Hiệu chỉnh phổ gamma bằng phương pháp monte carlo

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRẦN THIỆN THANH HIỆU CHỈNH PHỔ GAMMA BẰNG PHƯƠNG PHÁP MONTE CARLO LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ TP HỒ CHÍ MINH – 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRẦN THIỆN THANH HIỆU CHỈNH PHỔ GAMMA BẰNG PHƯƠNG PHÁP MONTE CARLO Chuyên ngành: VẬT LÝ NGUYÊN TỬ VÀ HẠT NHÂN Mã số: 62 – 44 – 05 – 01 Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Trung Tính Phản biện 2: TS Trần Văn Hùng Phản biện 3: TS Huỳnh Trúc Phương Phản biện độc lập 1: GS.TS Trần Đức Thiệp Phản biện độc lập 2: PGS.TS Bùi Văn Loát NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS CHÂU VĂN TẠO TP HỒ CHÍ MINH – 2013 -i- Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc ooOoo LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan tính chân thực luận án Các số liệu luận án thân thực Luận án hoàn thành hướng dẫn khoa học PGS TS Châu Văn Tạo mà chép từ công trình người khác Tác giả luận án Trần Thiện Thanh -ii- LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình thực luận án, nghiên cứu sinh nhận nhiều giúp đỡ tận tình, chu đáo tỉ mỉ với tinh thần khoa học trách nhiệm cao Thầy/Cô môn Vật lý Hạt nhân, bạn đồng nghiệp gần xa Nhân đây, xin cho phép nghiên cứu sinh gửi lời biết ơn chân thành kính trọng đến:  PGS TS Châu Văn Tạo không Thầy hướng dẫn khoa học gợi ý đề tài, tận tình hướng dẫn, động viên truyền đạt kinh nghiệm quý báu nghiên cứu khoa học Bên cạnh đó, Thầy tạo điều kiện thuận lợi để nghiên cứu sinh sớm hoàn thành luận án  PGS TS Mai Văn Nhơn, TS Trương Thị Hồng Loan Thầy/Cô giảng dạy cho nghiên cứu sinh học phân tích phổ gamma trình học tập bậc cao học Đây tiền đề cho nghiên cứu sinh tiếp cận với kiến thức cao trình học tập  TS Marie – Christine Lépy, TS Marie Martine Bé, TS Laurent Ferreux tận tình giúp đỡ tạo nhiều điều kiện thuận lợi trình đo thực nghiệm phòng thí nghiệm quốc gia Henri Becquerel, Pháp  Nghiên cứu sinh bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý Thầy/Cô, quý đồng nghiệp Bộ môn Vật lý Hạt nhân, Phòng Đào tạo Sau Đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp HCM tạo nhiều điều kiện thuận lợi giúp đỡ nhiệt tình suốt thời gian thực luận án  Nghiên cứu sinh không quên bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Pháp (CEA) hỗ trợ toàn kinh phí cho nghiên cứu sinh làm việc nghiên cứu Pháp thời gian qua  Cuối cùng, xin gửi lời biết ơn chân thành tới ba mẹ, gia đình động viên tạo điều kiện thuận lợi cho hoàn thành luận án -iii- Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Bảng chữ viết tắt vi Danh mục bảng viii Danh mục hình vẽ, đồ thị xi Mở đầu Chương Tổng quan 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.1.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 1.1.3 Những vấn đề liên quan đến luận án 1.2 Hiệu chuẩn hệ phổ kế gamma 1.2.1 Hiệu suất đỉnh lượng toàn phần (FEPE) 1.2.2 Hiệu suất tổng (TE) 1.2.3 Tỉ số hiệu suất đỉnh lượng toàn phần hiệu suất tổng P/T 11 1.3 Những hiệu chỉnh hiệu suất đỉnh lượng toàn phần 11 1.3.1 Hiệu chỉnh phông 11 1.3.2 Hiệu chỉnh hiệu ứng tự hấp thụ 12 1.3.3 Hiệu chỉnh hiệu ứng trùng phùng tổng 15 1.3.3.1 Hiện tượng trùng phùng tổng phổ gamma 15 1.3.3.2 Thuật toán xác định hệ số trùng phùng tổng 18 1.4 Kết luận chương 21 Chương Nghiên cứu hàm đáp ứng hệ phổ kế gamma sử dụng đầu dò HPGe chương trình MCNP5 22 2.1 Đối tượng nghiên cứu 22 2.1.1 Đầu dò HPGe đồng trục 23 2.1.2 Buồng chì 25 2.1.3 Nguồn chuẩn 27 -iv- 2.1.3.1 Nguồn chuẩn dạng hình học điểm 27 2.1.3.2 Nguồn chuẩn dạng hình học trụ 28 2.1.3.3 Mẫu chuẩn RGU 29 2.2 Giới thiệu chương trình MCNP 30 2.2.1 Mô hình hóa tương tác photon lên vật chất chương trình MCNP 31 2.2.1.1 Tán xạ Compton 31 2.2.1.2 Tán xạ Thomson 33 2.2.1.3 Hấp thụ quang điện 33 2.2.1.4 Hiệu ứng tạo cặp 34 2.2.2 Cấu trúc chương trình MCNP 35 2.2.3 Đánh giá phân bố độ cao F8 35 2.2.4 Đánh giá sai số 38 2.3 Mô hệ phổ kế gamma sử dụng đầu dò HPGe MCNP5 40 2.3.1 Phổ đơn 41 2.3.2 Phổ đa 44 2.3.3 Phổ nguồn đa đồng vị 47 2.4 Kết luận chương 49 Chương Tính toán hệ số trùng phùng tổng sử dụng phương pháp Monte Carlo để xác định hiệu suất tổng 50 3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng trình thứ cấp lên phổ gamma 50 3.1.1 Ảnh hưởng tán xạ từ giá đo buồng chì 50 3.1.2 Ảnh hưởng thành phần vật liệu giá đo 55 3.2 Đánh giá hiệu suất đỉnh lượng toàn phần 58 3.3 Đánh giá hiệu suất tổng 61 3.4 Hiệu chỉnh trùng phùng tổng 66 3.4.1 Xác định hệ số trùng phùng tổng cho nguồn dạng hình học điểm 66 3.4.1.1 Nguồn chuẩn dạng hình học điểm chứa đồng vị 134Cs 68 3.4.1.2 Nguồn chuẩn dạng hình học điểm chứa đồng vị 152Eu 70 -v- 3.4.2 Xác định hệ số trùng phùng tổng cho nguồn dạng hình học trụ 74 3.4.2.1 Nguồn chuẩn dạng hình học trụ chứa đồng vị 134Cs 75 3.4.2.2 Nguồn chuẩn dạng hình học trụ chứa đồng vị 152Eu 78 3.4.3 Khảo sát ảnh hưởng lớp hấp thụ đến hệ số trùng phùng tổng 81 3.5 Kết luận chương 83 Chương Phân tích hoạt độ đồng vị phóng xạ mẫu môi trường 84 4.1 Xác định hệ số suy giảm tuyến tính 84 4.2 Cải tiến buồng chì hệ phổ kế GC20-VLHN 91 4.3 Khảo sát phông sử dụng khí nitơ từ bình làm lạnh 94 4.4 Kết phân tích mẫu 98 4.4.1 Chuẩn bị mẫu 98 4.4.2 Xây dựng đường cong hiệu suất đỉnh lượng toàn phần 99 4.4.3 Xác định hoạt độ phóng xạ mẫu 103 4.4.4 Tiêu chuẩn đánh giá IAEA 104 4.4.5 Kết phân tích mẫu IAEA-385 105 4.4.6 Kết phân tích mẫu IAEA-434 108 4.4.7 Kết phân tích mẫu IAEA-447 110 4.5 Kết luận chương 112 Kết luận 113 Danh mục công trình tác giả 115 Tài liệu tham khảo 118 Phụ lục 125 -vi- BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Việt Tiếng Anh A Chấp nhận Accepted ACTL Thư viện kích hoạt từ Livemore ACTivation Library DETEFF Chương trình mô Monte DETector EFFiciency Carlo DETEFF ENDF Số liệu hạt nhân ENDF Evaluated Nuclear Data File ENDL Thư viện số liệu hạt nhân ENDL Evaluated Nuclear Data Library ETNA Chương trình tính hiệu suất Efficiency Transfer for Nuclide hiệu chỉnh trùng phùng Activity measurements ETZ Ngoại suy Extrapolation To Zero FOM Thông số đánh giá độ tin cậy Figure Of Merit phương pháp Monte Carlo F Loại FWHM Độ rộng nửa chiều cao cực đại Full Width at Half Maximum FEPE Hiệu suất đỉnh lượng toàn False Full Energy Peak Efficiency phần MCNP Chương trình mô Monte Monte Carlo N Particle Carlo MCNP GEANT4 Chương trình mô Monte Geometry ANd Tracking Carlo GEANT GEB Mở rộng lượng dạng Gauss Gaussian Energy Broadenning GESPECOR Chương trình mô Monte Germanium SPEctroscopy Carlo GESPECOR CORrection Factors HPGe Germanium siêu tinh khiết High Purity Germanium IAEA Cơ quan lượng nguyên tử International Atomic Energy quốc tế Agency LAP Giá trị dự đoán giới hạn Limit of Acceptable Precision LNHB Phòng thí nghiệm quốc gia Henri Laboratoire National Henri -vii- Becquerel Becquerel MAB Giá trị chấp nhận cực đại Maximum Acceptable Bias NJOY Mã định dạng thư viện số liệu hạt nhân MCNP P Chấp nhận Passed P/T Tỉ số đỉnh / toàn phần Peak/Total PENELOPE Chương trình mô Monte PENetration and Energy Loss of Carlo PENELOPE Positron and Electrons TE Hiệu suất tổng Total Efficiency Tp.HCM Thành phố Hồ Chí Minh VLHN Vật lý hạt nhân W Cảnh báo Warning -viii- DANH MỤC CÁC BẢNG STT Bảng 1.1 Diễn giải Trang Nguồn gốc gây sai số theo tiêu chuẩn ANSI Std N42.14- 1999 [8] 2.1 Thông số kỹ thuật bốn đầu dò HPGe đồng trục 23 sử dụng luận án 2.2 Hoạt độ nguồn chuẩn dạng hình học điểm 27 2.3 Hoạt độ nguồn chuẩn dạng hình học trụ 29 2.4 Giá trị thực nghiệm làm khớp FWHM theo 37 lượng 2.5 Chú giải đánh giá sai số tương đối MCNP 3.1 So sánh số đếm tổng bốn cấu hình mô thực 39 55 nghiệm 3.2 Hiệu suất đỉnh lượng toàn phần (FEPE) thực 58 nghiệm mô khoảng cách 10cm từ nguồn đến đầu dò 3.3 Hiệu suất đỉnh lượng toàn phần (FEPE) thực 59 nghiệm mô khoảng cách 5cm từ nguồn đến đầu dò 10 3.4 Hiệu suất đỉnh lượng toàn phần (FEPE) thực 60 nghiệm mô khoảng cách 2cm từ nguồn đến đầu dò 11 3.5 So sánh hiệu suất tổng nguồn đơn khoảng 62 cách đo 10cm 12 3.6 So sánh giá trị làm khớp hiệu suất tổng từ mô 64 thực nghiệm 13 3.7 Hệ số trùng phùng tổng nguồn chuẩn dạng hình học điểm chứa đồng vị 134Cs cách đầu dò 10cm 69 121 [26] Huy N.Q., Luyen T.V (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, 1419–1424 [27] Huy, N Q (2011), Dead-layer thickness effect for gamma spectra measured in an HPGe p-type detector, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A641, 101-204 [28] Jodlowski, P (2006), Self-absorption correction in gamma-ray spectrometry of environmental samples - An overview of methods and correction values obtained for the selected geometries, Nukleonika, 51, 21–25 [29] Kanisch G., Vidmar T., Sima O (2009), Testing the equivalence of several algorithms for calculation of coincidence summing corrections, Applied Radiation and Isotopes 67, 1952–1956 [30] Knoll, G.F (1999), Radiation Detection and Measurement, Third Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York [31] Korun M., Martincic R (1993), Coincidence summing in gamma and X-ray spectrometry, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A325, 478-484 [32] Korun, M (2001), Measurement of the total-to-peak ratio of a low-energy Germanium gamma-ray detector, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A457, 245-252 [33] Lépy M.C., Brun P., Collin C., Plagnard J (2006), Experimental validation of coincidence summing corrections computed by the ETNA software, Applied Radiation and Isotopes, 1340-1345 [34] Lépy M.C., Brun P., Collin C., Plagnard J (2004), ETNA Software for efficiency transfer and coincidence summing correction in gamma spectrometry, note Techique, LNHB/01/09/A [35] Lépy, M.C (2007), Total efficiency calibration for coincidence summing correction, Nuclear Instruments and Method in Physics Research A579, 284287 122 [36] Lépy M.C., Ferreux L., Hamon C., Plagnard J (2008), Logiciel d ajustement des courbes de rendement ACORES, Note technique LNHB 2008/45 [37] Lépy, M.C et al (2010), Intercomparison of Methods for Coincidence summing corrections in gamma ray spectrometry, Applied Radiation and Isotopes, Vol 68, Issues 7-8, 1407-1412 [38] Lépy, M.C et al, (2012), Intercomparison of Methods for Coincidence summing corrections in gamma ray spectrometry – Part II (Volume sources), Applied Radiation and Isotopes 70, 2112–2118 [39] Loan T.T.H., Thanh T.T., Phuong D.N., Khanh T.A., Nhon, M.V (2007), Monte – Carlo simulation of HPGe detector response function with using MCNP code, Communication in Physics, Vol 17, No 1, 59–64 [40] Loan T.T.H., Thanh T.T., Phuong D.N., Khanh T.A., Nhon, M.V., Ngoc L.V (2007), Gamma spectrum simulation and coincidence summing factor calculation for point sources with using MCNP code , Communication in Physics, Vol 2, No 2, 110–116 [41] Loan T.T.H., Phuong D.N., Phong D.P.H., Khanh T.A (2009), Investigating the effect of matrices and densities on the efficiency of HPGe spectroscopy using MCNP, Communications in Physics, Vol.19, No.1, pp.45-52 [42] McCallum G.J., Coote G E (1975), Influence of source-detector distance on relative intensity and angular correlation measurements with Ge(Li) spectrometers, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A130, 189-197 [43] Popovich, P.A., (1997), An analytical method to calculate activity from measurements affected by coincidence summing, Air Force Institute of Technology, Wright-Patterson Air Force Base, Ohio, USA [44] Ródenas J., Gallardo S., Ortiz J (2007), Comparison of a laboratory spectrum of Eu-152 with results of simulation using the MCNP code, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A580, 303-305 123 [45] Salvat F., Fernández-Vaera J M., Sempau J (2008), PENELOPE-2008, A Code System for Monte Carlo Simulation of Electron and Photon Transport, NEA-OECD [46] Semkow T.M., Pravin G.M., Parekh P.P., Virgil M (1990), Coincidence summing in gamma-ray spectroscopy, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A290, 437-444 [47] Semkow T.M., Parekh P.P., Schwenker C.D., Khana A.J., Bari A., Colaresi J.F., Tench O.K., David G., Guryn W (2002), Low-background gamma spectrometry for environmental radioactivity, Applied Radiation and Isotopes 57, 213–223 [48] Shakhashiro A., Mabit L (2009), Results of an IAEA inter-comparison exercise to assess 137 Cs and total 210 Pb analytical performance in soil, Applied Radiation and Isotopes 67, 139–146 [49] Sima, O (1999) GESPECOR User s Guide version 2.0, MATec GmbH [50] Tam H.D., Thanh T.T., Tao C.V., Oanh L.T.Y (2012), Determining attenuation coefficients of gamma rays in range of energy from 81.0 keV to 1764.5 keV for some materials, Tạp chí Khoa học ĐHSP Tp.HCM, số 33, 6167 [51] Thanh T T., Tao C V., Lépy M.C., Ferreux L (2010), The self – absorption corrections for marine sediment sample in gamma – ray spectrometry”, Proceeding “The first Academic Conference on Natural Science for Master and PhD Students from Cambodia - Laos – Vietnam, 23-27 March 2010, Vientiane, Lao PDR, VNU-HCM publishing house, 115-121 [52] Thanh T T., Tam H D., Tao C V., Loan T T H (2010), Determination of activity of radionuclides in Moss-soil sample with self-absorption correction, Proceeding of the topis conference on Nuclear physics, High energy physics and astrophysics (NPHEAP-2010), Science and technics publishing house, 262-267 [53] Thanh T.T., Ferreux L., Lépy M.C., Tao C.V (2010), Determination activity 124 of radionuclides in marine sediment by gamma spectrometer with anti cosmic shielding, Journal of Environmental radioactivity 101, Issue 9, 780-783 [54] Thanh T T., Tao C V., Tam H D., Yen V T H (2012), Study the effect of natural background for gamma spectrometer system, Journal of Science and Technology Development, Vietnam National University – Ho Chi Minh City, 16-23 [55] Vargas M.J., Díaz N.C., Sánchez D.P (2003), Efficiency transfer in the calibration of a coaxial p-type HpGe detector using the Monte Carlo method, Applied Radiation and Isotope, 707-712 [56] Vargas M J., Timón A F., Díaz N C., Sánchez D.P (2002), Monte Carlo simulation of the self-absorption corrections for natural samples in gamma-ray spectrometry, Applied Radiation and Isotopes 57, 893–898 [57] Venkataraman R., Croft S., Russ W R (2005), Calculation of peak-to-total ratios for high purity Germanium detectors using Monte-Carlo modeling, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Vol 264, No 1, 183-191 [58] Verplancke, J (1992), Low level gamma spectrometry: low, lower, lowest, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A312, 174-182 [59] Vidmar T., Kanisch G (2012), A recursive deterministic algorithm for treatment of true coincidence summing effects in gamma-ray spectrometry, Applied Radiation and Isotopes 70, 726–732 [60] X–5 Monte Carlo Team (2005), Monte Carlo N-Particle Transport Code Version 5, Volume 1, Los Alamos, LA-UR-03-1987, USA [61] http://nucleus.iaea.org/rpst/ReferenceProducts/Proficiency_Tests/index.html [62] http://www-crp.iaea.org/html/rifa-show-activecrp.asp (code K41011) [63] http://www.nist.gov/pml/data/xray_gammaray.cfm [64] http://laraweb.free.fr/ 125 Phụ lục A: input đầu dò G8 (nguồn thể tích) C A INPUT FILE SIMULATE A GAMMA SPECTROMETER USING AN HPGE DETECTER C GAMMA SPECTROMETER INCLUDE: GMX15-PLUS-S HPGE ĐầU DÒ + SOURCE + SHIELDING CHAMBER C SOURCE: VOLUME 1B-134Cs SCREEN: COPPER C *********** BLOCK 1: CELLS ************** C THE CELLS OF POPTOP DECTECTOR CAPSULE 1 -5.323 (12 -8 -19 27 (9:17)):(8 -6 -30 27):(8 -6 30 -28) IMP:P,E=1 $ Ge CRYSTAL -5.323 (12 -9 16 -17):(9 26 -27) IMP:P,E=1 $ Li LAYER -5.323 (12 -8 19 -20):(8 -6 28 -29 30):(6 -5 -29 30):(6 -5 -30) IMP:P,E=1 $ Bo LAYER -1.380 (5 -4 -18) IMP:P,E=1 $ MYLAR LAYER -2.699 (14 -13 85 -21):(13 -7 20 -21):(8 -7 18 -20 29) IMP:P,E=1 $ Al MOUNTING CUP -2.699 (78 -14 83 -84):(79 -78 85 -21) IMP:P,E=1 $ Al MOUNTING CUP -8.960 (9 -80 -26):(76 -9 -80):(77 -76 -81):(13 -77 -82) IMP:P,E=1 $ CONTACT PIN -8.960 (15 -13 -85) IMP:P,E=1 $ COOLING ROD (9 -26 80):(12 -9 80 -16) IMP:P,E=1 $ VACUUM INSIDE MOUNTING CUP 10 (76 -12 80 -20):(77 -76 81 -20):(13 -77 82 -20) IMP:P,E=1 $ VACUUM INSIDE MOUNTING CUP 11 (78 -14 85 -83) IMP:P,E=1 $ VACUUM INSIDE MOUNTING CUP 12 -8.960 (11 -10 21 -22) IMP:P,E=1 $ Cu LOWER RING 13 -8.960 (8 -7 21 -22) IMP:P,E=1 $ Cu UPPER RING 14 (3 -2 -23):(4 -3 -24):(5 -4 18 -24):(7 -5 -24 29 30) IMP:P,E=1 $ VACUUM INSIDE ENDCAP 15 (8 -7 22 -24):(10 -8 21 -24):(11 -10 22 -24):(14 -11 21 -24) IMP:P,E=1 $ 126 VACUUM INSIDE ENDCAP 16 (78 -14 84 -24):(79 -78 21 -24):(15 -79 85 -24) IMP:P,E=1 $ VACUUM INSIDE ENDCAP 17 -2.699 (15 -1 24 -25):(3 -1 23 -24) IMP:P,E=1 $ Al ENDCAP 18 -1.848 (2 -1 -23) IMP:P,E=1 $ Be WINDOW C THE CELLS OF SHIELDING CHAMBER 19 -8.960 (32 -35 39 -42 46 -49) (-33:34:-40:41:-47:48) (47:25) IMP:P,E=1 $ Cu LAYER 20 -11.35 (31 -36 38 -43 45 -50) (-32:35:-39:42:-46:49) (46:25) IMP:P,E=1 $ Pb LAYER 21 -7.849 (31 -37 38 -43 44 -51) (36:-45:50) (45:25) IMP:P,E=1 $ STEEL LAYER C THE CELLS OF VOLUME SOURCE AND SCREEN 22 -8.960 (1 -52 -61) IMP:P,E=1 $ COPPER SCREEN c 23 10 -1.032 (52 -53 60 -59) IMP:P,E=1 $ EDGE OF BOTTOM CONTAINER 24 10 -1.032 (52 -57 -59) (-54:56:58) IMP:P,E=1 $ CONTAINER 25 11 -1.001 (54 -55 -58) IMP:P,E=1 $ SOLUTION 26 -0.001205 (55 -56 -58) IMP:P,E=1 $ AIR INSIDE CONTAINER c 27 -0.001205 (52 -53 -60) IMP:P,E=1 28 -0.001205 (52 -57 59 -61) IMP:P,E=1 C THE OTHER CELLS INSIDE SHIELDING CHAMBER 29 -0.001205 (33 -34 40 -41 -48) (57:61) IMP:P,E=1 30 -0.001205 (33 -34 40 -41 47 -1 25) IMP:P,E=1 C THE CELLS OUTSIDE SHIELDING CHAMBER 31 31 -37 38 -43 15 -44 25 IMP:P,E=1 32 -31:37:-38:43:-15:51 IMP:P,E=0 C *********** BLOCK 2: SURFACES *********** C THE SURFACES OF ĐầU DÒ 127 PZ -0.0 PZ -0.05 PZ -0.2 PZ -0.54497 PZ -0.54997 PZ -0.550 PZ -0.721 PZ -1.361 PZ -1.821 10 PZ -2.18 11 PZ -2.82 12 PZ -5.331 13 PZ -9.605 14 PZ -9.915 15 PZ -13.278 16 CZ 0.44 17 CZ 0.54 18 CZ 1.975507117 19 CZ 2.4755 20 CZ 2.47553 21 CZ 2.583 22 CZ 2.678 23 CZ 3.2 24 CZ 3.4 25 CZ 3.5 26 SZ -1.821 0.44 27 SZ -1.821 0.54 28 TZ 0 -1.361 1.567779 0.907721 0.907721 29 TZ 0 -1.361 1.567779 0.907751 0.907751 128 30 CZ 1.567779 76 PZ -5.500 77 PZ -9.229 78 PZ -10.565 79 PZ -10.865 80 CZ 0.25 81 CZ 0.3725 82 CZ 1.0095 83 CZ 1.80 84 CZ 2.10 85 CZ 0.6125 C THE SURFACES OF SHIELDING CHAMBER 31 PX -30.2 32 PX -25.2 33 PX -25.0 34 PX 25.0 35 PX 25.2 36 PX 30.2 37 PX 30.7 38 PY -30.2 39 PY -25.2 40 PY -25.0 41 PY 25.0 42 PY 25.2 43 PY 30.2 44 PZ -12.8 45 PZ -11.3 46 PZ -6.3 47 PZ -6.1 129 48 PZ 63.9 49 PZ 64.1 50 PZ 69.1 51 PZ 70.6 C THE SURFACES OF VOLUME SOURCE AND SCREEN 52 PZ 0.112 $ c 53 PZ 0.19 $ 54 PZ 0.242 $ 55 PZ 2.692 $ 56 PZ 4.922 $ 57 PZ 5.042 $ 58 CZ 3.0 59 CZ 3.12 c 60 CZ 2.995 61 CZ 4.10 C *********** BLOCK 3: DATA *************** MODE P SDEF ERG=D1 PAR=2 POS=0 1.467 AXS=0 RAD=D2 EXT=D3 SI1 L 0.0595 SP1 D 1.0 SI2 3.0 SP2 -21 SI3 -1.225 1.225 SP3 -21 E0 1E-5 0.0014 8184I 2.0195 c FT8 GEB 0.000568831313679858 0.000892556987983235 0.354095788681561000 NPS 4e7 130 F8:P M1 32070 -0.205 32072 -0.274 32073 -0.078 32074 -0.365 32076 -0.078 $ Ge MATERIAL M2 1001 -0.041960 6012 -0.625016 8016 -0.333024 $ MYLAR MATERIAL M3 13027 -1.000 $ Al MATERIAL M4 29065 -0.3083 29063 -0.6917 $ Cu MATERIAL M5 4009 -1.000 $ Be MATERIAL M6 82204 -0.015 82206 -0.236 82207 -0.226 82208 -0.523 $ Pb MATERIAL M7 26056 -0.70985 24052 -0.14 28059 -0.08 42098 -0.02 25055 -0.02 14028 -0.01 & 29063 -0.01 22048 -0.0001 27059 -0.005 50120 -0.004 15031 -0.00045 & 6012 -0.0003 16032 -0.0003 $ STEEL (AUSTENITIC) M9 6012 -0.000124 7014 -0.755268 8016 -0.231781 18040 -0.012827 $ AIR M10 1001 -0.085 6012 -0.915 $ PLASTIC M11 1001 -0.1108058 6012 -0.8856478 17035 -0.0035464 $ HCL 0.1M 131 Phụ lục B: Bảng B1: Đặc trưng nguồn phóng xạ dùng thực nghiệm Hoạt độ phóng xạ (Bq) 461,4 (12) ngày 6491 (65) 19/05/2008 Cs 30,05 (8) năm 38599 (116) 14/05/2008 Mn 312,13 (3) ngày 11730 (352) 09/07/2008 109 Cd 137 54 Thời điểm khảo Thời gian bán rã Nguồn sát 57 Co 271,80 (5) ngày 1719 (4) 16/05/2008 60 Co 5,2710 (8) năm 4381 (2) 23/07/2008 Y 106,62 (2) ngày 16463 (82) 17/11/2008 Cs 2,0651 (6) năm 8427 (17) 25/07/2008 Eu 13,52 (2) năm 7638 (76) 14/11/2008 88 134 152 Hỗn hợp: 241 Am 432,6 (6) năm 956 (4) 109 Cd 461,4 (12) ngày 4640 (19) 137 Cs 30,05 (8) năm 1400 (6) 57 Co 271,80 (5) ngày 240 (2) 60 Co 5,2710 (8) năm 1378 (6) 88 Y 106,62 (2) ngày 1370 (6) 137,64 (2) ngày 236 (1) 27,703 (3) ngày 9127 (36) 115,09 (3) ngày 1402 (6) 64,850 (7) ngày 941 (4) 139 51 Cr 113 85 Ce Sn Sr 21/04/2008 132 Bảng B2: Hiệu suất thực nghiệm năm 2003 Hiệu suất Sai số Hiệu suất Sai số Độ sai biệt thực nghiệm (%) làm khớp (%) (%) 32,10 0,007611 3,07 0,007939 2,59 -4,31 36,30 0,008186 3,14 0,008103 1,68 1,02 37,20 0,008942 5,34 0,008147 1,57 8,89 46,54 0,009231 2,81 0,008649 1,15 6,31 59,54 0,009243 1,64 0,009208 0,96 0,38 59,54 0,009170 1,83 0,009208 0,96 -0,41 59,54 0,009093 1,83 0,009208 0,96 -1,26 59,54 0,009029 1,84 0,009208 0,96 -1,98 88,03 0,009575 2,47 0,009536 0,73 0,41 88,03 0,009514 2,49 0,009536 0,73 -0,23 88,03 0,009445 2,52 0,009536 0,73 -0,96 122,06 0,009036 0,53 0,009012 0,65 0,27 122,06 0,008856 1,48 0,009012 0,65 -1,76 122,06 0,008849 1,51 0,009012 0,65 -1,84 122,06 0,008769 1,46 0,009012 0,65 -2,77 136,47 0,008847 6,06 0,008680 0,64 1,89 136,47 0,008809 1,35 0,008680 0,64 1,46 136,47 0,008581 5,79 0,008680 0,64 -1,16 136,47 0,008431 6,13 0,008680 0,64 -2,96 165,86 0,008179 1,68 0,007971 0,66 2,55 165,86 0,008088 1,61 0,007971 0,66 1,45 165,86 0,008003 1,66 0,007971 0,66 0,40 165,86 0,007986 0,91 0,007971 0,66 0,19 320,08 0,005247 1,67 0,005251 0,73 -0,07 E(keV) 133 320,08 0,005225 1,64 0,005251 0,73 -0,49 320,08 0,005171 1,69 0,005251 0,73 -1,54 391,70 0,004527 1,12 0,004528 0,68 -0,02 391,70 0,004498 1,12 0,004528 0,68 -0,67 391,70 0,004494 1,12 0,004528 0,68 -0,76 514,01 0,003732 1,17 0,003706 0,62 0,70 514,01 0,003686 1,17 0,003706 0,62 -0,54 514,01 0,003676 1,15 0,003706 0,62 -0,81 661,66 0,003102 1,10 0,003089 0,61 0,42 661,66 0,003091 1,10 0,003089 0,61 0,07 661,66 0,003071 1,10 0,003089 0,61 -0,58 661,66 0,003069 0,57 0,003089 0,61 -0,65 834,84 0,002665 0,57 0,002625 0,60 1,52 898,04 0,002479 1,25 0,002496 0,60 -0,67 898,04 0,002464 1,25 0,002496 0,60 -1,28 898,04 0,002463 1,25 0,002496 0,60 -1,32 1115,52 0,002135 0,58 0,002148 0,59 -0,63 1173,24 0,002084 1,09 0,002074 0,60 0,47 1173,24 0,002077 1,10 0,002074 0,60 0,13 1173,24 0,002069 1,10 0,002074 0,60 -0,25 1274,5 0,001917 0,58 0,001957 0,62 -2,06 1332,5 0,001910 1,11 0,001895 0,63 0,77 1332,5 0,001987 1,11 0,001895 0,63 4,62 1332,5 0,001874 1,11 0,001895 0,63 -1,14 1460,83 0,001741 3,53 0,001772 0,65 -1,79 1836,06 0,001498 1,19 0,001483 0,86 1,03 1836,06 0,001477 1,19 0,001483 0,86 -0,37 1836,06 0,001464 1,2 0,001483 0,86 -1,26 134 Bảng B3: TE cho nguồn chuẩn dạng hình học điểm chương trình MCNP5 khoảng cách 2cm 5cm từ bề mặt đầu dò Đồng vị Khoảng cách 5cm E(keV) Khoảng cách 2cm Mô Sai số (%) Mô Sai số (%) 59,54 0,041700 0,11 0,119331 0,06 Cd 88,03 0,041692 0,11 0,118744 0,06 57 Co 122,06 0,040798 0,11 0,113037 0,06 57 Co 136,47 0,039998 0,11 0,109833 0,06 Ce 165,86 0,038281 0,11 0,103520 0,06 Cr 320,08 0,032026 0,11 0,084014 0,06 Sn 391,70 0,030293 0,11 0,079290 0,06 Sr 514,00 0,028129 0,11 0,073533 0,06 Cs 661,66 0,026175 0,11 0,068479 0,06 Mn 834,85 0,024452 0,11 0,063898 0,06 Y 898,04 0,023901 0,11 0,062441 0,06 60 Co 1173,23 0,021928 0,11 0,057264 0,06 60 Co 1332,49 0,021035 0,11 0,054955 0,06 1836,05 0,019123 0,11 0,049666 0,06 241 Am 109 139 51 113 85 137 54 88 88 Y 135 Phụ lục C: Hình học đầu dò G8-LNHB xác định phương pháp chụp ảnh phóng xạ [...]... nghiên cứu tại Việt Nam Tại Việt Nam những nghiên cứu về phông, hàm đáp ứng của phổ gamma bằng phương pháp Monte Carlo, hiệu chỉnh trùng phùng tổng và hiệu chỉnh sự tự hấp thụ cũng đã được nghiên cứu, tiêu biểu như: Ngô Quang Huy và Trần Văn Luyến [26] đã nghiên cứu phân tích đồng vị 238 U bằng đỉnh 63,3keV trên hệ phổ kế gamma sử dụng đầu dò HPGe tại Trung tâm Hạt nhân Tp.HCM Cấu hình buồng chì gồm... gồm: Phần mở đầu: Giới thiệu chung về nhiệm vụ của luận án 2 Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về ứng dụng phương pháp Monte Carlo trong hiệu chỉnh phổ gamma sử dụng đầu dò HPGe Đặc biệt là ảnh hưởng của phông, trùng phùng tổng và sự tự hấp thụ Chương 2: Mô phỏng phổ gamma bằng chương trình MCNP5 đối với nguồn chuẩn dạng hình học điểm sử dụng nguồn phát gamma đơn năng, đa năng... Cd trên hệ phổ kế GeHP3-LNHB So sánh phổ gamma thực nghiệm và mô phỏng của đồng vị 60 43 Cd trên hệ phổ kế G8-LNHB So sánh phổ gamma thực nghiệm và mô phỏng của đồng vị 109 16 42 45 Co trên hệ phổ kế G8-LNHB So sánh phổ gamma thực nghiệm và mô phỏng của đồng vị 46 -xii- 88 19 2.16 Y trên hệ phổ kế G8-LNHB So sánh phổ gamma thực nghiệm và mô phỏng của đồng vị 152 20 2.17 21 2.18 Eu trên hệ phổ kế G8-LNHB... cứu những ảnh hưởng của phông, của hiệu ứng tự hấp thụ và của hiệu ứng trùng phùng tổng đến độ chính xác trong quá trình phân tích hoạt độ mẫu môi trường sử dụng hệ phổ kế gamma Đối tượng nghiên cứu của luận án là hệ phổ kế gamma sử dụng đầu dò HPGe đồng trục loại p và loại n Phương pháp nghiên cứu của luận án là thực nghiệm kết hợp với phương pháp mô phỏng Monte Carlo sử dụng chương trình MCNP5 Nội... trụ (kí hiệu SG50) 29 11 2.8 Hình học mẫu chuẩn dạng trụ tại bộ môn VLHN 30 12 2.9 So sánh phổ gamma thực nghiệm và mô phỏng của đồng vị 42 54 13 2.10 So sánh phổ gamma thực nghiệm và mô phỏng của đồng vị 54 14 2.11 Mn trên hệ phổ kế G8-LNHB Mn trên hệ phổ kế GeHP3-LNHB So sánh phổ gamma thực nghiệm và mô phỏng của đồng vị 109 15 2.12 2.13 17 2.14 18 2.15 44 Co trên hệ phổ kế G8-LNHB So sánh phổ gamma. .. lượng từ 20keV-3000keV 64 4.20 So sánh phổ gamma của mẫu IAEA-385 và phổ phông trên 107 toàn vùng năng lượng dưới 100keV 65 4.21 So sánh phổ gamma của mẫu IAEA-434 và phổ phông trên 108 toàn vùng năng lượng từ 30keV-2000keV 66 4.22 So sánh phổ gamma của mẫu IAEA-434 và phổ phông trên 109 toàn vùng năng lượng dưới 100keV 67 4.23 So sánh phổ gamma của mẫu IAEA-447 và phổ phông trên 110 toàn vùng năng lượng... trên hệ phổ kế gamma (5) Sử dụng buồng chì được cải tiến, kết hợp với hiệu chỉnh sự tự hấp thụ và hiệu chỉnh trùng phùng tổng vào quá trình phân tích hoạt độ phóng xạ của một số mẫu có hoạt độ thấp với thành phần mẫu chưa được biết, trên cơ sở hệ thống phổ kế HPGe có tại Phòng thí nghiệm VLHN của Trường ĐH KHTN Tp.HCM 1.2 Hiệu chuẩn hệ phổ kế gamma 1.2.1 Hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phần (FEPE) Hiệu. .. hiện hoạt độ của đồng vị phóng xạ, xác định hiệu suất, sự phụ thuộc của hiệu suất theo năng lượng, theo khoảng cách, theo bề dày lớp chết và những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất như hiệu ứng trùng phùng tổng, hiệu ứng tự hấp thụ Luận án được thực hiện với mục đích nghiên cứu ứng dụng hệ phổ kế gamma sử dụng đầu dò HPGe, với sự hỗ trợ của phương pháp Monte Carlo, nhằm góp phần giải quyết một số vấn đề... thời gian đo (s) i  Ci : tích các hệ số hiệu chỉnh như tự hấp thụ, trùng phùng tổng, hiệu chỉnh quá trình phân rã, hiệu chỉnh hình học 1.2.2 Hiệu suất tổng (TE) Hiệu suất tổng ( ε T ) là xác suất ghi nhận một phần hay toàn bộ năng lượng của một gamma phát ra trong thể tích hoạt động của đầu dò [18], [22] 10 Hiệu suất tổng phụ thuộc vào năng lượng của bức xạ gamma, khoảng cách nguồn - đầu dò, hình... phỏng và giải tích khi đã biết thành phần mẫu Luận án đã áp dụng phương pháp gamma truyền qua để xác định hệ số suy giảm tuyến tính bằng phương pháp thực nghiệm Từ đó, tính toán hệ số tự hấp thụ do sự khác biệt giữa thành phần mẫu chuẩn và mẫu đo 9 (4) Đánh giá ảnh hưởng của phông phóng xạ tự nhiên lên phổ gamma đo được trên hệ phổ kế gamma, tiến hành cải tiến buồng chì để giảm ảnh hưởng của phông ... tổng P/T 11 1.3 Những hiệu chỉnh hiệu suất đỉnh lượng toàn phần 11 1.3.1 Hiệu chỉnh phông 11 1.3.2 Hiệu chỉnh hiệu ứng tự hấp thụ 12 1.3.3 Hiệu chỉnh hiệu ứng trùng phùng tổng... hình nghiên cứu nước ứng dụng phương pháp Monte Carlo hiệu chỉnh phổ gamma sử dụng đầu dò HPGe Đặc biệt ảnh hưởng phông, trùng phùng tổng tự hấp thụ Chương 2: Mô phổ gamma chương trình MCNP5 nguồn... nghiên cứu Việt Nam Tại Việt Nam nghiên cứu phông, hàm đáp ứng phổ gamma phương pháp Monte Carlo, hiệu chỉnh trùng phùng tổng hiệu chỉnh tự hấp thụ nghiên cứu, tiêu biểu như: Ngô Quang Huy Trần