tối ưu hóa hình học hộp chứa mẫu để đo các chất phóng xạ có hoạt độ thấp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH CHANHMANIVONG SOUKSAMONE TỐI ƯU HÓA HÌNH HỌC HỘP CHỨA MẪU ĐỂ ĐO CÁC CHẤT PHÓNG XẠ CÓ HOẠT ĐỘ THẤP LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ NGUYÊN TỬ Người hướng dẫn khoa học: TS VÕ XUÂN ÂN Thành phố Hồ Chí Minh – 2014 ່ໍ ສ ກະຊວງສ ້ າງ ຶ ກສາ ແລະ ການກ ໂຮງ ຮຽນມະຫາວ ູ ນະຄອນໂຮ ້ າງຄ ່ ີ ຈມ ິ ທະຍາໄລສ ິ ນ ສ ຸ ກສະໝອນ ຈັນມະນ ີ ວ ົ ງ ່ີ ເໝາະສ ່ີ ສ ການກ ຸ ດຂອງອ ຸ ໍ ານ ່ າງວ ິ ເຄາະບັນຈ ົ ດຂະໜາດທ ົ ມທ ທາດຕ ່ າງສ ໍ າລັບການຄ ່ ບັນດາທາດກ ໍ າມັນຕະພາບ ິ ດໄລ ົ ວຢ ່ື ອນທ ່ີ ໃນລະດັບຕ ່ໍ າ ລັງສ ີ ່ີ ທີມການເຄ ພາກວ ິ ິ ຊກອາຕອມ ິ ຊາ : ຟ ເລກລະຫັດ : 60.44.01.06 ິ ວທະຍານ ິ ພ ິ ນຍາໂທ ົ ນ: ລະດັບປະລ ່ີ ຶ ປກສາດ ອາຈານທ ້ ານວ ິ ທະຍາສາດ: ດຣ ເວາ ະ ຊວນ ເອ ິ ນ ນະຄອນໂຮ ່ ີ ຈມ ິ ນ - 2014 LỜI CẢM ƠN Trong trình thực hoàn thành luận văn này, nhận quan tâm giúp đỡ lớn từ Quý Thầy Cô, đồng nghiệp gia đình Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến: Thầy TS Võ Xuân Ân, hướng dẫn khoa học, mang đến cho kiến thức phong phú định hướng phương pháp nghiên cứu khoa học, truyền đạt tinh thần học hỏi, tìm tòi tận tình dẫn, giúp vượt qua trở ngại, vướng mắc suốt trình thực luận văn Quý Thầy Cô Bộ môn Vật lý hạt nhân, Khoa Vật lý Trường Đại học Sư phạm TP HCM đóng góp ý kiến thảo luận quý báu tạo điều kiện thuận lợi sở vật chất để học tập tích lũy kiến thức lĩnh vực vật lý nguyên tử hạt nhân Bên cạnh đó, xin gửi lời tri ân đến Quý Thầy Cô giảng dạy Quý Thầy Cô Phòng Sau Đại học, Trường Đại học Sư phạm TP HCM tạo điều kiện thuận lợi quan tâm đến nhiều suốt trình học tập thực luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè, Bố Mẹ, Anh Chị Em, người vợ yêu quí gái thân yêu có hỗ trợ tài thường xuyên động viên khích lệ suốt khóa học lúc khó khăn Tác giả Souksamone CHANHMANIVONG ຄຳ ຂອບໃ ຈ ່ໍ າຮຽນ ແລະ ການຂຽນບ ��������ເວລາຂອງການຄ ້ າຮ ິ ທະຍານ ິ ພ ົ ດວ ົ ນ, ົ ້ ນຄວ ່ີ ່ິ ຍງໃຫຍ ່ີ ເຄ ຂ ູ ອາຈານທ ້ ຮັບຄວາມເອ ່ ແລະ ການຊ ່ ວຍເຫ ້ າພະເຈ ່ ຈາກຄ ື ຼ ອທ ົ າໃຈໃສ ົ ້ າໄດ ົ າລ ົ ບຮັກ, ່ື ອນຮ ເພ ູ້ ບ ຸ ນຄ ຸ ນຢ ຸ ງ ແລະ ິ ຈງໃຈເຖ ໍ ສະແດງຄວາມຮ ່ າງສ ່ ວມງານ ແລະ ຄອບຄ ້ າພະເຈ ິ ງ: ົ ວ ຂ ົ ້ າຂ ່ີ ຶ ປກສາກ ດຣ ເວາະ ຊວນ ເອ ອາຈານທ ່ ຽວກັບວ ິ ນ ິ ທະຍາສາດ, ່ິ ນໄດ ເພ ້ າ ້ ແນະນ ໍ າທ ິ ດທາງຂອງການຄ ົ ້ ນຄວ ແລະ ່ິ ນໄດ ນອກນັ້ນເພ ມອບຄວາມຮ ູ້ ຢ ້ ສະ ່ າງເຕ ່ ຽມທາງດ ້ ານວ ້ ແກ ່ ຂ ້ າພະເຈ ິ ທະຍາສາດໃຫ ັ ມປ ົ ້ າ, ່ິ ງຂອງເພ ່ິ ນ, ່ື ອຊ ຫ ເພ ຼ ະເວລາອັນມ ຸ ນຄ ່ າຍ ່ ວຍເຫ ່ າງໃກ ້ ິ ຊດ, ີ ຄ ື ຼ ອຢ ຈ ຸ ປະສັກ, ່ ານຜ ່ າອ ້ ຂ ້ າພະເຈ ັ ດໃຫ ົ ນເຮ ົ ້ າສາມາດຜ ບັນຫາຄວາມຫຍ ຼ ອດໄລຍະເວລາຂອງການເຮ ຸ ່ ງຍາກນາໆປະການຕະຫ ້ າວ ິ ໄຈ ັ ດບ ົ ດຄ ົ ້ ນຄວ ່ີ ເຄ ຄ ຼ ຍ, ຄະນະວ ິ ິ ຊກນ ິ ິ ຊກສາດ ູ ອາຈານທ ິ ຊາຟ ິ ວເຄ ິ ຊາຟ ົ າລ ົ ບຮັກຂອງພາກວ ໂຮງຮຽນມະຫາ ແລະ ູ ນະຄອນໂຮ ້ າງຄ ່ ິ ຈມ ິ ວທະຍາໄລສ ີ ນ, ່ີທໄດ ່ຶ ອສ ່ື ອນໄຂທ ່ີ ເອ ່ໍ າສະເໝ ້ ໃຫ ້ ການແນະນ ໍ າຢ ່ າງສະໝ ້ າງເງ ໍ າ ີ ເພ ື ້ ອອ ນວຍຄວາມສະດວກ, ຈ ູ ້ ໄດ ຸ ນສະນະພ ້ ເຖ ້ ຂ ້ າພະເຈ ິ ງຄ ື ້ ນຖານ, ັ ດໃຫ ົ ນເຮ ົ ້ າສາມາດຮຽນຮ ມ ຼ ຍ ແລະ ຟ ິ ິ ຊກນ ິ ິ ຊກອາຕອມ ່ ຽວກັບຟ ີ ຄວາມສາມາດທາງພາກປະຕ ິ ບັດກ ິ ວເຄ ່ຶ ອໜ ່ຶ ງ, ີ ອກເທ ຂ ູ້ ບ ຸ ນຄ ຸ ນ, ໍ ສະແດງຄວາມຮ ້ າພະເຈ ົ ້ າຂ ່ີ ເຄ ່ີ ທ ຄວາມຂອບໃຈເຖ ູ ອາຈານທ ່ ານໄດ ້ ິສສອນ ິ ງຄ ົ າລ ົ ບຮັກທ ແລະ ຄ ູ ອາຈານຫ ູ ນະຄອນໂຮ ້ ອງເໝ ້ າງຄ ່ ິ ຈມ ຶ ອນມະຫາວ ິ ທະຍາໄລຂອງໂຮງຮຽນມະຫາວ ິ ທະຍາໄລສ ີ ນ, ່ທ ່ື ອນໄຂຄວາມສະດວກໃຫ ຼ ອດໄລຍະເວລາຂອງການຄ ້ າງເງ ້ ພວກຂ ້ າພະເຈ ິ ໄສ ົ້ ນ ົ ້ າຕະຫ ່ໍ າຮຽນ ແລະ ໃນພາກປະຕ ຄວ ້ າຮ ິ ບັດການຂຽນບ ິ ທະຍານ ິ ພ ົ ດວ ົ ນ ່ື ອນມ ເພ ສ ຂ ຸ ດທ ໍ ຝາກຄວາມຂອບໃຈມາຍັງ: ້ າຍ, ້ າພະເຈ ິ ສະຫາຍ, ົ ້ າຂ ອ ້ າຍເອ ້ ອງ, ື ້ ອຍນ ່ີ ຮັກ ເມຍທ ແລະ ່ໍ ແມ ພ ່ , ່ີ ແສນແພງຂອງຂ ລ ູ ກສາວທ ້ ໃຫ ້ ການຊ ່ ວຍເຫ ້ າພະເຈ ື ຼ ອ, ົ ້ າໄດ ສະໜັບສະໜ ູ ນທາງດ ້ ານວັດຖ ຶ ນຮອນ, ຸ ທ ່ໍ າຮຽນ ໃຫ ຼ ອດໄລຍະເວລາຂອງການສ ັ ນປ ົ ກະຕ ້ າຮ ້ ກ ໍ າລັງໃຈຢ ່ າງເປ ິ ຕະຫ ຶ ກສາຄ ົ ້ ນຄວ ່ີ ສ ໃນເວລາພ ຸ້ ງຍາກທ ຸ ດ ົ ບກັບບັນຫາຄວາມຫຍ ຊ ູ້ , ຸ ກຍ ແລະ ຜ ູ ້ ປະພັນ ສ ຸ ກສະໝອນ ຈັນມະນ ີ ວ ົ ງ MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC BẢNG CÁC CHỮ VIẾ TẮT MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 10 1.1 Những kết đạt nghiên cứu toán tối ưu hóa hình học hộp đựng mẫu 10 1.2 Phương pháp mô Monte Carlo 10 1.3 Chương trình MCNP5 12 1.3.1 Tổng quan MCNP5 12 1.3.2 Các đặc điểm 13 1.4 Hệ phổ kế gamma, cấu trúc buồng chì detector HPGe GC1518 14 1.4.1 Hệ phổ kế gamma 14 1.4.2 Cấu trúc buồng chì 15 1.4.3 Detector HPGe GC1518 17 1.5 Mô hình hóa hệ đo mô phổ gamma nguồn phóng xạ 20 1.5.1 Mô hình hóa hệ đo 20 1.5.2 Mô phổ gamma nguồn phóng xạ 21 CHƯƠNG : XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC TỐI ƯU CỦA CÁC HỘP CHỨA MẪU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH MCNP5 22 2.1 Mở đầu 22 2.2 Input chương trình MCNP5 22 2.3 Hộp chứa mẫu dạng hình trụ 25 2.3.1 Tính toán kích thước tối ưu hộp hình trụ chương trình MCNP5 25 2.3.2 Cách tính toán suất đếm 26 2.3.3 Sự phụ thuộc suất đếm vào bán kính tối ưu 27 2.3.4 Sự phụ thuộc bán kính tối ưu vào thể tích hộp đựng mẫu hình trụ 29 2.3.5 Kết thảo luận 31 2.4 Hộp chứa mẫu dạng Marinelli 31 2.4.1 Tính toán kích thước tối ưu hộp Marinelli chương trình MCNP5 31 2.4.2 Sự phụ thuộc suất đếm vào bán kính r chiều cao h2 33 2.5 Kết luận 35 CHƯƠNG 3: SO SÁNH HAI HỘP ĐỰNG MẪU DẠNG HÌNH TRỤ VÀ DẠNG MARINELLI 36 3.1 Mở đầu 36 3.2 Sụ phụ thuộc suất đếm cực đại hộp hình trụ hộp Marinelli 36 3.2 Đường cong phân bố đẳng hiệu suất không gian bên xung quanh detector HPGe GC1518 38 3.3 Kết luận 39 KẾT LUẬN CHUNG 41 KIẾN NGHỊ VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 PHỤC LỤC 52 BẢNG CÁC CHỮ VIẾ TẮT Chữ viết tắt Tiếng Việt Tiếng Anh TP HCM Thành phố Hồ Chí Minh Ho Chi Minh City HPGe Detector germanium siêu High Purity Germanium tinh khiết MCNP Chương trình mô Monte Carlo N-Particle PTN Phòng thí nghiệm Laboratory ACTL Thư viện số liệu ACTL Activation Library ENDF Thư viện số liệu ENDF Evaluated Nuclear Data File ENDL Thư viện số liệu ENDL Evaluated Nuclear Data Library STT Số thứ tự No T1/2 Chu kì bán rã Half-life ANSI Viện Tiêu chuẩn Quốc gia America National Standards Hoa kỳ Institute LN2 Nitrogen lỏng Liquid Nitrogen TP Thành phố City PHOTON Chương trình mô PHOTON A Monte Carlo code Monte Carlo PHOTON FWHM Độ rộng đỉnh lượng Full width at half maximum toàn phần nửa chiều cao cực đại PC Máy tính cá nhân Personal Computer HP Hewlett-Packard Hewlett-Packard DEC Tổng công ty Thiết bị kỹ Digital Equipment Corporation thuật số SGI Đồ họa quốc tế Silicon Silicon Graphics International SUN Đại học mạng Stanford Stanford University Network MỞ ĐẦU Ngày việc đo đạc phông phóng xạ môi trường phòng thí nghiệm vật lý hạt nhân trở thành phổ biến Các mẫu môi trường phóng xạ đất, trầm tích, vật liệu xây dựng, tro động thực vật,… với hoạt độ bé Chúng thường đo phổ kế gamma dùng detector bán dẫn siêu tính khiết HPGe Với detector HPGe có hiệu suất tương đối 15% - 30%, khối lượng mẫu lấy đến hàng trăm gam, thể tích mẫu lấy đến hàng trăm cm3 đo thời gian ngày đêm Để đo mẫu tích lớn vậy, số hộp đựng mẫu để đo đạc chất phóng xạ có hoạt độ thấp, người ta thường chọn hộp đựng mẫu hình trụ dạng Marinelli Một yêu cầu đặt hộp đựng mẫu đo chất phóng xạ có hoạt độ bé chứa hộp đựng mẫu hình trụ dạng Marinelli lựa chọn kích thước tối ưu chúng dạng hình học hộp đựng mẫu thích hợp cho hiệu suất đếm cao với thể tích mẫu cho trước Do mẫu đo vừa nguồn phóng xạ phát tia gamma đến detector vừa môi trường tự hấp thụ tia gamma nên kích thước tối ưu phụ thuộc vào hình học hộp đựng mẫu, bố trí tương đối hộp đựng mẫu detector, lượng tia gamma mật độ mẫu Việc nghiên cứu sử dụng tối ưu hộp đựng mẫu hình trụ dạng Marinelli thực công trình [12] phương pháp tính toán giải tích [15] Công trình tính toán cho ba hộp đựng mẫu hình trụ có bán kính nhỏ hơn, lớn bán kính tinh thể germanium hộp đựng mẫu dạng Marinelli thể tích 500 cm3 hai detector GEM 90205-P GEM 40195-PS Tuy nhiên việc tính toán ba hộp đựng mẫu cho kết luận bán định lượng sử dụng tối ưu hộp đựng mẫu Một công trình khác [16] nghiên cứu kích thước tối ưu hộp đựng mẫu dạng Marinelli phương pháp thực nghiệm xác định số kích thước tối ưu hộp Marinelli thể tích 500 cm3 1000 cm3 detector Ge(Li) dạng trục Kết nghiên cứu công trình hạn chế hạn chế điều kiện thực nghiệm Lý chọn đề tài: Hiện giới nói chung Việt Nam nói riêng detector HPGe sử dụng rộng rãi phép đo phổ gamma mẫu phóng xạ môi trường Đặc trưng nguồn phóng xạ gồm dạng hình học, kích thước thể tích hình hộp đựng mẫu Trong dạng hình học hộp đựng mẫu hình trụ dạng Marinelli sử dụng phổ biến Tuy nhiên việc sử dụng hình học hộp đựng mẫu hình trụ dạng Marinelli với thể tích cho trước đạt hiệu suất đếm cao cần phải tính toán kích thước tối ưu chúng Hơn với thể tích mẫu cho trước việc lựa chọn hình học hộp đựng mẫu hình trụ dạng Marinelli tính đến Mục đích đề tài áp dụng chương trình Monte Carlo MCNP5 để tính toán kích thước tối ưu việc sử dụng tối ưu hộp đựng mẫu hình trụ dạng Marinelli dùng cho detector HPGe GC1518 đặt Trung tâm Hạt nhân Thành phố Hồ Chí Minh Việc tính toán tiến hành thể tích từ 25 cm3 đến 600 cm3, lượng tia gamma 364 keV, Chúng ta chọn 364 keV mong muốn sau tính toán MCNP, kiểm chứng thực nghiệm dung dịch phóng xạ iodine I-131 Đây nguồn phóng xạ dễ tìm kiếm thích hợp với vấn đề nghiên cứu luận văn mật độ mẫu đo 1,0 g/cm3 Đối tượng phương pháp nghiên cứu: Hệ phổ kế gamma dùng detector HPGe GC1518 Trung tâm Hạt nhân TP HCM vào hộp đựng mẫu hình trụ dạng Marinelli; phương pháp nghiên cứu sử dụng luận văn phương pháp mô Monte Carlo với chương trình MCNP5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: Việc sử dụng thành công phương pháp tính toán kích thước tối ưu đóng góp có ý nghĩa việc sử dụng phương pháp toán học mạnh ứng dụng chương trình máy tính lĩnh vực vật lý hạt nhân thực nghiệm nhằm giải vấn đề phức tạp thiết kế thí nghiệm cách xác cụ thể Kết nghiên cứu luận văn số liệu kích thước tối ưu hộp đựng mẫu hình trụ dạng Marinelli với thể tích mẫu cho trước ່ີ ເໝາະຄ ່ ັ ງກ ລວງສ ຸ ງອ ຸ ທາດຕ ູ ບຮ ່ າງວ ່ າງຮ ່ າງດ ່ າວທ ິ ເຄາະບັນຈ ື ກັນ, ົ ວຢ ເພາະວ ່ າ: ່ີ ໄດ ່ື ອງອ ຄ ຸ ໄດ ່ າຂອງອັດຕາການນັບໂຟຕອນທ ້ ຮັກສາໄວ ້ ໃນເຄ ່ ານ (detector) ບັນລ ້ 99% ່ີ ໄດ ່ື ອງອ ອັດຕາການນັບນັບໂຟຕອນທ ້ ຮັກສາໄວ ້ ໃນເຄ ່ ານ (detector) ມ ູ ງສ ຸ ດຂອງອ ູ ບຮ ່ າສ ່ າງເຄາະຮ ່ າງ ີ ຄ Marinelli ່ີ ເໝາະສ ່ີ ສ ທຽບກັບບັນດາຂະໜາດທ ຸ ດໄດ ້ ໍນາສະເໜ ູ່ ຂ ້ າງເທ ີ ຢ ິ ງ ົ ມທ ່ີ ໄດ ຈາກການສ ້ ຮັກສາໄວ ້ ໃນເ ິ ດຕ ິ ພາບຂອງອັດຕາການນັບໂຟຕອນທ ົ ມທຽບປະສ ່ື ຄອງອ ່ ານ ລະຫວ ຸ ທາດຕ ່ າງອ ່ າງວ ່ າງສອງຊະນ ິ ເຄາະບັນຈ ິ ດນ ີ້ : ົ ວຢ (detector) ່ີ ເໝາະ ພວກເຮ ູ ບແບບຂອງອ ຸ ທາດຕ ່ າງວ ່ າງທ ື ອກຮ ິ ເຄາະບັນຈ ົ າສາມາດຄັດເລ ົ ວຢ ສ ົ ມ, ່ື ອການຄ ່ື ອນທ ່ີ ຂອງ ໍ ສາລັບນ ໍ າໃຊ ້ ເຂ ໍ ານວນຫາລະດັບການເຄ ົ ້ າໃນການທ ົ ດລອງເພ ທາດກ ໍ າມັນຄະພາບລັງສ ີ , ່ິ ງແວດລ ່ີທການເຄ ່ື ອນທ ່ີ ໃນລະດັບຕ ່ໍ າຢ ັ ນຕ ູ່ ໃນສ ້ ອມເປ ່ າ: ົ ້ ນວ ່ີ ມ ຖ ຸ ທາດຕ ້ າທຽບໃສ ່ ອ ່ າງວ ່ າງທ ້ ອຍກວ ່ າ ິ ເຄາະບັນຈ ີ ໍບິ ລມາດນ ົ ວຢ 300 ່ໍ ພວກເຮ ູ ບທ ໍ າໃຊ ້ ອ ່ າງວ ື ອກນ ິ ເຄາະຊະນ ິ ດຮ ົ າຄວນເລ cm3 ແລະ ່ີ ມ ຖ ຸ ທາດຕ ້ າທຽບໃສ ່ ອ ່ າງວ ່ າງທ ່ ກວ ່ າ ິ ເຄາະບັນຈ ີ ໍບິ ລມາດໃຫຍ ົ ວຢ 300 ພວກເຮ ູ ບຮ ໍ າໃຊ ້ ອ ່ າງວ ່ າງ ື ອກນ ິ ເຄາະຮ ົ າຄວນເລ cm3 Marinelli ່ື ອນທ ່ີ ຂອງທາດກ ໍ ສາລັບການຄ ່ ລະດັບການເຄ ໍ າມັນຕະພາບລັງສ ິ ດໄລ ີ ່ົ າ, ບ ູ່ ໃນເຂດຫວ ່ າງເປ ື ້ ນຖານຂອງບັນດາເສ ິ ດຕ ິ ພາບຢ ັ້ ນທາງການກະຈາຍປະສ ົ ນພ ຢ ູ່ ເບ ື ້ ອງເທ ິ ງ ແລະ ່ື ອງອ ອ ້ ອມຮອບເຄ ່ ານ (detector HPGe ພວກເຮ ື ອກເອ ົ າສາມາດຄັດເລ ົ າຂະໜາດ GC1518), ແລະ ່ີ ເໝາະສ ່ີ ສ ຮ ູ ບຮ ຸ ທາດຕ ຸ ດສ ່ າງຂອງອ ່ າງວ ່ າງທ ໍ າລັບນ ໍ າໃຊ ້ ເຂ ິ ເຄາະບັນຈ ົ ວຢ ົ ມທ ົ ້ າໃນ ່ື ອການຄ ່ື ອນທ ່ີ ຂອງທາດກ ການທ ໍ ານວນຫາລະດັບການເຄ ໍ າມັນຄະພາບ ົ ດລອງເພ ່ື ອນທ ່ີ ໃນລະດັບຕ ່ິ ງແວດລ ່ ັ ງລ ່ໍ າຢ ລັງສ ຸ ່ ມນ ູ່ ໃນສ ້ ອມດ ີ້ : ີ , ່ີທການເຄ 45 - ່ີ ມ ຸ ທາດຕ ໍ ສາລັບອ ່ າງວ ່ າງທ ້ ອຍກວ ່ າ ິ ເຄາະບັນຈ ີ ໍບິ ລມາດນ ົ ວຢ 300 cm3 ່ໍ , ພວກເຮ ຸ ທາດຕ ູ ບທ ໍ າໃຊ ້ ອ ່ າງວ ່ າງຊະນ ື ອກນ ິ ເຄາະບັນຈ ິ ດຮ ົ າຄວນເລ ົ ວຢ ່ີທມ ່ີ ີ ບັນດາຂະໜາດທ ່ີ ສ ່ື ອການຄ ເໝາະສ ຸ ດສ ໍ າລັບນ ໍ າໃຊ ້ ເຂ ໍ ານວນຫາລະດັບ ົ ມທ ົ ້ າໃນການທ ົ ດລອງເພ ່ື ອນທ ່ີ ຂອງທາດກ ການເຄ ໍ າມັນຄະພາບລັງສ ີ , ່ີທການເຄ ່ື ອນທ ່ີ ໃນລະດັບຕ ່ິ ງແວດ ລ ່ ັ ງຕ ່ໍ າຢ ່ໍ ໄປນ ູ່ ໃນສ ້ ອມຕາມລ ໍ າດັບດ ີ້ : 50 cm3 (r = 3,10 cm; h = 1,66 cm), 125 cm3 (r = 4,00 cm; h = 2,49 cm), 300 cm3 (r = 5,20 cm; h = 3,53 cm) - ່ີ ມ ຸ ທາດຕ ໍ ສາລັບອ ່ າງວ ່ າງທ ່ ກວ ່ າ ິ ເຄາະບັນຈ ີ ໍບິ ລມາດໃຫຍ ົ ວຢ 300 ພວກເຮ ູ ບຮ ໍ າໃຊ ້ ອ ່ າງວ ່ າງ ື ອກນ ິ ເຄາະຮ ົ າຄວນເລ ່ົ າກັບ ທຽບກັບບ ໍ ິ ລມາດຂອງທາດຕ ່ າງເທ ົ ວຢ cm3 Marinelli 450 cm3 ່ື ອການຄ ່ື ອນທ ່ີ ຂອ ໍ ສາລັບນ ໍ າໃຊ ້ ເຂ ໍ ານວນຫາລະດັບການເຄ ົ ້ າໃນການທ ົ ດລອງເພ ງທາດກ ໍ າມັນຄະພາບລັງສ ີ , ່ີທການເຄ ່ື ອນທ ່ີ ໃນລະດັບຕ ່ິ ງແວດລ ່ິ ງມ ່ໍ າຢ ູ່ ໃນສ ້ ອມເຊ ່ າຂອງລັດໝ ີ ຄ ີ ່ົ າກັບ ລວງສ ຸ ງເທທ (r = 5,57 cm; h2 = 6,66 cm) 46 ແລະ KIẾN NGHỊ VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Để nâng cao độ tin cậy phương pháp xác định kích thước tối ưu hộp đựng mẫu hình trụ dạng Marinelli việc lựa chọn hình học hộp đựng mẫu thích hợp, đề tài luận văn cần mở rộng tính toán dải rộng lượng tia gamma mật độ mẫu đo 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Võ Xuân Ân (2008), “Nghiên cứu hiệu suất ghi nhận detector bán dẫn siêu tinh khiết (HPGe) phổ kế gamma phương pháp Monte Carlo thuật toán di truyền”, Luận án Tiến sỹ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [2] Ngô Quang Huy, Đỗ Quang Bình, Võ Xuân Ân (2006),“ Nghiên cứu ảnh hưởng số kỹ thuật rút đến hiệu suất detector HPGe tính toán chương trình MCNP4C2”, Hội nghị Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên lần thứ V Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, Tóm tắt, Trang 87 [3] Ngô Quang Huy, Đỗ Quang Bình, Võ Xuân Ân (2005), “Bước đầu mô hình hóa hệ phổ kế gamma dùng detector bán dẫn siêu tinh sử dụng chương trình MCNP”, Tạp chí phát triển Khoa học Công nghệ, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, Tập 8, Trang 17-25 [4] Nguyễn Thị Cẩm Thu (2010), “Khảo sát phông tối ưu hóa hiệu suất cho hệ phổ kế gamma HPGe phép đo mẫu môi trường”, Luận văn Thạc sỹ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, Trang 62-78 [5] Ermakov X.M (1977), “Phương pháp Monte Carlo vấn đề liên quan, Người dịch: Phạm Thế Ngọc Nguyễn Trần Dũng”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [6] Võ Văn Hoàng (2004), “Mô vật lý”, Nhà Xuất Bản Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [7] Ngô Quang Huy, Trần Văn Luyến Nguyễn Văn Mai (1999), “Khảo sát phông phóng xạ số đặc trưng môi trường TP Hồ Chí Minh”, Báo cáo kết nghiên cứu đề tài cấp Bộ năm 1996-1998, Trung tâm Hạt nhân TP Hồ Chí Minh, Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam 48 [8] Trần Văn Luyến (2005), “Nghiên cứu phông phóng xạ vùng Nam Bộ Việt Nam”, Luận án tiến sỹ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Tiếng Anh [9] Canberra Industries, Inc (1995), “Ultra Low Background Detector System”, Canberra Industries, Inc., Connecticut [10] Knoll G.F (2000), “Radiation Detection and Measurement, 3rd Edition”, John Wiley & Son, Inc., New York [11] Canberra Industries, Inc (2000), “Germanium Detectors-User’s Manual, 12th Edition”, Canberra Industries, Inc., Connecticut [12] Seppo Klemola (1996), “Optimazation of sample geometries in low-level gamma spectroscopy”, Nulc Instrum & Method Phys RES A 369, 578-581 [13] N.Q Huy, D.Q Binh, V.X An (2007), “Study on the increase of inactive germanium layer in a high purity germanium detector after a long time operation applying MCNP code”, Nucl Instrum Method, A 573, 384-388 [14] IEEE “Standard Techniques for Determination of Germanium Semiconducter Detector Gamma-ray Efficiency using a standard Marinelli (Re-entrant) Beaker Geometry”, ASNI-IEEE Std 680-1978 [15] L.Moens, J De Donder, X Lin, F De Corte, A De Wispelaerre, A Simonits and J Hoste (1991), “Calculation of the absolute peak efficiency for gamma-ray detectors for different counting geometries”, Nucl Instrum & Method, 187, 451-472 [16] G Bonfanti and G Della Dora (1981), “Optimum counting geometries of uniform and large gamma-sources for Ge(Li) detectors”, An experimental study Radiochem & Radioanal Lett 49, 215 49 [17] X-5 Monte Carlo Team (2003), “MCNP-A General Purpose Monte Carlo Nparticle Transport code, Version Volume I: Overview and Theory”, Los Alamos National Laboratory, LA-UR-03-1987 [18] T.Suzuki, Y Inokoshi, H Chisaka (1984), “Optimum geometry of a large Marinelli-type vessel and its application to environmental aqueous samples”, Internationnal Journal of Applied Radiation and Isotopes, 35, 1029-1033 [19] M Barrera, I Ramos-Lerate, R.A Ligero, M Casas- Ruiz (1999), “Optimization of sample height in cylindrical geometry for gamma spectrometry measurements” Nuclear Istruments and Method in Physics Research A, 421, 163-175 [20] S Klemola (1996),“Optimization of sample geometry in low-level gamma spectrocopy” Nuclear Istruments and Method in Physics Research A, 369, 578-581 [21] Internet, “History fo Mathematics: chronological of Mathematicians’’, Source: http://aleph0,clarku.edu/~djoyce/mathhist/chronology.html [22] Internet, “The Monty Hall Problem’’, Source:http://mathworld.wolfram.com/MontyHallProblem.html [23] Albelt Tarantola (2005), “Inverse Problem Theory and Method for Model Parameter Estimation”, Society for Indrustrial and Applied Mathematics, Philadephia [24] Herbert L Anderson (1986), “Metropolis, Monte Carlo and the MANIAC”, Los Alamos Science, LAUR-86-2600, 96-108 [25] Metropolis N (1987), “The Beginning of the Monte Carlo Method”, Los Alamos Science, Special Issue, 125-130 [26] Hendricks John S (1994), “A Monte Carlo code for Partical Transport-An Algorithm for All Reasons”, Los Alamos Science, 22, 31-43 50 [27] Carter L.L and Cashwell E.D (1975), “Particle Transport Simulation with thư Monte Carlo Methods”, ERDA Critical Review Series, TID-26607 [28] Kalos M.H and Whitlock P.A (1986), “Monte Carlo Method”, John Wiley and Sons, USA [29] Metropolis N And Ulam S (1949), “The Mone Carlo Method”, Journal of The America Statistical Association, 44, 335-341 [30] Spamer J And Gelbard E.M (1969), “Monte Carlo Principles and Neutron Transport”, Addison-Wesley, Massachusetts [31] Briesmeister J F (2000), MCNP- A General Purpose Monte Carlo N-Particle Transport Code, Version 4C2, Los Alamos National Laboratory, LA-13709-M [32] Hendricks John S and Court John D (1996), “MCNP4B Validation”, Los Alamos National Laboratory, LA-13181, 1-43 51 TM Verification and PHỤC LỤC Phụ lục Hệ đo gamma hoạt độ thấp Trung tâm Hạt nhân TP.HCM Phụ lục Một input điển hình chương trình MCNP5 để mô phổ gamma nguồn phóng xạ 1- Problem - HPGe coaxial detector efficiencies and pulse height distribution 2c Cell cards 31 -8.94 (-2 -34 27) imp:p,e=1 $ loi Cu dan tin hieu 42 15 -2.31 (-3 -35 34):(2 -3 -34 30) imp:p,e=1 $ lop boron khuech tan 53 -5.35 (-6 -38 35):(3 -6 -35 30) imp:p=1 imp:e=0 $ tinh the HPGe 64 17 -5.05 (-7 -39 38):(6 -7 -38 30) imp:p,e=1 $ lop Li khuech tan 75 -2.6989 ((7 -9 -39 37):(7 -8 -37 36):(7 -9 -36 33) & 8:(7 -8 -33 32):(7 -9 -32 31):(7 -8 -31 29):(4 -8 -29 28) & 9101112131415- :(4 -5 -28 26):(1 -5 -26 25))#(-52 -29 28) imp:p,e=1 $ holder bang Al -0.00129 ((-10 -42 41):(9 -10 -41 37):(8 -10 -37 36) & :(9 -10 -36 33):(8 -10 -33 32):(9 -10 -32 31):(8 -10 -31 28) & :(5 -10 -28 27):(5 -10 -27 25))#(-52 -28 27) & :(-10 -25 20) imp:p,e=1 $ khoang kk detector -2.6989 (-11 -43 42):(10 -11 -42 20) imp:p,e=1 $ vo Al 20 -1.11 -9 -41 40 imp:p,e=1 $ lop kapton 52 16- 18 -1.435 -9 -40 39 imp:p,e=1 $ lop mylar 17- 10 -0.92 (51 -53 -30 29):(51 -52 -29 28) & 18- :(51 -52 -28 27) imp:p,e=1 $ vo cach dien in/out 1911 -0.00129 -51 -30 27 imp:p,e=1 $ loi day dan in/out 2012 -0.00129 (2 -7 -30 29)#1#(-53 -30 29) imp:p,e=1 $ khoang chan khong 2113 21 -2.2 (2 -4 -29 27):(-4 -27 26) imp:p,e=1 $ coc teflon 2223- 14 -8.94 -1 -26 25 imp:p,e=1 $ que dan lanh bang Cu c ==> nguon diem ly tuong 242526- c 15 -0.00129 (17 -18 -4801 44):(-17 -4401 4301):(-1502 -4301 43) c :(11 -15 -43 24):(11 -14 -24 20) imp:p,e=1 $ khoang kk buong chi c ==> nguon chuan USA 27c 15 -0.00129 ((17 -18 -4801 44):(-17 -4401 4301):(-1502 -4301 43) 28c :(11 -15 -43 24):(11 -14 -24 20))#25#26 imp:p,e=1 $ khoang kk buong chi 29c ==> nguon Marinelli 30c 15 -0.00129 ((17 -18 -4801 44):(-17 -4401 4301):(-1502 -4301 43) 31c :(11 -15 -43 24):(11 -14 -24 20))#27#28#29#30 imp:p,e=1 $ khoang kk buong chi 32- c ==> nguon hinh tru 3315 -0.00129 ((17 -18 -4801 44):(-17 -4401 4301):(-1502 -4301 43) & 34:(11 -15 -43 24):(11 -14 -24 20))#31#32 imp:p,e=1 $ khoang kk buong chi 3516 -8.94 (15 -1501 -43 24):(14 -17 -24 23) imp:p,e=1 $ lop Cu 361601 -0.88 (1502 -16 -4301 43):(1501 -16 -43 24) imp:p,e=1 $ lop paraffin 3717 -7.28 16 -17 -4301 24 imp:p,e=1 $ lop Sn 383940414243444546474849- 1701 -7.28 14 -17 -23 22 imp:p,e=1 $ lop Sn 18 -11.34 (17 -18 -44 22):(14 -18 -22 21) imp:p,e=1 $ lop Pb 19 10 -7.86 17 -18 -50 4801 imp:p,e=1 $ lop Fe 1901 10 -7.86 14 -18 -21 20 imp:p,e=1 $ lop Fe 20 -11.34 (-18 -5001 50):(-17 -50 4801) imp:p,e=1 $ lop Pb c 21 -7.28 -18 -48 47 imp:p,e=1 $ lop Sn 22 -8.94 -17 -4801 48 imp:p,e=1 $ lop Cu 2201 -7.28 -17 -48 4401 imp:p,e=1 $ lop Sn 24 18:5001:-20 imp:p,e=0 c ==> nguon chuan USA c 25 11 -0.0899 -54 -57 56 imp:p,e=1 $ vien chat phong xa c 26 13 -1.15 (-55 -58 56)#25 imp:p,e=1 $ holder epoxy 53 50- c ==> nguon Marinelli 51- c 27 -0.92 (-62 -68 67):(61 -62 -67 64):(59 -62 -64 63) & 52- c :(59 -60 -43 64):(-60 -65 43) imp:p,e=1 $ hop M 53c 28 -0.00129 -61 -67 66 imp:p,e=1 $ khoang kk hop M 54c 29 -1.0 -61 -66 65 imp:p,e=1 $ phan chat phong xa upper hop M 55c 30 -1.0 60 -61 -65 64 imp:p,e=1 $ phan chat phong xa lower hop M 56c ==> nguon hinh tru 5731 -0.92 (69 -70 -72 71):(-70 -71 43):(-70 -73 72) imp:p,e=1 $ hop tru 5832 26 -0.8 (-69 -72 71) imp:p,e=1 $ phan chat phong xa lower hop tru 596061626364- c Surface cards c ==> mo ta tu ngoai cz 0.13 $ que dan lanh bang Cu cz 0.35 $ dien cuc bang Cu cz 0.3503 $ lop boron khuech tan 65666768697071- 10 727374757677787980818283- 11 cz 3.81 $ mat ngoai vo Al c 12 cz 5.7 $ mat lop Cu c 13 cz 5.86 $ mat lop Sn 14 cz 4.81 $ mat lop Pb 15 cz 7.35 $ mat lop Cu 1501 cz 7.95 $ mat lop paraffin 1502 cz 9.45 $ mat lop paraffin 16 cz 14.2 $ mat lop Sn 17 cz 15.0 $ mat lop Pb 18 cz 25.0 $ mat ngoai lop Pb c 19 cz 25.4 $ mat ngoai lop Fe c ==> mo ta tu duoi len tren cz 0.88 $ mat ngoai lop teflon cz 1.546 $ mat ngoai lop Al bac cua holder cz 2.548 $ lop Li khuech tan cz 2.7 $ ban kinh tinh the Ge cz 2.776 $ mat ngoai lop Al bac cua holder cz 2.97 $ mat ngoai lop Al bac cua holder cz 3.66 $ mat vo Al 54 84- 20 pz $ mat duoi lop Fe 85- 21 pz 1.6 $ mat tren lop Fe 86- 22 pz 10.0 $ mat tren lop Pb 878889- 23 pz 10.8 $ mat tren lop Sn 24 pz 11.6 $ mat tren lop Cu c ==> ben detector 9091- 25 pz 17.536 $ mat duoi holder Al 26 pz 18.696 $ mat duoi coc teflon 929394- 27 pz 19.042 $ mat duoi loi Cu 28 pz 19.742 $ mat duoi holder Al 29 pz 20.062 $ mat duoi lop chan khong 95- 30 pz 20.815 $ mat duoi lop Ge 96- 31 pz 21.255 $ mat duoi vanh holder 979899100101102- 32 pz 22.115 $ mat tren vanh holder 33 pz 22.415 $ mat duoi vanh holder 34 pz 22.515 $ mat tren loi Cu 35 pz 22.5153 $ mat tren lop boron khuech tan 36 pz 23.275 $ mat tren vanh holder 37 pz 23.715 $ mat duoi vanh holder 103104105106107108109- 38 pz 23.863 $ mat tren lop Ge 39 pz 24.015 $ mat tren lop Li khuech tan 40 pz 24.016 $ mat tren mylar 41 pz 24.026 $ mat tren kapton 42 pz 24.55 $ mat tren khong 43 pz 24.7 $ mat tren vo Al detector c ==> phan tren buong chi 110111112113114115116117118119120- 4301 pz 35.8 $ mat tren lop Sn TTHN 44 pz 43.6 $ mat tren lop Pb 4401 pz 44.1 $ mat duoi lop Sn c 45 pz 42.34 $ mat tren lop Sn c 46 pz 42.5 $ mat tren lop Cu c 47 pz 42.66 $ mat tren lop Cu 48 pz 44.5 $ mat tren lop Sn 4801 pz 44.6 $ mat tren lop Cu TTHN c 49 pz 52.55 $ mat tren lop Pb 50 pz 46.2 $ mat tren lop Fe 5001 pz 54.2 $ mat tren lop Pb TTHN 55 121- c ==> day dan in/out 122- 51 c/z -2.1 0.1 $ loi day dan in/out 123- 52 c/z -2.1 0.2 $ lop cach dien day dan in/out 124125126- 53 c/z -2.1 0.49 $ lop cach dien day dan in/out c ==> nguon chuan USA c 54 cz 0.05 $ ban kinh vien chat phong xa 127128- c 55 cz 1.27 $ ban kinh holder epoxy c 56 pz 39.7 $ mat duoi holder epoxy (15,3 cm) 129130131- c 57 pz 39.8 $ mat tren vien chat phong xa c 58 pz 40.34 $ mat tren holder epoxy c ==> nguon Marinelli 132- c 59 cz 4.0601 $ mat ben hop M in 133- c 60 cz 4.1601 $ mat ben hop M out 134135136137138139- c 61 c 62 c 63 c 64 c 65 c 66 140141142143144145146- c 67 pz 30.2 $ mat nap hop M lower c 68 pz 30.3 $ mat nap hop M upper c ==> nguon hinh tru 69 cz 7.2011 70 cz 7.3011 71 pz 24.8 $ mat day hop C 72 pz 28.4830 cz 5.7601 $ mat ben ngoai hop M in cz 5.8601 $ mat ben ngoai hop M out pz 18.1 $ mat day duoi hop M lower pz 18.2 $ mat day duoi hop M upper pz 24.8 $ mat day tren hop M upper pz 26.8 $ mat chat phong xa long 14773 pz 28.5830 148149c Data cards 150mode p 151m1 32000 -1.0 cond=-1 $ Ge 152m2 13000 -1.0 cond=-1 $ Al 153m3 7000 -0.755 8000 -0.232 18000 -0.013 $ atmosphere 154m4 1000 -0.14372 6000 -0.85628 $ polyethylene 155c m5 20000 -0.2963 12000 -0.0721 6000 -0.1244 8000 -0.4972 92000 0.0100 $ Ca M 156m6 29000 -1.0 cond=-1 $ Cu 56 157- m7 1000 -0.1549 6000 -0.8451 $ paraffin C9H20 158- m8 50000 -1.0 cond=-1 $ Sn 159- m9 82000 -1.0 cond=-1 $ Pb 160161162- m10 26000 -1.0 cond=-1 $ Fe c m11 1000 -1.0 $ Cs c m12 27000 -1.0 $ Co 163164- c m13 1000 -0.06 6000 -0.721 8000 -0.219 $ epoxy c m14 1000 -0.062 6000 -0.444 8000 -0.494 $ cellulose 165166167- m15 5000 -1.0 cond=-1 $ B c m16 3000 -1.0 $ Li m17 32000 -0.9999 3000 -0.0001 cond=-1 $ Ge Li 168- m18 1000 -0.053 6000 -0.526 8000 -0.421 $ mylar C10H12O6 169- c m19 91000 -1.0 $ Am 170m20 1000 -0.028 6000 -0.720 7000 -0.077 8000 -0.175 $ kapton C22H10N2O4 171m21 6000 -0.24 9000 -0.76 $ teflon (C2H4)n 172c m22 95000 -1.0 $ Am 173c m23 11000 -1.0 $ Na 174- c m24 25000 -1.0 $ Mn 175- c m25 1000 -0.03030303 8000 -0.96969697 $ water H2O 176177178179180181182183184185186187188- m26 13000 -0.00000001 33000 -0.00000001 56000 -0.00000001 & 35000 -0.00000001 20000 -0.28566211 48000 -0.00000001 & 17000 -0.00000001 27000 -0.00000001 24000 -0.00000001 & 55000 -0.00000001 29000 -0.00000001 63000 -0.00000001 & 26000 -0.00000001 80000 -0.00000001 19000 -0.00000001 & 57000 -0.00000001 12000 -0.07162382 25000 -0.00000001 & 42000 -0.00000001 11000 -0.00000001 28000 -0.00000001 & 15000 -0.00000001 82000 -0.00000001 37000 -0.00000001 & 16000 -0.00000001 51000 -0.00000001 21000 -0.00000001 & 34000 -0.00000001 38000 -0.00000001 30000 -0.00000001 & 6000 -0.00000001 1000 -0.00166255 8000 -0.64105121 & 14000 -0.00000001 22000 -0.00000001 $ inst c ==> nguon diem ly tuong 189c sdef pos=0 36.73 erg=0.36448 par=2 wgt=10 190c ==> nguon chuan USA Cs Mn Am 191c sdef cel=25 pos=0 0 axs=0 ext=d1 rad=d2 erg=0.66166 par=2 wgt=10 57 192- c si1 h 39.7 39.8 193- c sp1 d -21 194- c si2 h 0.0 0.05 195196197- c sp2 -21 c ==> nguon chuan USA Co Na c sdef cel=25 pos=0 0 axs=0 ext=d1 rad=d2 erg=d3 par=2 wgt=10 198199- c si1 h 39.7 39.8 c sp1 d -21 200201202- c si2 h 0.0 0.05 c sp2 -21 c si3 l 1.17324 1.33250 203- c sp3 d 0.999 0.999824 204- c ==> nguon Marinelli 205c sdef cel=d1 pos=0 0 axs=0 ext fcel d2 rad fcel d5 erg=0.36448 par=2 wgt=10 206c si1 l 30 29 207c sp1 v 208c ds2 s d3 d4 209- c si3 h 18.1 24.8 210- c sp3 d -21 211212213214215216217218219220221222223- c si4 h 24.8 26.8 c sp4 d -21 c ds5 s d6 d7 c si6 h 4.1601 5.7601 c sp6 -21 c si7 h 0.00 5.7601 c sp7 -21 c ==> nguon hinh tru sdef cel=32 pos=0 0 axs=0 ext=d1 rad=d2 & erg= 0.25507 par=2 wgt=10 ft8 geb 0.00071 0.00075 0.46493 si1 h 24.80 28.4830 sp1 d -21 224225226227- si2 h 0.00 7.2011 sp2 -21 f8:p e8 0001 005616 8190i 1.941030 58 228- phys:p $ produce bremsstrahlung radiations 229- phys:e 230cut:p j 0.65666 0 $ because of taking a tally of pulse height distributions 231cut:e j 0.65666 232233- nps 200 000 ctme 900 59 [...]... quả đạt được trong nghiên cứu bài toán tối ưu hóa hình học hộp đựng mẫu Trong lĩnh vực nghiên cứu phóng xạ môi trường, các nguồn phóng xạ thường có hoạt độ thấp chứa trong hộp đựng mẫu thể tích lớn Việc lựa chọn dạng hình trụ mẫu thích hợp và kích thước tối ưu của chúng luôn là một thách thức được đặt ra cho nhà khoa học và nhà nghiên cứu Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu nhằm... để mô hình hóa hệ phổ kế gamma và mô phỏng phổ gamma của các nguồn phóng xạ sao cho thời gian tính toán càng ngắn càng tốt nhưng vẫn phải đảm bảo độ tin cậy của phổ gamma mô phỏng 21 CHƯƠNG 2 : XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC TỐI ƯU CỦA CÁC HỘP CHỨA MẪU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH MCNP5 2.1 Mở đầu Trong thực nghiệm người ta thường sử dụng hộp đựng mẫu hình trụ và dạng Marinelli để đo các mẫu môi trường có hoạt độ thấp Hộp. .. với hộp đựng mẫu dạng Marinelli Nếu trong input có các dòng bắt đầu bằng kí tự ‘‘c’’ thì các dòng đó không có ý nghĩa hoặc tạm thời bỏ đi, khi chạy MCNP5 sẽ không xử lý các dòng này 2.3 Hộp chứa mẫu dạng hình trụ 2.3.1 Tính toán kích thước tối ưu các hộp hình trụ bằng chương trình MCNP5 Hộp chứa mẫu dạng hình trụ (hình 2.1) có hai thông số là bán kính r và chiều cao h Thể tích của hộp đựng mẫu hình. .. trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu nhằm nâng cao tính chính xác trong quá trình đo đạc các nguồn phóng xạ môi trường Thực vậy, vấn đề tối ưu hóa hình học mẫu đo là một những vấn đề được quan tâm nghiên cứu nhằm tăng cường khả năng đo đạc mẫu có hoạt thấp bằng việc lựa chọn dạng hình học mẫu đo sao cho có hiệu suất ghi nhận tốt nhất Vấn đề này cũng đã được nghiên cứu trong một số công trình... cm Còn thể tích mẫu lớn hơn 125 cm3 thì bán kính tối ưu lớn hơn bán kính của detector, được trình bày trên hình 2.3 2.4 Hộp chứa mẫu dạng Marinelli 2.4.1 Tính toán kích thước tối ưu các hộp Marinelli bằng chương trình MCNP5 31 Hình 2.4 Bố trí hình học đo giữa hộp đựng mẫu dạng Marinelli và detector HPGe GC1518 Mẫu đo trong hộp Marinelli gồm hai phần so với mặt cắt A-A: phần trên là hình trụ đặc với... đối với hai hộp đựng mẫu hình trụ và dạng Marinelli, và việc áp dụng chương trình MCNP5 để tính toán kích thước tối ưu của hai hộp đựng mẫu này Chương 3: SO SÁNH HAI HỘP ĐỰNG MẪU HÌNH TRỤ VÀ DẠNG MARINELLI Trong chương này sẽ trình bày những kết quả so sánh hai hộp đựng mẫu hình trụ và dạng Marinelli, từ đó rút ra kết luận về việc sử dụng thích hợp các hộp đựng mẫu đối với thể tích mẫu đo cho trước... được trong nghiên cứu bài toán tối ưu hóa hình học hộp chứa mẫu, tổng quan phương pháp mô phỏng Monte Carlo và chương trình MCNP5; về hệ phổ kế gamma; về cấu trúc buồng chì và detector HPGe GC1518 đặt tại Trung tâm Hạt nhân TP Hồ Chí Minh; về mô hình hóa hệ đo phổ gamma và mô phỏng phổ gamma của các nguồn phóng xạ Chương 2: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC TỐI ƯU CỦA CÁC HỘP ĐỰNG MẪU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH MCNP5 Trong... 170815 28 Hình 2.2 Sự phụ thuộc của suất đếm vào bán kính hộp đựng mẫu hình trụ với các giá trị thể tích mẫu từ 25 cm3 đến 600 cm3 2.3.4 Sự phụ thuộc của bán kính tối ưu vào thể tích hộp đựng mẫu hình trụ Bảng 2.3 và hình 2.3 trình bày sự phụ thuộc của bán kính tối ưu vào thể tích mẫu Từ hình 2.3 thấy rằng đường cong này tăng từ 2,5 cm đến 6,7 cm khi thể tích mẫu tăng từ 25 cm3 đến 600 cm3 Ngoài ra có thể... Minh Để mô hình hóa hệ phổ kế gamma bằng chương trình MCNP5, cần phải xây dựng một cách chính xác bộ số liệu đầu vào (input file) Bộ số liệu đầu vào này bao gồm những thông tin về cấu trúc hình học, thành phần vật liệu của detector, buồng chì và các nguồn phóng xạ Đầu tiên việc mô hình hóa hệ phổ kế được thực hiện dựa trên các chi tiết cấu hình của hệ đo, vật liệu, các thông số về mật độ, thành phần hóa. .. đếm vào bán kính tối ưu Trong tính toán, bán kính r được lấy từ giá trị 0,7 cm đến 7,2 cm với bước tăng bằng 1mm Giá trị bước tăng 1mm được chọn do sai số của kích thước mẫu khi chế tạo hộp đựng mẫu vào khoảng 0,5 mm Bán kính tối ưu được tính cho các mẫu chất phóng xạ với thể tích mẫu từ 25 cm3 đến 600 cm3, năng lượng tia gamma bằng 364 keV và mật độ mẫu đo bằng 1,0 g/cm3 Bảng 2.1 và hình 2.2 trình bày ... gam, thể tích mẫu lấy đến hàng trăm cm3 đo thời gian ngày đêm Để đo mẫu tích lớn vậy, số hộp đựng mẫu để đo đạc chất phóng xạ có hoạt độ thấp, người ta thường chọn hộp đựng mẫu hình trụ dạng... Marinelli Một yêu cầu đặt hộp đựng mẫu đo chất phóng xạ có hoạt độ bé chứa hộp đựng mẫu hình trụ dạng Marinelli lựa chọn kích thước tối ưu chúng dạng hình học hộp đựng mẫu thích hợp cho hiệu suất... 1.5 Mô hình hóa hệ đo mô phổ gamma nguồn phóng xạ 20 1.5.1 Mô hình hóa hệ đo 20 1.5.2 Mô phổ gamma nguồn phóng xạ 21 CHƯƠNG : XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC TỐI ƯU CỦA CÁC HỘP CHỨA MẪU