - Các thầy cô Bộ môn Vật lý hạt nhân trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp.HCM giúp đỡ nhiệt tình đóng góp nhiều ý kiến quý báu trình thực luận văn - Các bạn nhóm MCNP truyền đạt nhiều kinh nghiệm quý báu trình tiến hành thí nghiệm xử lý phổ gamma - Hội đồng bảo vệ luận văn trường Đại học Sư Phạm TP.HCM dành nhiều thời gian đọc đóng góp ý kiến quý báu cho luận văn - Các thầy cô Bộ môn Vật lý hạt nhân trường Đại học Sư Phạm TP.HCM tạo điều kiện cho học tập, nghiên cứu bảo vệ luận văn - Cuối cùng, xin khắc sâu công ơn Cha mẹ, em gái, bạn bè khoá K22 giúp đỡ động viên nhiều trình học tập làm luận văn TP.HCM, ngày 20 tháng năm 2013 Võ Thị Ngọc Lý MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN T MỤC LỤC T DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT T DANH MỤC CÁC BẢNG T DANH MỤC CÁC HÌNH T MỞ ĐẦU .1 T 0T Chương TỔNG QUAN T 1.1 Tình hình nghiên cứu tự hấp thụ giới nước .3 T T 1.1.1 Tình hình nghiên cứu tự hấp thụ giới T T 1.1.2 Tình hình nghiên cứu tự hấp thụ nước T T 1.2 Giới thiệu hệ phổ kế gamma HPGe đặc trưng T T 1.2.1 Cấu tạo hệ phổ kế gamma HPGe T T 1.2.2 Các đặc trưng hệ phổ kế gamma HPGe 11 T T 1.3 Kết luận chương 22 T 0T Chương TƯƠNG TÁC CỦA BỨC XẠ GAMMA VỚI VẬT CHẤT VÀ CÁC T PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT SỰ TỰ HẤP THỤ 23 2.1 Tương tác xạ gamma với vật chất 23 T T 2.1.1 Khái quát xạ gamma 23 T T 2.1.2 Tương tác xạ gamma với vật chất .23 T T 2.2 Các phương pháp khảo sát tự hấp thụ phép đo mẫu môi trường .29 T T 2.2.1 Phương pháp khảo sát tự hấp thụ phép đo mẫu môi trường dùng T phương pháp mô với chương trình MCNP 31 T 2.2.2 Phương pháp khảo sát tự hấp thụ phép đo mẫu môi trường T thực nghiệm .32 0T 2.3 Kết luận chương 34 T 0T Chương THỰC NGHIỆM KHẢO SÁT SỰ TỰ HẤP THỤ GAMMA TRONG T PHÉP ĐO MẪU MÔI TRƯỜNG .36 3.1 Chuẩn bị mẫu khảo sát 36 T 0T 3.1.1 Lí chọn mẫu 36 T 0T 3.1.2 Chuẩn bị mẫu 37 T 0T 3.2 Chuẩn lượng trước đo .37 T T 3.3 Bố trí thí nghiệm 38 T 0T 3.3.1 Các bước tiến hành thí nghiệm .40 T T 3.3.2 Phương pháp xác định hệ số hiệu chỉnh tự hấp thụ 40 T T 3.4 Kết thí nghiệm .42 T 0T 3.4.1 Tốc độ đếm 42 T 0T 3.4.2 Hệ số hấp thụ tuyến tính 43 T T 3.4.3 Hệ số tự hấp thụ 46 T 0T 3.4.4 Hệ số hiệu chỉnh tự hấp thụ 50 T T 3.4.5 Xây dựng biểu thức giải tích cho hệ số hiệu chỉnh tự hấp thụ 54 T T 3.5.1 Mẫu RG - Th1 57 T 0T 3.5.2 Mẫu RG - U1 59 T 0T 3.5.3 Kết luận 61 T 0T 3.6 Kết luận chương 61 T 0T KẾT LUẬN CHUNG 63 T 0T KIẾN NGHỊ 64 T 0T TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 T 0T DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 68 T T PHỤ LỤC 69 T 0T DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT  Các ký hiệu A hoạt độ riêng nguồn phóng xạ c vận tốc ánh sáng chân không Ee lượng quang electron Eγ lượng tia gamma tới E’ lượng tia gamma sau tán xạ R R P P E lk R lượng liên kết electron với nguyên tử R f hệ số hiệu chỉnh tự hấp thụ F(E) hệ số tự hấp thụ theo lượng I0 R cường độ ban đầu tia gamma R cường độ lúc sau tia gamma I me khối lượng nghỉ electron n tốc độ đếm tia gamma qua hộp có mẫu R n0 R R tốc độ đếm tia gamma qua hộp rỗng R N diện tích đỉnh r tỉ số đỉnh – toàn phần R độ phân giải lượng R(E) tốc độ phát xạ thời gian đo mẫu t T 1/2 R R chu kỳ bán rã y xác suất phát gamma γ gamma µ hệ số hấp thụ tuyến tính µρ hệ số hấp thụ khối ρ mật độ ε hiệu suất εabs hiệu suất tuyệt đối εint hiệu suất nội εp hiệu suất đỉnh εp hiệu suất tương đối θ góc tán xạ tia gamma σ sai số tuyệt đối σa tiết diện hấp thụ quang điện σc tiết diện tán xạ Compton  Chữ viết tắt biến đổi tương tự số ADC Analog – to Digital Converter Bq Becquerel FWHM Full Width Half Maximum bề rộng nửa giá trị cực đại HPGe Hight Pure Germanium Germanium siêu tinh khiết IAEA International Atomic Energy Cơ quan lượng nguyên tử Agency quốc tế MCA Multi Chanel Analyzer phân tích đa kênh ThS Thạc sĩ TP.HCM Thành Phố Hồ Chí Minh TS Tiến sĩ DANH MỤC CÁC BẢNG STT Bảng 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 Nội dung Tốc độ đếm tia gamma xuyên qua hộp rỗng qua hộp chứa mẫu xi măng Hệ số hấp thụ tuyến tính mẫu xi măng Hệ số hấp thụ tuyến tính theo lượng với mật độ khác Hệ số tự hấp thụ theo lượng mẫu xi măng Hệ số tự hấp thụ với mật độ lượng khác Hệ số hiệu chỉnh tự hấp thụ mẫu xi măng Hệ số hiệu chỉnh tự hấp thụ theo mật độ mức lượng khác Giá trị a, b hệ số tương quan R2 3.9 Hiệu suất ghi mẫu nước theo lượng 58 10 3.10 Các giá trị a, b theo lượng mẫu RG – Th1 58 11 3.11 12 3.12 13 3.13 14 3.14 15 3.15 16 3.16 17 P.1 Các giá trị f, ε0 , ε tính toán mẫu RG - U1 Hoạt độ đồng vị mẫu RG - U1 So sánh hoạt độ tính toán với hoạt độ IAEA cung cấp Tốc độ đếm xuyên qua hộp chứa mẫu bột nghệ 18 P.2 Tốc độ đếm xuyên qua hộp chứa mẫu bột gạo 69 19 P.3 Tốc độ đếm xuyên qua hộp chứa mẫu mì tinh 70 20 P.4 Tốc độ đếm xuyên qua hộp chứa mẫu cà phê 70 21 P.5 Tốc độ đếm xuyên qua hộp chứa mẫu nước cất 71 22 P.6 Tốc độ đếm xuyên qua hộp chứa mẫu đất 71 23 P.7 Hệ số hấp thụ tuyến tính mẫu bột nghệ 72 P P Kết tính f, ε0 , ε số vạch lượng khảo sát mẫu chuẩn RG – Th1 Kết tính toán hoạt độ đồng vị mẫu RG – Th1 Các giá trị a, b theo lượng mẫu RG - U1 Trang 42 44 45 46 47 50 51 55 59 59 60 60 60 61 69 24 P.8 Hệ số hấp thụ tuyến tính mẫu bột gạo 72 25 P.9 Hệ số hấp thụ tuyến tính mẫu mì tinh 73 26 P.10 Hệ số hấp thụ tuyến tính mẫu cà phê 73 27 P.11 Hệ số hấp thụ tuyến tính mẫu nước cất 74 28 P.12 Hệ số hấp thụ tuyến tính mẫu đất 74 29 P.13 Hệ số tự hấp thụ theo lượng mẫu bột nghệ 75 30 P.14 Hệ số tự hấp thụ theo lượng mẫu bột gạo 75 31 P.15 Hệ số tự hấp thụ theo lượng mẫu mì tinh 76 32 P.16 Hệ số tự hấp thụ theo lượng mẫu cà phê 76 33 P.17 Hệ số tự hấp thụ theo lượng mẫu nước cất 77 34 P.18 Hệ số tự hấp thụ theo lượng mẫu đất 77 35 P.19 Hệ số hiệu chỉnh tự hấp thụ mẫu bột nghệ 78 36 P.20 Hệ số hiệu chỉnh tự hấp thụ mẫu bột gạo 78 37 P.21 Hệ số hiệu chỉnh tự hấp thụ mẫu mì tinh 79 38 P.22 Hệ số hiệu chỉnh tự hấp thụ mẫu cà phê 79 39 P.23 Hệ số hiệu chỉnh tự hấp thụ mẫu đất 80 66 10 F.L Melquiades, C.R Appoloni, “Self – absorption correction for gamma spectrometry of powdered milk samples using Marinelli beaker”, Appl Radiat Isot 55, p 697-700 11 K Debertin and R.G Helmer (1988), Gamma and X-Ray Spectrometry With Semiconductor Detector, Amsterdam, North-Holland 12 Michael E Kitto (1991), “Determination of Photon Self-absorption Corrections for Soil Samples”, Appl Radiat Isot., Vol 42, p 835-839 13 M Mostajaboddavati, S Hassanzadeh, H Faghihian, M.R Abdi, M Kamali (2006), “Efficiency calibration and measurement of self-absorption correction for enviromental gamma-spectroscopy of soil samples using Marinelli beaker”, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Vol 268, No 3, p 539-544 14 M Jurado Vargas, A Fernández Timón, N Cornejo Díaz, D Pérez Sánchez (2002), “Monte Carlo simulation of the self-absorption correction for natural samples in gamma-ray spectrometry, Appl Radiat Isot., Vol 57, p 893-898 15 Necati Celik, Ugur Cevik (2010), “Monte Carlo determination of water concentration effect on gamma-ray detection efficiency in soil samples”, Appl Radiat Isot., Vol 68, p 1150-1153 16 N Q Huy, T V Luyen (2004), “A method to determine 238 P U activity in P environmental soil samples by using 63.3-keV-photopeak-gamma HPGe spectrometer”, Appl Radiat Iso., Vol 61, p 1419-1424 17 Ngo Quang Huy, Do Quang Binh, Vo Xuan An, Truong Thi Hong Loan, Nguyen Thanh Can (2012), “Self-absorption correction in determining the 238 P U activity of soil samples via 63.3 keV gamma ray using MCNP5 P code”, Appl Radiat Iso., j.apradiso.2012.09.004 18 Nguyen Thi Cam Thu, Dang Nguyen Phuong, Truong Thi Hong Loan, Tran Ai Khanh, Mai Van Nhon (2010), “Geometry Optimization of Marinelli Sample in Environmental Radioactivity Measurement”, Topical 67 Conference on Nuclear Physics, High Energy and Astrophysics (NPHEAP2010), Hanoi 19 Truong Thi Hong Loan, Dang Nguyen Phuong, Do Pham Huu Phong, Tran Ai Khanh (2009), “Investigating the effect of matrices and density on the efficiency of the HPGe gamma spectroscopy using MCNP code”, Communication in Physics, Vol 19, No 1, p 45-52 20 O Sima, C Dovlete (1997), “Matrix Effects in the Activity Measurement of Environmental Samples – Implementation of Specific Correction in a Gamma-ray Spectrometry Analysis Program”, Appl Radiat Isot., Vol 48, No 1, p 59-69 21 X – Monte Carlo Team (2005), “MCNP – A General Monte Carlo N – Praticle Transport Code”, Version 5, Los Alamos National Laboratory 22 Z.B Alfassi, N.Lavi (2005), “The dependence of the counting efficiency of Marinelli beakers for environmental samples on the density of the samples”, Appl Radiat Isot 63, p 87-92 68 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ Đồng Ngọc Vĩnh, Trương Thị Hồng Loan, Nguyễn Thị Quỳnh Quyên, Võ Thị Ngọc Lý (2012), “Khảo sát tự hấp thụ phép đo mẫu môi trường sử dụng hệ phổ kế gamma HPGe”, Báo cáo Hội nghị khoa học lần thứ VIII, trường Đại học Khoa học tự nhiên năm 2012 69 PHỤ LỤC Bảng P.1 Tốc độ đếm xuyên qua hộp chứa mẫu bột nghệ Bột nghệ 81,0 Tốc độ đếm n (số đếm/s) 3,3360 88,0 0,2911 2,37 867,3 1,1678 1,87 121,8 3,4283 0,86 964,0 4,1469 0,67 244,7 0,6964 3,16 1085,8 2,6257 0,99 344,3 2,6442 1,03 1112,0 3,8561 0,68 411,0 0,2938 6,71 444,0 0,5204 4,03 1408,0 5,5122 0,51 E (keV) Sai số n (%) E(keV) 0,73 778,9 Tốc độ đếm n (số đếm/s) 3,5438 Sai số n (%) 0,80 Bảng P.2 Tốc độ đếm xuyên qua hộp chứa mẫu bột gạo Bột gạo 81,0 Tốc độ đếm n (số đếm/s) 3,2098 88,0 0,2804 2,49 867,3 1,0848 1,77 121,8 3,2396 0,80 964,0 3,8831 0,63 244,7 0,6853 2,82 1085,8 2,5160 0,90 344,3 2,5626 0,94 1112,0 3,6331 0,63 411,0 0,2522 6,85 444,0 0,4432 4,18 1408,0 5,2599 0,47 E (keV) Sai số n (%) E(keV) 0,87 778,9 Tốc độ đếm n (số đếm/s) 3,2969 Sai số n (%) 0,75 70 Bảng P.3 Tốc độ đếm xuyên qua hộp chứa mẫu mì tinh Mì tinh 81,0 Tốc độ đếm n (số đếm/s) 3,1457 88,0 0,2844 2,45 867,3 1,0697 1,95 121,8 3,1596 0,91 964,0 3,7192 0,72 244,7 0,6764 3,15 1085,8 2,3394 1,07 344,3 2,4521 1,08 1112,0 3,5210 0,71 411,0 0,2983 6,36 444,0 0,4606 4,43 1408,0 5,1265 0,54 E (keV) Sai số (%) E(keV) 0,89 778,9 Tốc độ đếm n (số đếm/s) 3,2467 Sai số (%) 0,84 Bảng P.4 Tốc độ đếm xuyên qua hộp chứa mẫu cà phê Cà phê 81,0 Tốc độ đếm n (số đếm/s) 3,0124 88,0 0,2753 2,34 867,3 1,0410 2,07 121,8 3,0918 0,91 964,0 3,9200 0,69 244,7 0,6657 3,24 1085,8 2,3553 1,07 344,3 2,4725 1,06 1112,0 3,6453 0,69 411,0 0,2779 6,98 444,0 0,4939 4,17 1408,0 5,2633 0,52 E (keV) Sai số (%) E (keV) 0,90 778,9 Tốc độ đếm n (số đếm/s) 3,3578 Sai số (%) 0,82 71 Bảng P.5 Tốc độ đếm xuyên qua hộp chứa mẫu nước cất Nước 81,0 Tốc độ đếm n (số đếm/s) 2,6339 88,0 0,2338 2,65 867,3 1,0383 2,00 121,8 2,6256 1,04 964,0 3,6444 0,72 244,7 0,5789 3,64 1085,8 2,2939 1,07 344,3 2,2454 1,14 1112,0 3,3928 0,73 411,0 0,2776 6,82 444,0 0,3965 5,12 1408,0 4,9974 0,54 E (keV) Sai số (%) E (keV) 0,98 778,9 Tốc độ đếm n (số đếm/s) 3,0335 Sai số (%) 0,88 Bảng P.6 Tốc độ đếm xuyên qua hộp chứa mẫu đất Đất 81,0 Tốc độ đếm n (số đếm/s) 1,8283 88,0 0,1960 2,69 867,3 0,8950 2,18 121,8 2,2928 1,10 964,0 3,2057 0,78 244,7 0,5475 3,63 1085,8 2,0968 1,12 344,3 2,0383 1,19 1112,0 3,0228 0,78 411,0 0,2408 7,43 444,0 0,3529 5,38 1408,0 4,5522 0,56 E (keV) Sai số (%) E(keV) 1,21 778,9 Tốc độ đếm n (số đếm/s) 2,6244 Sai số (%) 0,96 72 Hệ số hấp thụ tuyến tính theo lượng mẫu Bảng P.7 Hệ số hấp thụ tuyến tính mẫu bột nghệ Bột nghệ E (keV) Hệ số hấp thụ tuyến Sai số (%) tính (cm-1) 0,0465 6,13 P 81,0 E (keV) Hệ số hấp Sai số (%) thụ (cm-1) P P P 778,9 0,0346 9,11 88,0 0,1171 7,38 867,3 0,0360 20,33 121,8 0,0801 4,00 964,0 0,0304 8,78 244,7 0,0819 14,07 1085,8 0,0211 18,90 344,3 0,0590 6,66 1112,0 0,0273 9,91 411,0 0,0308 84,79 444,0 0,0234 68,60 1408,0 0,0239 8,55 Bảng P.8 Hệ số hấp thụ tuyến tính mẫu bột gạo Bột gạo 81,0 Hệ số hấp thụ tuyến tính (cm-1) 0,0575 88,0 E (keV) P Sai số (%) E (keV) Hệ số hấp thụ (cm-1) Sai số (%) P P P 5,48 778,9 0,0553 5,52 0,1278 6,97 867,3 0,0571 12,46 121,8 0,0963 3,19 964,0 0,0491 5,26 244,7 0,0865 12,47 1085,8 0,0333 11,43 344,3 0,0679 5,50 1112,0 0,0444 5,88 411,0 0,0744 35,54 444,0 0,0693 23,63 1408,0 0,0373 5,26 73 Bảng P.9 Hệ số hấp thụ tuyến tính mẫu mì tinh Mì tinh 81,0 Hệ số hấp thụ tuyến tính (cm-1) 0,0633 5,06 778,9 Hệ số hấp thụ tuyến tính (cm-1) 0,0596 88,0 0,1237 7,13 867,3 0,0611 12,26 121,8 0,1034 3,21 964,0 0,0615 4,51 244,7 0,0902 12,75 1085,8 0,0540 7,67 344,3 0,0805 5,01 1112,0 0,0533 5,20 411,0 0,0264 96,25 444,0 0,0583 28,98 1408,0 0,0446 4,71 E(keV) P Sai số (%) E (keV) P P Sai số (%) P 5,43 Bảng P.10 Hệ số hấp thụ tuyến tính mẫu cà phê Cà phê 81,0 Hệ số hấp thụ tuyến tính (cm-1) 0,0757 4,26 778,9 Hệ số hấp thụ tuyến tính (cm-1) 0,0500 88,0 0,1331 6,44 867,3 0,0688 11,25 121,8 0,1096 3,02 964,0 0,0464 5,83 244,7 0,0948 12,35 1085,8 0,0521 7,96 344,3 0,0782 5,11 1112,0 0,0434 6,29 411,0 0,0467 57,25 444,0 0,0384 42,62 1408,0 0,0371 5,56 E(keV) P Sai số (%) E (keV) P P Sai số (%) P 6,39 74 Bảng P.11 Hệ số hấp thụ tuyến tính mẫu nước cất Nước 81,0 Hệ số hấp thụ tuyến tính (cm-1) 0,1140 2,99 778,9 Hệ số hấp thụ tuyến tính (cm-1) 0,0790 88,0 0,1798 5,16 867,3 0,0696 10,91 121,8 0,1563 2,31 964,0 0,0673 4,12 244,7 0,1347 9,38 1085,8 0,0597 6,95 344,3 0,1057 3,94 1112,0 0,0639 4,40 411,0 444,0 0,0469 0,1011 56,17 18,22 1408,0 0,0519 4,05 E (keV) P Sai số (%) E (keV) P P Sai số (%) P 4,20 Bảng P.12 Hệ số hấp thụ tuyến tính mẫu đất Đất 81,0 Hệ số hấp thụ tuyến tính (cm-1) 0,2183 1,82 778,9 Hệ số hấp thụ tuyến tính (cm-1) 0,1204 88,0 0,2302 4,07 867,3 0,1120 7,13 121,8 0,1950 1,93 964,0 0,1039 2,79 244,7 0,1507 8,37 1085,8 0,0853 4,98 344,3 0,1333 3,21 1112,0 0,0969 3,01 411,0 0,0876 31,61 444,0 0,1344 14,15 1408,0 0,0785 2,73 E (keV) P Sai số (%) E (keV) P P Sai số (%) P 2,90 75 Hệ số tự hấp thụ theo lượng mẫu Bảng P.13 Hệ số tự hấp thụ theo lượng mẫu bột nghệ Bột nghệ 81,0 Hệ số tự hấp thụ 0,9229 88,0 0,8204 1,41 867,3 0,9396 1,25 121,8 0,8720 0,53 964,0 0,9487 0,46 244,7 0,8694 1,92 1085,8 0,9640 0,69 344,3 0,9035 0,66 1112,0 0,9537 0,47 411,0 0,9479 4,49 444,0 0,9601 2,77 1408,0 0,9594 0,35 E (keV) Sai số (%) E (keV) 0,49 778,9 Hệ số tự hấp thụ 0,9418 Sai số (%) 0,54 Bảng P.14 Hệ số tự hấp thụ theo lượng mẫu bột gạo Bột gạo 81,0 Hệ số tự hấp thụ 0,9058 88,0 0,8063 1,44 867,3 0,9065 1,20 121,8 0,8489 0,51 964,0 0,9187 0,44 244,7 0,8628 1,79 1085,8 0,9440 0,65 344,3 0,8900 0,63 1112,0 0,9263 0,44 411,0 0,8804 4,43 444,0 0,8880 2,75 1408,0 0,9375 0,34 E (keV) Sai số (%) E (keV) 0,53 778,9 Hệ số tự hấp thụ 0,9093 Sai số (%) 0,52 76 Bảng P.15 Hệ số tự hấp thụ theo lượng mẫu mì tinh Mì tinh 81,0 Hệ số tự hấp thụ 0,8970 88,0 0,8116 1,43 867,3 0,9004 1,26 121,8 0,8390 0,55 964,0 0,8997 0,47 244,7 0,8575 1,91 1085,8 0,9111 0,70 344,3 0,8714 0,67 1112,0 0,9123 0,47 411,0 0,9552 4,38 444,0 0,9045 2,86 1408,0 0,9259 0,36 E (keV) Sai số (%) E (keV) 0,54 778,9 Hệ số tự hấp thụ 0,9025 Sai số (%) 0,55 Bảng P.16 Hệ số tự hấp thụ theo lượng mẫu cà phê Cà phê 81,0 Hệ số tự hấp thụ 0,8786 88,0 0,7994 1,38 867,3 0,8886 1,30 121,8 0,8305 0,54 964,0 0,9230 0,46 244,7 0,8510 1,94 1085,8 0,9141 0,70 344,3 0,8749 0,67 1112,0 0,9278 0,47 411,0 0,9226 4,55 444,0 0,9358 2,80 1408,0 0,9378 0,35 E (keV) Sai số (%) E (keV) 0,54 778,9 Hệ số tự hấp thụ 0,9174 Sai số (%) 0,54 77 Bảng P.17 Hệ số tự hấp thụ theo lượng mẫu nước cất Nước 81,0 Hệ số tự hấp thụ 0,8246 88,0 0,7421 1,46 867,3 0,8876 1,27 121,8 0,7702 0,58 964,0 0,8910 0,47 244,7 0,7973 2,04 1085,8 0,9025 0,70 344,3 0,8359 0,68 1112,0 0,8961 0,47 411,0 0,9222 4,49 444,0 0,8422 3,03 1408,0 0,9144 0,36 E (keV) Sai số (%) E (keV) 0,56 778,9 Hệ số tự hấp thụ 0,8736 Sai số (%) 0,55 Bảng P.18 Hệ số tự hấp thụ theo lượng mẫu đất Đất 81,0 Hệ số tự hấp thụ 0,6992 88,0 0,6867 1,42 867,3 0,8273 1,31 121,8 0,7247 0,58 964,0 0,8383 0,48 244,7 0,7772 2,01 1085,8 0,8645 0,71 344,3 0,7991 0,69 1112,0 0,8481 0,48 411,0 0,8613 4,60 444,0 0,7977 3,07 1408,0 0,8743 0,36 E (keV) Sai số (%) E (keV) 0,61 778,9 Hệ số tự hấp thụ 0,8160 Sai số (%) 0,57 78 Hệ số hiệu chỉnh theo lượng mẫu Bảng P.19 Hệ số hiệu chỉnh tự hấp thụ mẫu bột nghệ Bột nghệ 81,0 Hệ số hiệu chỉnh 1,1192 88,0 1,1055 2,04 867,3 1,0586 1,83 121,8 1,1323 0,82 964,0 1,0648 0,67 244,7 1,0904 2,86 1085,8 1,0682 1,00 344,3 1,0809 0,97 1112,0 1,0643 0,68 411,0 1,0279 6,43 444,0 1,1400 4,32 1408,0 1,0491 0,51 E (keV) Sai số (%) E (keV) 0,82 778,9 Hệ số hiệu chỉnh 1,0781 Sai số (%) 0,79 Bảng P.20 Hệ số hiệu chỉnh tự hấp thụ mẫu bột gạo Bột gạo 81,0 Hệ số hiệu chỉnh 1,0985 88,0 1,0864 2,05 867,3 1,0213 1,75 121,8 1,1023 0,77 964,0 1,0311 0,64 244,7 1,0822 2,71 1085,8 1,0460 0,96 344,3 1,0647 0,93 1112,0 1,0337 0,65 411,0 0,9547 6,30 444,0 1,0543 4,09 1408,0 1,0252 0,49 E (keV) Sai số (%) E (keV) 0,77 778,9 Hệ số hiệu chỉnh 1,0408 Sai số (%) 0,76 79 Bảng P.21 Hệ số hiệu chỉnh tự hấp thụ mẫu mì tinh Mì tinh 81,0 Hệ số hiệu chỉnh 1,0879 88,0 1,0936 2,04 867,3 1,0144 1,79 121,8 1,0894 0,79 964,0 1,0098 0,66 244,7 1,0754 2,79 1085,8 1,0096 0,99 344,3 1,0425 0,96 1112,0 1,0181 0,67 411,0 1,0358 6,27 444,0 1,0740 4,17 1408,0 1,0125 0,51 E (keV) Sai số (%) E (keV) 0,78 778,9 Hệ số hiệu chỉnh 1,0331 Sai số (%) 0,78 Bảng P.22 Hệ số hiệu chỉnh tự hấp thụ mẫu cà phê Cà phê 81,0 Hệ số hiệu chỉnh 1,0655 88,0 1,0772 2,01 867,3 1,0012 1,82 121,8 1,0783 0,79 964,0 1,0359 0,66 244,7 1,0674 2,81 1085,8 1,0129 0,99 344,3 1,0466 0,96 1112,0 1,0354 0,66 411,0 1,0005 6,39 444,0 1,1111 4,13 1408,0 1,0256 0,50 E (keV) Sai số (%) E (keV) 0,78 778,9 Hệ số hiệu chỉnh 1,0501 Sai số (%) 0,78 80 Bảng P.23 Hệ số hiệu chỉnh tự hấp thụ mẫu đất Đất 81,0 Hệ số hiệu chỉnh 0,847942 88,0 0,925251 2,04 867,3 0,93207 1,83 121,8 0,940952 0,82 964,0 0,94088 0,67 244,7 0,97476 2,86 1085,8 0,957893 1,00 344,3 0,955982 0,97 1112,0 0,946455 0,68 411,0 0,933961 6,43 444,0 0,947179 4,32 1408,0 0,956118 0,51 E (keV) Sai số (%) E (keV) 0,82 778,9 Hệ số hiệu chỉnh 0,93406 Sai số (%) 0,79 [...]... trí hệ đo sự tự hấp thụ Nguồn điểm và chuẩn trực bằng chì đường kính 12 mm Hệ đo được đặt trong buồng chì của hệ phổ kế gamma HPGe Đồ thị sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ tuyến tính vào năng lượng của mẫu xi măng Đồ thị sự phụ thuộc của hệ số tự hấp thụ vào mật độ ở các mức năng lượng khác nhau Đồ thị sự phụ thuộc của hệ số tự hấp thụ vào năng lượng Đồ thị sự phụ thuộc của hệ số hiệu chỉnh sự tự hấp thụ. .. sát sự tự hấp thụ Chương này trình bày các hiệu ứng cơ bản khi gamma tương tác với vật chất, cũng như các phương pháp đánh giá hiệu ứng tự hấp thụ 2 CHƯƠNG 3: Thực nghiệm khảo sát sự tự hấp thụ gamma trong phép đo mẫu môi trường Chương này trình bày thực nghiệm đánh giá sự tự hấp thụ gamma trong mẫu môi trường bao gồm cách bố trí thí nghiệm, đo đạc, xử lý kết quả Từ đó, xây dựng biểu thức cho hệ số hiệu... thực của hệ phổ kế đối với mẫu cần đo rất khác so với hiệu suất ghi đã được xác định thông qua mẫu chuẩn Hiệu suất ghi của hệ phổ kế bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như cấu hình đo, năng lượng của tia gamma tới, hệ điện tử, sự tự hấp thụ Trong luận văn này, chúng tôi quan tâm đến vấn đề tự hấp thụ tia gamma trong mẫu bởi vì các mẫu môi trường thường có thể tích lớn, ảnh hưởng của sự tự hấp thụ là quan... rã  Sự tự hấp thụ [3][4] Đối với nguồn thể tích hay mẫu môi trường thì một số tia gamma phát ra bị mất một phần hay toàn bộ năng lượng của chúng trong mẫu trước khi rời khỏi hộp đựng mẫu Kết quả này làm giảm bớt số tia gamma được ghi nhận bởi đầu dò Ảnh hưởng này gọi là sự tự suy giảm hay sự tự hấp thụ Hiện tượng tự hấp thụ xảy ra khi tia gamma bị hấp thụ trong thể tích của mẫu Mức độ tự hấp thụ phụ... 3.13 Đồ thị sự phụ thuộc của hệ số hiệu chỉnh sự tự hấp thụ vào mật độ ở năng lượng 121 keV Đồ thị sự phụ thuộc của hệ số hiệu chỉnh sự tự hấp thụ vào mật độ ở các mức năng lượng khác nhau Đồ thị sự phụ thuộc của hệ số hiệu chỉnh sự tự hấp thụ vào năng lượng Giao diện chính của phần mềm KhanhAi.exe 52 53 53 57 1 MỞ ĐẦU Hệ phổ kế gamma là một thiết bị dùng trong phép đo và phân tích phổ gamma đặc trưng... Tình hình nghiên cứu sự tự hấp thụ trong nước Tại Việt Nam có nhiều nhóm tác giả nghiên cứu sự tự hấp thụ trong các mẫu môi trường như: - Năm 2004, Ngô Quang Huy và Trần Văn Luyến đã nghiên cứu sự tự hấp thụ trong mẫu để tính hoạt độ phóng xạ của U tại đỉnh 63,3 keV trong mẫu đất 238 P P dạng trụ bằng hệ phổ kế gamma HPGe Nhóm tác giả đã tìm được sự phụ thuộc tuyến tính của hệ số suy giảm vào mật độ... trình hiệu chỉnh sự tự hấp thụ gamma trong các mẫu môi trường dạng trụ có mật độ khác nhau bao gồm xác định hệ số hấp thụ tuyến tính, hệ số tự hấp thụ và hệ số hiệu chỉnh sự tự hấp thụ, giúp hiệu chỉnh nhanh sự tự hấp thụ mà không cần phải thực hiện nhiều phép tính phức tạp Với những ưu điểm nổi bật của phương pháp thực nghiệm này là không cần biết chính xác thành phần hoá học của mẫu nên luận văn... chỉnh sự tự hấp thụ của các mẫu môi trường có dạng hình trụ trên hệ phổ kế HPGe trong vùng năng lượng từ 60 keV đến 2000 keV Ba loại đầu dò HPGe đồng trục loại n và loại p được sử dụng có hiệu suất tương đối từ 20 – 45% và giả thuyết rằng các vật liệu tự nhiên đều có cùng hệ số suy giảm khối với nước Kết quả khảo sát được cho thấy hệ số hiệu chỉnh sự tự hấp thụ chỉ phụ thuộc vào năng lượng, mật độ của mẫu. .. cứu sự tự hấp thụ trên thế giới - Năm 1983, N.H Cutshall tính toán hoạt độ của đồng vị 210 P Pb trong mẫu P trầm tích có sử dụng hệ số hiệu chỉnh sự tự hấp thụ Trong công trình này, tác giả đã dùng phương pháp đo phổ gamma truyền qua để tính hệ số suy giảm tuyến tính 𝜇 và chứng minh được giá trị của µ phụ thuộc vào năng lượng [12] - Năm 1991, Michael E Kitto đã tính toán hệ số hiệu chỉnh sự tự hấp thụ. .. xạ, các mẫu môi trường và các phép phân tích khác dựa trên việc xác định năng lượng của tia gamma mà mẫu hoặc đồng vị đó phát ra Khi ứng dụng hệ phổ kế gamma trong phân tích mẫu môi trường, thường có những khó khăn trong việc tạo mẫu chuẩn sao cho thành phần hoá học cũng như mật độ và nhiều yếu tố khác phải giống với mẫu cần đo Bởi các mẫu môi trường rất đa dạng về thành phần hoá học và mật độ mẫu Do ... pháp khảo sát tự hấp thụ phép đo mẫu môi trường .29 T T 2.2.1 Phương pháp khảo sát tự hấp thụ phép đo mẫu môi trường dùng T phương pháp mô với chương trình MCNP 31 T 2.2.2 Phương pháp khảo sát. .. khảo sát tự hấp thụ phép đo mẫu môi trường T thực nghiệm .32 0T 2.3 Kết luận chương 34 T 0T Chương THỰC NGHIỆM KHẢO SÁT SỰ TỰ HẤP THỤ GAMMA TRONG T PHÉP ĐO MẪU MÔI TRƯỜNG... ứng tự hấp thụ 2 CHƯƠNG 3: Thực nghiệm khảo sát tự hấp thụ gamma phép đo mẫu môi trường Chương trình bày thực nghiệm đánh giá tự hấp thụ gamma mẫu môi trường bao gồm cách bố trí thí nghiệm, đo