xác định hoạt độ 238u dựa vào vạch năng lượng 63,3 kev với hiệusuất tính bằng chương trình mcnp5

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH …o0o… BÁ VĂN KHƠI XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ 238U DỰA VÀO VẠCH NĂNG LƯỢNG 63,3 keV VỚI HIỆUSUẤT TÍNH BẰNG CHƯƠNG TRÌNH MCNP5 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Thành phố Hồ Chí Minh, 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH …o0o… BÁ VĂN KHÔI XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ 238U DỰA VÀO VẠCH NĂNG LƯỢNG 63,3 keV VỚI HIỆUSUẤT TÍNH BẰNG CHƯƠNG TRÌNH MCNP5 Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử, hạt nhân & lượng cao Mã số: 60.44.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Người hướng dẫn: TS Võ Xuân Ân Thành phố Hồ Chí Minh, 2011 LỜI CẢM ƠN Luận văn kết trình học tập, nghiên cứu suốt hai năm chương trình đào tạo Thạc sỹ, truyền dạy, hướng dẫn nhiệt tình, nghiêm túc khoa học tập thể thầy cô Giáo sư, Phó giáo sư, tiến sỹ đáng kính trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh Vì thế, trước tiên, tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc đến Q thầy tri thức tình cảm mà thầy dành cho thời gian qua PGS TS Ngô Quang Huy, chủ nhiệm đề tài nghiên cứu mã số 103.04.01.09 (NAFOSTED) đề hướng nghiên cứu sử dụng luận văn TS Võ Xuân Ân, nhà giáo mẫu mực nhân cách; tận tâm giảng dạy nghiêm túc, khách quan khoa học; người tận tình hướng dẫn tơi thực hồn thành luận văn Anh Ninh Đức Tun – Phịng An tồn Bức xạ & Môi trường, Trung tâm Hạt nhân Thành phố Hồ Chí Minh giúp đỡ tơi đo đạc mẫu đất môi trường hệ phổ kế đóng góp ý kiến bổ ích Và gia đình, bạn bè, đồng nghiệp thân thiết luôn giúp đỡ, động viên, tạo điều kiện tốt cho tơi suốt thời gian học tập hồn thành luận văn khoa học Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng năm 2011 Bá Văn Khôi MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv BẢNG CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ix DANH MỤC CÁC BẢNG xi MỞ ĐẦU 12 Chương 1: TỔNG QUAN 16 1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC 16 1.1.1 Tình hình nghiên cứu giới .16 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nước .20 1.1.3 Nhiệm vụ luận văn 21 1.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TƯƠ NG TÁC GAMMA VỚI VẬT CHẤT 21 1.2.1 Cơ sở vật lý tương tác gamma với vật chất 21 1.2.2 Ảnh hưởng tương tác gamma với vật chất vào việc hình thành hàm đáp ứng detector ghi đo gamma 28 1.3 Hệ phổ kế gamma TTHN TP HCM 31 1.3.1 Hệ phổ kế gamma 31 1.3.2 Cấu trúc detector HPGe GC1518 buồng chì 32 1.4 Chương trình MCNP5 36 1.4.1 Giới thiệu chương trình MCNP 36 1.4.2 Các đặc điểm chương trình MCNP .38 1.4.3 Các mơ hình tương tác photon chương trình MCNP5 39 Chương 2: XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ 238U CỦA CÁC MẪU PHÓNG XẠ 45 2.1 XÁC ĐỊNH THỰC NGHIỆM VÀ TÍNH TỐN MCNP5 HIỆU SUẤT DETECTOR CỦA HỆ PHỔ KẾ GAMMA 45 2.1.1 Hiệu suất detector hệ phổ kế gamma 45 2.1.2 Mơ hình hóa hệ phổ kế gamma chương trình MCNP5 48 2.1.3 Xác định thực nghiệm tính tốn MCNP5 hiệu suất detector hệ phổ kế gamma .54 2.2 Kiểm chứng phương pháp 57 2.3 Xác định hoạt độ phóng xạ mẫu phóng xạ 58 2.3.1 Chuẩn bị mẫu đất 58 2.3.2 Xác định hoạt độ phóng xạ mẫu đất .61 2.3.3 Kết nhận xét .69 KẾT LUẬN 71 Kết đạt 71 Ưu điểm 72 KIẾN NGHỊ 73 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 PHỤ LỤC 78 BẢNG CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT  Các ký hiệu ε abs : hiệu suất tuyệt đối detector ε in : hiệu suất thực detector ε t : hiệu suất toàn phần detector ε p : hiệu suất đỉnh detector ε exp : hiệu suất thực nghiệm detector N pe : số đếm đóng góp quang đỉnh phổ gamma thực nghiệm t m : thời gian đo (s) y: cường độ phát xạ tia gamma A: hoạt độ nguồn thời điểm chứng nhận (Bq) t w : thời gian phân rã từ thời điểm chứng nhận đến thời điểm đo T 1/2 : chu kỳ bán rã nguồn ε cal : hiệu suất tính tốn detector MCNP5 N s : số photon phát từ nguồn theo hướng N pc : số photon đóng góp quang đỉnh phổ gamma mô chương trình MCNP5 S fep, exp : diện tích quang đỉnh thực nghiệm S fep, cal : diện tích quang đỉnh tính tốn S spec, cal : diện tích tồn phổ tính tốn N det : số tia gamma giữ lại detector N tot : số tia gamma phát từ mẫu đo a: hoạt độ riêng mẫu đo (Bq/kg) m: khối lượng mẫu đo (kg)  Các chữ viết tắt Chữ viết tắt Tiếng Việt Tiếng Anh ACTL Thư viện số liệu ACTL ACTivation Library ANSI Viện Tiêu chuẩn quốc gia American National Standards Hoa Kỳ Institute Chụp ảnh phương pháp Computerized Axial cắt lớp Tomography CAT CTME Computer TiME cutoff DE Đỉnh đơi Double Escape ENDF Thư viện số liệu ENDF Evaluated Nuclear Data File ENDL Thư viện số liệu ENDL Evaluated Nuclear Data Library FOM Thông số đánh giá độ tin cậy Figure Of Merit phương pháp Monte – Carlo FSA FWHM Full Spectrum Analysis Độ rộng đỉnh lượng Full Width at Half Maximum toàn phần nửa chiều cao cực đại Ge Germanium Germanium GEB Mở rộng lượng dạng Gaussian Energy Broadenning Gauss HCM Hồ Chí Minh HPGe Detector germanium siêu tinh High Purity Germanium khiết IAEA INAA Cơ quan lượng nguyên International Atomic Energy tử quốc tế Agency Phân tích kích hoạt neutron Instrumental Neutron INST MCA dụng cụ Activation Analysis Viện Khoa học Kỹ thuật Institute of Nuclear Sciences & Hạt nhân Techniques Máy phân tích biên độ đa Multi Channel Analyzer kênh MCG Chương trình Monte – Carlo Monte Carlo Gamma gamma xử lý photon lượng cao MCN Chương trình Monte – Carlo Monte Carlo Neutron xử lý toán vận chuyển neutron MCNG Chương trình Monte – Carlo Monte Carlo Neutron Gamma ghép cặp neutron – gamma MCNP Chương trình mơ Monte Carlo N-Particle Monte Carlo MCNP A general-purpose,continuousenergy, generalized-geometry, time-dependent, coupled neutron/photon/electron Monte Carlo transport code NHT Number of nonzero History Tallies NPS Number of source Particles Started P/C Tỉ số đỉnh/Compton Peak/Compton PE Polyethylene Polyethylene SE Đỉnh thoát đơn Single Escape TP Thành phố TTHN Trung tâm Hạt nhân WA Windows Analysis DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ STT Hình 1.1 1.2 1.3 Diễn giải Cơ chế tượng quang điện Sự phụ thuộc lượng trình tương tác gamma khác NaI Hiệu ứng Compton Trang 13 15 16 Phân bố số lượng photon tán xạ Compton 1.4 đơn vị góc khối với góc tán xạ θ hệ tọa độ cực tương ứng với lượng tới khác 18 1.5 Hiệu ứng tạo cặp 19 1.6 Đỉnh hấp thụ toàn phần ứng với lượng E 20 1.7 Nền Compton ứng với lượng E gamma tới 21 1.8 Vị trí đỉnh đơi ứng với lượng E 22 1.9 Phổ gamma điển hình tương ứng với nguồn 60Co 23 10 1.10 Sơ đồ khối hệ phổ kế gamma dùng detector HPGe 24 11 1.11a Mặt cắt dọc detector HPGe GC1518, kích thước tính mm 26 Mặt cắt dọc detector HPGe chủng loại 12 1.11b với detector HPGe GC1518 chụp cắt lớp 26 kỹ thuật CAT 13 1.12 14 1.13 15 2.1 16 2.2 Cấu tạo bình chứa nitrogen lỏng cách ghép nối với detector HPGe GC1518 đặt TP HCM Mặt cắt dọc buồng chì, kích thước tính cm Mặt cắt dọc detector HPGe GC1518 mơ hình hóa MCNP5 Mặt cắt dọc buồng chì mơ hình hóa 27 28 44 45 MCNP5 Phổ gamma thực nghiệm tính toán 17 2.3 MCNP5 mẫu dung dịch [238U]uranylacetate chứa hộp trụ Kích thước mẫu đo có 51 đường kính 3,6 cm chiều cao 1,8 cm Ảnh chụp vệ tinh Google Maps nơi lấy 18 2.4 mẫu đất từ độ cao 2250 km (trái) 1,5 km (phải) Các chấm trắng hình bên phải vị trí thu 56 thập 10 mẫu đất 19 2.5 20 2.6 21 2.7 Ảnh chụp 10 mẫu đất thu thập vùng Phước Dinh thuộc huyện Thuận Nam, tỉnh Ninh Thuận Hình học mẫu dạng Marinelli Biểu diễn cách tính phơng, diện tích quang đỉnh diện tích tồn phổ 57 58 65 KẾT LUẬN Luận văn với đề tài “Phân tích hoạt độ 238U dựa vào vạch lượng 63,3 keV chương trình MCNP5” sau thời gian thực hoàn thành mục tiêu đề đạt số kết với ưu điểm sau: Kết đạt Với mục tiêu nghiên cứu ứng dụng hiệu hệ phổ kế gamma HPGe GC1518 có TTHN TP HCM chương trình MCNP5 phân tích hoạt độ mẫu phóng xạ, luận văn đạt kết sau: • Đã xây dựng số liệu đầu vào cấu trúc hình học thành phần vật liệu cuả hệ phổ kế gamma dùng detector HPGe GC1518 hãng Canberra Industries, Inc đặt TTHN TP HCM nhằm mơ hình hóa xác hệ phổ kế gamma sở mơ phổ gamma mẫu phóng xạ nghiên cứu hiệu suất ghi detector HPGe chương trình MCNP5 • Đã khảo sát hiệu suất detector tính tốn MCNP5 vạch 63,3 keV so sánh với hiệu suất thực nghiệm số vật liệu mẫu dung dịch [238U]uranyl-acetate mẫu INST Giá trị trung bình tỉ số hoạt độ tính tốn thực nghiệm mẫu dung dịch [238U]uranyl-acetate 0,973 ± 0,059 mẫu INST 0,968 ± 0,065 Kết cho thấy giá trị hiệu suất tính tốn chương trình MCNP5 phù hợp tốt với giá trị hiệu suất thực nghiệm vạch 63,3 keV Do thực nghiệm đo phổ gamma xác định hiệu suất tính tốn MCNP5 sử dụng để phân tích hoạt độ 238U mẫu đo • Đã kiểm định tính đắn phương pháp phân tích hoạt độ 238 U dựa vào vạch lượng 63,3 keV chương trình MCNP5 với mẫu chuẩn IAEA RGU-1 Kết cho thấy hoạt độ xác định nhờ vạch 63,3 keV tính tốn MCNP5 4934,4 ± 67,0 Bq/kg phù hợp tốt với giá trị tham khảo 4940 Bq/kg (4910 - 4970 Bq/kg) • Đã kết hợp thực nghiệm xác định tốc độ đếm đỉnh vạch lượng 63,3 keV phát từ U tính tốn MCNP5 hiệu suất detector Từ xác 238 định hoạt độ 238U mẫu đất lấy từ vùng Phước Dinh thuộc huyện Thuận Nam tỉnh Ninh Thuận Giá trị trung bình tỉ số hoạt độ tính tốn thực nghiệm phân tích hoạt độ U 0,97 ± 0,07 Như có 238 phù hợp tốt giá trị tính tốn thực nghiệm hoạt độ 238 U mẫu đất Ưu điểm So với phương pháp khác, phương pháp phân tích hoạt độ 238 U dựa vào vạch lượng 63,3 keV chương trình MCNP5 có số ưu điểm hơn: • Trong nghiên cứu mẫu phóng xạ mơi trường, hoạt độ mẫu tính thơng qua mẫu chuẩn phát tia gamma với chúng hay xác định từ đường cong hiệu suất thực nghiệm Các đường cong hiệu suất xây dựng từ mẫu chuẩn có điều kiện hình học, thành phần mật độ mẫu đo Trong thực tế, để làm điều khơng dễ dàng Phân tích hoạt độ mẫu chương trình MCNP5 thực đơn giản khơng cần mẫu chuẩn xác định từ đường cong hiệu suất thực nghiệm • Phân tích hoạt độ U 63,3 keV bỏ qua đóng góp nhân 238 khác có mặt mẫu Hơn việc sử dụng vạch lượng 63,3 keV để phân tích hoạt độ 238U khơng cần nhốt mẫu • Phân tích hoạt độ vạch 63,3 keV MCNP hiệu chỉnh tự hấp thụ mẫu đo vật liệu hệ phổ kế Việc hiệu chỉnh thực nghiệm tính tốn giải tích có sai số lớn thực nghiệm phức tạp KIẾN NGHỊ Dựa sở mơ hình hóa hệ phổ kế gamma có hạn chế cịn tồn luận văn, số kiến nghị hướng nghiên cứu tiếp tục cần giải sau: Tiếp tục nghiên cứu hiệu suất ghi detector yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chương trình MCNP5 Tiếp tục áp dụng chương trình MCNP5 để phân tích hoạt độ phóng xạ nhiều đối tượng khác phân tích mơi trường Trên sở mơ hình hóa hệ phổ kế, chương trình MCNP5 tiếp tục sâu nghiên cứu hiệu ứng trùng phùng tự hấp thụ cho nhiều cấu hình đo dạng mẫu khác nhằm đạt độ xác cao phân tích hàm lượng phóng xạ Q trình mơ phải xử lý nhiều file liệu input output, nhiều thời gian công sức đồng thời dễ gặp sai sót Vì tiếp tục nghiên cứu xây dựng chương trình kết nối với MCNP5 để tự động hóa q trình đọc file input trích xuất thơng tin từ output DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ Ba van Khoi, Vo Xuan An (2011), “Investigation of the natural radioactivity in the Phuoc Dinh area located in the Thuan Nam district, Ninh Thuan province”, Proceedings of the 9th National Conference on Nuclear Science and Technology, Ninh Thuan, pp 303-307 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 sĩ vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP HCM [2] Nguyễn Văn Đỗ (2003), Các phương pháp phân tích hạt nhân, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội [3] Phạm Quốc Hùng (2007), Vật lý hạt nhân ứng dụng, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội [4] Ngô Quang Huy (2006), Cơ sở vật lý hạt nhân, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [5] Ngô Quang Huy, Đỗ Quang Bình, Võ Xuân Ân (2005), “Bước đầu mơ hình hóa hệ phổ kế gamma dùng detector bán dẫn siêu tinh khiết chương trình MCNP”, Tạp chí phát triển Khoa học & Cơng nghệ, Đại học Quốc Gia TP HCM, 8(8), Trang 17 – 25 [6] Ngơ Quang Huy, Đỗ Quang Bình, Võ Xn Ân (2005), “Nghiên cứu tăng bề dày lớp germanium bất hoạt detetor siêu tinh khiết chương trình MCNP”, Tạp chí phát triển Khoa học & Cơng nghệ, Đại học Quốc Gia TP HCM, 8(12), Trang 35 – 43 [7] Ngơ Quang Huy, Đỗ Quang Bình, Võ Xn Ân (2007), “Khảo sát ảnh hưởng thông số vật lý đến hiệu suất đếm detector bán dẫn siêu tinh khiết chương trình MCNP4C2”, Tạp chí phát triển Khoa học & Công nghệ, Đại học Quốc Gia TP HCM, 10(5), Trang 21 – 26 [8] Ngô Quang Huy, Đỗ Quang Bình, Võ Xuân Ân, Trương Thị Hồng Loan (2009), “Nghiên cứu giảm hiệu suất detector HPGe theo thời gian hoạt động nó”, Hội nghị Khoa học & Cơng nghệ hạt nhân tồn quốc lần thứ VIII, Tóm tắt, Trang 20-21 [9] Ngơ Quang Huy, Trần Văn Luyến, Nguyễn Văn Mai (1999), “Khảo sát phông phóng xạ số đặc trưng mơi trường thành phố Hồ Chí Minh”, Báo cáo kết nghiên cứu đề tài cấp năm 1996 – 1998, TTHN TP HCM, Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam [10] Trần Ái Khanh (2007), Khảo sát hiệu suất detector HPGe với hình học mẫu lớn phương pháp Monte Carlo, Luận văn thạc sĩ vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP HCM [11] Lê Hồng Khiêm (2008), Phân tích số liệu ghi nhận xạ, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội [12] Mai Văn Nhơn, Trương Thị Hồng Loan, Trần Ái Khanh, Trần Thiện Thanh, Đặng Nguyên Phương (2008), “Nghiên cứu ảnh hưởng tán xạ nhiều lần từ vật liệu xung quanh đầu dò lên phổ lượng gamma đầu dị chương trình MCNP”, Tạp chí phát triển Khoa học & Công nghệ, Đại học Quốc gia TP HCM, 11(10), Trang 66-76 [13] Đặng Nguyên Phương, Lê Thị Hổ, Trương Thị Hồng Loan (2008), “Xác định hoạt độ phóng xạ mẫu mơi trường phương pháp FSA”, Báo cáo Hội nghị lần 6, Đại học Khoa học Tự nhiên TP Hồ Chí Minh Tiếng Anh [14] Briersmeister J F (2000), “MCNP – A General Purpose Monte Carlo N Particle Transport Code, Version 4C2”, Los Alamos National Laboratory, LA – 13709M [15] Evans R.D (1995), The Atomic Nucleus, Mc Graw – Hill Book Company [16] F De Corte, H Umans, D Vandenberghe, A De Wispelaere and P Van den haute (2005), “Direct gamma-spectrometric measurement of the 226Ra 186.2 keV line for detecting the 238U/226Ra disequilibrium in determining the environmental dose rate for the luminescence dating of sediments”, Applied Radiation and Isotopes, 63, pp 589-598 [17] James M Kaste, Benjamin C Bostick and Arjun M Heimsath (2006), “Determining 234Th and 238U in rocks, soils and sediments via the doublet gamma at 92.5 keV”, Analyst, 131, pp 757-763 [18] Knoll G.F (1999), “Radiation detection and measurement, 3rd edition”, Jonh Wiley & Sons, Inc., New York [19] H Yucel, A.N Solmaz, E Kose and D Bor (2009), “Spectral interference corrections for the measurement of 238 U in materials rich in thorium by a high resolution gamma ray spectrometry”, Applied Radiation and Isotopes, 67, pp 2049-2056 [20] H.Yucel, M.A Cetiner, H Demirel (1998), “Use of 1001 keV peak of 234m Pa daughter of 238U in measurement of uranium concentration by HPGe gamma ray spectrometry”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 413, pp 74-82 [21] M Dowdall, O.G Selnas, J.P Gwynn and C Dvids (2004), “Simultaneous determination of 226 Ra and 238 U in soil and environmental materials by gamma- spectrometry in the absence of radium progeny equilibrium”, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 261, pp 513-521 [22] Nouguchi M (2003), Gamma ray Spectrometry, Join VAEC – JAERI Training Course on Radiation Measurement, Hà Nội [23] N.Q Huy and T.V Luyen (2004) , “A method to determine 238 U activity in environmental soil samples by using 63.3 keV-photopeak-gamma HPGe spectrometer”, Applied Radiation and Isotopes, 61, pp 1419-1424 [24] X – Monte Carlo Team (2003), “MCNP – A General Purpose Monte Carlo N – Particle Transport Code, Version 5, Volume I: Overview and Theory”, Los Alamos National Laboratory, LA – UR – 03 – 1987 [25] Y.Y Ebaid, S.A El-Mongy and K.A Allam (2005), “235U- gamma emission contribution to the 186 keV energy transition of 226Ra in environmental samples activity calculations”, Internatioal Congress Series, 1276, pp 409-411 [26] http://www.naweb.iaea.org/naml/AQCS.asp PHỤ LỤC Phụ lục Chuỗi phân rã 238U → 206Pb Năng lượng Đồng vị Kiểu phân rã xạ (MeV) Cường độ Chu kỳ bán (%) rã U α 4,2 100 % 4,47.109 năm Th β 0,2 0,1 56% 44% 24,1 ngày β 0,5 1,2 90% 10% 1,18 phút U α 4,8 100% 2,44.105 năm 230 Th α 4,7 4,6 75% 25% 7,7.104 năm 226 Ra α 4,8 4,6 93% 7% 1600 năm 222 Rn α 5,5 100% 2,382 ngày 218 α 6,0 100% 3,05 phút 214 β 0,7 100% 26,8 phút 214 Bi β 3,2 1,7 23% 77% 19,8 phút 214 Po α 7,7 100% 1,64.104 giây 210 β 0,03 100% 22,3 năm 210 Bi β 1,2 100% 5,01 ngày 210 Po α 5,3 100% 138,4 ngày 206 đồng vị bền - - - Cường độ (%) Chu kỳ bán rã 238 234 234 Pa 234 Po Pb Pb Pb Phụ lục Chuỗi phân rã 235U → Đồng vị Kiểu phân rã 207 Pb Năng lượng xạ (MeV) 235 U α 4,5 100% 7,04.108 năm 231 Th β 0,2 100% 25,6 231 Pa α 5,0 4,7 8,4% 16% 3,25.104 năm 227 Ac β 0,02 100% 21,8 năm α 6,1 5,8 46% 54% 18,72 ngày 227 Th 223 Ra α 5,7 5,5 76% 24% 11,4 ngày 219 Rn α 6,7 6,3 84% 16% 3,96 giây 215 α 7,4 100% 1,78.10-3 giây 211 β 0,5 6,6 20% 80% 36,1 phút α 6,6 6,3 84% 16% 2,13 phút 207 Tl β 1,5 100% 4,76 phút 207 Pb trạng thái bền - - - Po Pb 211 Bi Phụ lục Hệ phổ kế gamma phông thấp TTHT TP HCM Phụ lục Một input điển hình chương trình MCNP5 để phân tích hoạt độ 238U mẫu phóng xạ 1- Problem HPGe coaxial detector efficiencies and pulse height distribution 2- c Cell cards 3- -8.94 (-2 -34 27) imp:p,e=1 $ loi Cu dan tin hieu 4- 10 -2.31 (-3 -35 34):(2 -3 -34 30) imp:p,e=1 $ lop boron kh/ tan 5- -5.35 (-6 -38 35):(3 -6 -35 30) imp:p=1 imp:e=0 $ tinh the HPGe 6- 12 -5.05 (-7 -39 38):(6 -7 -38 30) imp:p,e=1 $ lop Li khuech tan 7- -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) & 9- :(4 -5 -28 26):(1 -5 -26 25))#(-52 -29 28) imp:p,e=1 $ holder bang Al 10- -0.00129 ((-10 -42 41):(9 -10 -41 37):(8 -10 -37 36) & 11- :(9 -10 -36 33):(8 -10 -33 32):(9 -10 -32 31):(8 -10 -31 28) & 12- :(5 -10 -28 27):(5 -10 -27 25))#(-52 -28 27) & 13- :(-10 -25 20) imp:p,e=1 $ khoang kk detector 14- -2.6989 (-11 -43 42):(10 -11 -42 20) imp:p,e=1 $ vo Al 15- 14 -1.11 -9 -41 40 imp:p,e=1 $ lop kapton 16- 13 -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 19- 11 -0.00129 -51 -30 27 imp:p,e=1 $ loi day dan in/out 20- 12 -0.00129 (2 -7 -30 29)#1#(-53 -30 29) imp:p,e=1 $ khoang c/k 21- 13 15 -2.2 (2 -4 -29 27):(-4 -27 26) imp:p,e=1 $ coc teflon 22- 14 -8.94 -1 -26 25 imp:p,e=1 $ que dan lanh bang Cu 23- 15 -0.00129 ((17 -18 -4801 44):(-17 -4401 4301):(-1502 -4301 43) & 24- :(11 -15 -43 24):(11 -14 -24 20))#27#28#29#30 imp:p,e=1 $ kkhí bc 25- 16 -8.94 (15 -1501 -43 24):(14 -17 -24 23) imp:p,e=1 $ lop Cu 26- 1601 -0.88 (1502 -16 -4301 43):(1501 -16 -43 24) imp:p,e=1 $ paraf 27- 17 -7.28 16 -17 -4301 24 imp:p,e=1 $ lop Sn 28- 1701 -7.28 14 -17 -23 22 imp:p,e=1 $ lop Sn 29- 18 -11.34 (17 -18 -44 22):(14 -18 -22 21) imp:p,e=1 $ lop Pb 30- 19 -7.86 17 -18 -50 4801 imp:p,e=1 $ lop Fe 31- 1901 -7.86 14 -18 -21 20 imp:p,e=1 $ lop Fe 32- 20 -11.34 (-18 -5001 50):(-17 -50 4801) imp:p,e=1 $ lop Pb 33- c 21 -7.28 -18 -48 47 imp:p,e=1 $ lop Sn 34- 22 -8.94 -17 -4801 48 imp:p,e=1 $ lop Cu 35- 2201 -7.28 -17 -48 4401 imp:p,e=1 $ lop Sn 36- 24 18:5001:-20 imp:p,e=0 37- 25 -0.92 (-57 -63 62):(56 -57 -62 59):(54 -57 -59 58) & 38- :(54 -55 -43 59):(-55 -60 43) imp:p,e=1 $ hop M 39- 26 -0.00129 -56 -62 61 imp:p,e=1 $ khoang kk hop M 40- 27 16 -1.535327045 -56 -61 60 imp:p,e=1 $ phan chat p/xa upper 41- 28 16 -1.535327045 55 -56 -60 59 imp:p,e=1 $ phan chat p/xa lower 4243- c Surface cards 44- c ==> mo ta tu ngoai 45- cz 0.13 $ que dan lanh bang Cu 46- cz 0.35 $ dien cuc bang Cu 47- cz 0.3503 $ lop boron khuech tan 48- cz 0.88 $ mat ngoai lop teflon 49- cz 1.546 $ mat ngoai lop Al bac cua holder 50- cz 2.548 $ lop Li khuech tan 51- cz 2.7 $ ban kinh tinh the Ge 52- cz 2.776 $ mat ngoai lop Al bac cua holder 53- cz 2.97 $ mat ngoai lop Al bac cua holder 54- 10 cz 3.66 $ mat vo Al 55- 11 cz 3.81 $ mat ngoai vo Al 56- c 12 cz 5.7 $ mat lop Cu 57- c 13 cz 5.86 $ mat lop Sn 58- 14 cz 4.81 $ mat lop Pb 59- 15 cz 7.35 $ mat lop Cu 60- 1501 cz 7.95 $ mat lop paraffin 61- 1502 cz 9.45 $ mat lop paraffin 62- 16 cz 14.2 $ mat lop Sn 63- 17 cz 15.0 $ mat lop Pb 64- 18 cz 25.0 $ mat ngoai lop Pb 65- c 19 cz 25.4 $ mat ngoai lop Fe 66- c ==> mo ta tu duoi len tren 67- 20 pz $ mat duoi lop Fe 68- 21 pz 1.6 $ mat tren lop Fe 69- 22 pz 10.0 $ mat tren lop Pb 70- 23 pz 10.8 $ mat tren lop Sn 71- 24 pz 11.6 $ mat tren lop Cu 72- c ==> ben detector 73- 25 pz 17.536 $ mat duoi holder Al 74- 26 pz 18.696 $ mat duoi coc teflon 75- 27 pz 19.042 $ mat duoi loi Cu 76- 28 pz 19.742 $ mat duoi holder Al 77- 29 pz 20.062 $ mat duoi lop chan khong 78- 30 pz 20.815 $ mat duoi lop Ge 79- 31 pz 21.255 $ mat duoi vanh holder 80- 32 pz 22.115 $ mat tren vanh holder 81- 33 pz 22.415 $ mat duoi vanh holder 82- 34 pz 22.515 $ mat tren loi Cu 83- 35 pz 22.5153 $ mat tren lop boron khuech tan 84- 36 pz 23.275 $ mat tren vanh holder 85- 37 pz 23.715 $ mat duoi vanh holder 86- 38 pz 23.86 $ mat tren lop Ge 87- 39 pz 24.012 $ mat tren lop Li khuech tan 88- 40 pz 24.013 $ mat tren mylar 89- 41 pz 24.023 $ mat tren kapton 90- 42 pz 24.55 $ mat tren khong 91- 43 pz 24.7 $ mat tren vo Al detector 92- c ==> phan tren buong chi 93- 4301 pz 35.8 $ mat tren lop Sn TTHN 94- 44 pz 43.6 $ mat tren lop Pb 95- 4401 pz 44.1 $ mat duoi lop Sn 96- c 45 pz 42.34 $ mat tren lop Sn 97- c 46 pz 42.5 $ mat tren lop Cu 98- c 47 pz 42.66 $ mat tren lop Cu 99- 48 pz 44.5 $ mat tren lop Sn 100- 4801 pz 44.6 $ mat tren lop Cu TTHN 101- c 49 pz 52.55 $ mat tren lop Pb 102- 50 pz 46.2 $ mat tren lop Fe 103- 5001 pz 54.2 $ mat tren lop Pb TTHN 104- c ==> day dan in/out 105- 51 c/z -2.1 0.1 $ loi day dan in/out 106- 52 c/z -2.1 0.2 $ lop cach dien day dan in/out 107- 53 c/z -2.1 0.49 $ lop cach dien day dan in/out 108- c ==> nguon Marinelli 109- 54 cz 3.9051 $ mat ben hop M in 110- 55 cz 4.0451 $ mat ben hop M out 111- 56 cz 5.7751 $ mat ben ngoai hop M in 112- 57 cz 5.9151 $ mat ben ngoai hop M out 113- 58 pz 17.77 $ mat day duoi hop M lower 114- 59 pz 17.91 $ mat day duoi hop M upper 115- 60 pz 24.84 $ mat day tren hop M upper 116- 61 pz 26.34 $ mat chat phong xa long 117- 62 pz 30.49 $ mat nap hop M lower 118- 63 pz 30.63 $ mat nap hop M upper 119- 120- c Data cards 121- mode p 122- m1 32000 -1.0 $ Ge 123- m2 13000 -1.0 $ Al 124- m3 7000 -0.755 8000 -0.232 18000 -0.013 $ atmosphere 125- m4 1000 -0.14372 6000 -0.85628 $ polyethylene 126- m5 29000 -1.0 $ Cu 127- m6 1000 -0.1549 6000 -0.8451 $ paraffin C9H20 128- m7 50000 -1.0 $ Sn 129- m8 82000 -1.0 $ Pb 130- m9 26000 -1.0 $ Fe 131- m10 5000 -1.0 $B 132- c m11 3000 -1.0 $ Li 133- m12 32000 -0.9999 3000 -0.0001 $ Ge Li 134- m13 1000 -0.053 6000 -0.526 8000 -0.421 $ mylar 135- m14 1000 -0.028 6000 -0.720 7000 -0.077 8000 -0.175 $ kapton 136- m15 6000 -0.24 9000 -0.76 137- m16 13000 -0.02339000 33000 -0.00000001 56000 -0.00000001 & 138- 35000 -0.00000001 20000 -0.00529000 48000 -0.00000001 & 139- 17000 -0.00000001 27000 -0.00000001 24000 -0.00000001 & 140- 55000 -0.00000001 29000 -0.00000001 63000 -0.00000001 & 141- 26000 -0.01104000 80000 -0.00000001 19000 -0.00174000 & 142- 57000 -0.00000001 12000 -0.00024000 25000 -0.00001000 & 143- 42000 -0.00000001 11000 -0.00089000 28000 -0.00000001 & 144- 15000 -0.00017000 82000 -0.00000001 37000 -0.00000001 & 145- 16000 -0.00000001 51000 -0.00000001 21000 -0.00000001 & 146- 34000 -0.00000001 38000 -0.00000001 30000 -0.00000001 & 147- 6000 -0.00856000 1000 -0.00000001 8000 -0.00000001 & 148- 14000 -0.41754000 22000 -0.00300000 $ teflon $ giac lam 149- sdef cel=d1 pos=0 0 axs=0 ext fcel d2 rad fcel d5 erg=0.0633 par=2 wgt=10 150- ft8 geb 0.00071 0.00075 0.46493 151- si1 l 28 27 152- sp1 v 153- ds2 s d3 d4 154- si3 h 17.91 24.84 155- sp3 d -21 156- si4 h 24.84 26.34 157- sp4 d -21 158- ds5 s d6 d7 159- si6 h 4.0451 5.7751 160- sp6 -21 161- si7 h 0.000 5.7751 162- sp7 -21 163- f8:p 164- e8 0001 005616 8190i 1.941030 165- phys:p $ produce bremsstrahlung radiations 166- phys:e 167- cut:p 2j 0 $ because of taking a tally of pulse height distributions 168- cut:e 169- nps 9000000000 170- ctme 600 ... CHÍ MINH …o0o… BÁ VĂN KHƠI XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ 238U DỰA VÀO VẠCH NĂNG LƯỢNG 63,3 keV VỚI HIỆUSUẤT TÍNH BẰNG CHƯƠNG TRÌNH MCNP5 Chun ngành: Vật lý nguyên tử, hạt nhân & lượng cao Mã số: 60.44.05 LUẬN... thuật tính tốn chương trình nhanh máy tính tốt làm cho mô số trở nên đáng tin cậy Từ phân tích trên, chọn đề tài: “ Xác định hoạt độ 238 U dựa vào vạch lượng 63,3 keV với hiệu suất tính chương trình. .. gamma chương trình MCNP5, từ xác định hiệu suất tính tốn vạch lượng 63,3 keV; (3) kiểm chứng phương pháp cách so sánh hiệu suất tính tốn với hiệu suất thực nghiệm; (4) sở xác định độ tin cậy chương