Khảo sát tán xạ ngược của chùm tia gamma lên vật liệu thép CT3 và thép c45 bằng chương trình MCNP5

I HC QUC GIA TP H CH MINH I HC KHOA HC T NHIấN TP H CH MINH PHM TH VI KHO ST TN X NGC CA CHM TIA GAMMA LấN VT LIU THẫP CT3 V THẫP C45 BNG CHNG TRèNH MCNP5 Chuyờn ngnh: Vt lý nguyờn t, ht nhõn v nng lng cao Mó ngnh: 60 44 05 LUN VN THC S VT Lí Cỏn b hng dn khoa hc: PGS.TS Chõu Vn To TS Nguyn Th i Thu Tp H Chớ Minh 2013 LI CM N Trong sut quỏ trỡnh hc chng trỡnh cao hc v hon thnh lun tt nghip ti b mụn Vt lý Ht nhõn, trng i hc Khoa hc T nhiờn Tp H Chớ Minh, tỏc gi ó nhn c rt nhiu s giỳp nhit tỡnh, nhng li ng viờn kp thi v nhiu úng gúp ý kin quý bỏu ca cỏc thy cụ, bn bố v gia ỡnh Khong thi gian c hc b mụn Vt lý Ht nhõn l khong thi gian tuyt vi nht Tỏc gi ó c gp cỏc thy cụ giỏo ỏng kớnh, luụn ht lũng vỡ hc trũ ca mỡnh, ni m tụi cú th cm nhn c s gn gi, yờu thng nhng luụn nghiờm khc ging dy ca cỏc thy cụ, ni m s hũa ng, s chia, giỳp gia cỏc hc viờn luụn luụn tn ti Gi õy, lun ó hon thnh, tỏc gi xin gi li trõn trng v cm n sõu sc n: PGS.TS Chõu Vn To, ngi hng dn khoa hc, l ngi thy ó tn tỡnh hng dn, ging dy, úng gúp nhiu ý kin quý bỏu cng nh nhiu li khuyờn v ng viờn ỳng lỳc Thy ó to nhiu iu kin thun li tỏc gi hon thnh lun ny TS Trn Thin Thanh ngi thy y nhit huyt ó truyn t rt nhiu kin thc, kinh nghim Thy ó a nhng li khuyờn, ý kin cú tớnh cht nh hng v tn tỡnh ch dn cho tỏc gi t ngy u b ng Quý Thy Cụ hi ng khoa hc ó dnh thi gian quý bỏu ca mỡnh c v cho ý kin ỏnh giỏ giỳp lun c hon thin hn Quý Thy Cụ b mụn Vt lý Ht nhõn, Trng i hc Khoa hc T nhiờn H Chớ Minh ó ging dy hai nm qua Cỏc Thy Cụ luụn to iu kin tt nht tụi hon thnh lun Nhng kin thc thu nhn c qua tng bi ging, tng mụn hc ca cỏc Thy Cụ l nn tng cỏc hc viờn cú th tip thu v gii quyt cỏc lun v cụng vic ca mỡnh B mụn Vt lý Ht nhõn, Trng i hc Khoa hc T nhiờn H Chớ Minh ó ỏp ng cỏc iu kin c s vt cht, trang thit b cn thit hc viờn thc hin lun ny Bn Hunh ỡnh Chng, bn Vừ Hong Nguyờn, bn Vừ ụng V v cỏc bn lp cao hc Vt lý nguyờn t, ht nhõn v nng lng cao khúa K21 ó h tr lun sm c hon thnh Cỏc lónh o v ng nghip ni tụi cụng tỏc, ó to iu kin tụi hon thnh tt lun ny Cha m v cỏc thnh viờn gia ỡnh ó luụn bờn vi tỡnh thng yờu v to iu kin tt nht cú th ton tõm ton ý thc hin lun Tp H Minh, ngy 25 thỏng nm 2013 Hc viờn Phm Th Vi MC LC Trang DANH MC CC CH VIT TT DANH MC CC BNG DANH MC CC HèNH V V TH M U 10 CHNG 1: TNG QUAN 13 1.1 Tng quan tỡnh hỡnh nghiờn cu v phng phỏp tỏn x ngc gamma 13 1.1.1 Nghiờn cu v tỏn x ngc gamma kim tra khụng phỏ hy mu 13 1.1.2 Nghiờn cu v tỏn x nhiu ln 16 1.2 Mt s liờn quan n lun 17 1.2.1 Ph p o tỏn x ngc gamma 17 1.2.2 Tỏn x mt ln v tỏn x nhiu ln 18 1.2.3 Phng phỏp lun cho ph p o b dy vt liu 20 1.3 Phng phỏp Monte Carlo v chng trỡnh MCNP 23 1.3.1 Phng phỏp Monte Carlo 23 1.3.1.1 Nguyờn lý ca phng phỏp Monte Carlo 23 1.3.1.2 To s gi ngu nhiờn 24 1.3.1.3 Ly mu ngu nhiờn 25 1.3.1.4 ng dng phng phỏp Monte Carlo vo mụ phng s chuyn ca cỏc ht bc x 26 1.3.2 Chng trỡnh MCNP 27 1.3.2.1 Gii thiu 27 1.3.2.2 Mụ hỡnh tng tỏc ca photon vi vt cht MCNP 28 a Tỏn x Compton 29 b Tỏn x Rayleigh 31 c Hiu ng quang in 31 d Hiu ng to cp 32 1.3.2.3 Cỏch thc s dng chng trỡnh MCNP 33 1.3.2.4 ỏnh giỏ phõn b cao xung F8 35 1.3.2.5 Sai s chng trỡnh MCNP 36 1.4 Tng kt chng 38 CHNG 2: XY DNG Mễ HèNH H O TN X NGC GAMMA 39 2.1 Ngun v hp cha ngun 39 2.2 u dũ v ng chun trc 42 2.3 ia tỏn x 43 2.4 Mụ phng ph tỏn x ngc gamma 44 2.5 Tng kt chng 47 CHNG 3: KT QU V THO LUN 48 3.1 Kho sỏt cỏc c trng ca ph tỏn x ngc gamma 48 3.1.1 Dng ph tỏn x ngc gamma 48 3.1.2 Kho sỏt theo b dy bia 50 3.1.3 Kho sỏt ph tỏn x ngc theo ng kớnh ng chun trc 61 3.2 Tớnh toỏn b dy bia mt s trng hp gi nh 63 3.3 Kho sỏt n mũn vt liu 67 3.4 Tng kt chng 71 KT LUN 72 KIN NGH 73 DANH MC CC CễNG TRèNH CA TC GI 74 TI LIU THAM KHO 75 PH LC 77 DANH MC CC CH VIT TT Ch vit tt ACTL Ting Anh Ting Vit Th vin kớch hot t AC Tivation Library Livemore ENDF Evaluated Nuclear Data File S liu ht nhõn ENDF ENDL Evaluated Nuclear Data Library Th vin s liu ht nhõn ENDL FWHM Full Width at Half Maximum B rng mt na giỏ tr cc i GEB Gaussian Energy Broadening Gión n nng lng dng Gauss HPGe High Purity Germanium Germanium siờu tinh khit MCNP Monte Carlo N Particles Chng trỡnh mụ phng MCNP NDT Non Destructive Testing K thut khụng phỏ hy mu Mó nh dng cỏc s liu NJOY ht nhõn MCNP PMT PhotoMultiplier Tube ng nhõn quang in SIMPHO Simulation of photons Chng trỡnh mụ phng Monte Carlo cho photon T/N Signal/Noise Tớn hiu/Nhiu DANH MC CC BNG STT Ch s Ni dung Trang bng 1.1 Cỏc ỏnh giỏ sai s tng i R MCNP 37 2.1 c trng phỏt bc x tia X v gamma ca ngun 60Co 41 2.2 Giỏ tr hm lng ca cỏc nguyờn t bia th p C45 44 v th p CT3 theo tiờu chun v mụ phng 2.3 Giỏ tr FWHM theo nng lng cú t thc nghim 47 3.1 So sỏnh v trớ nh tỏn x mt ln bi mụ phng vi 54 nng lng tỏn x Compton tớnh bi lý thuyt ti cỏc gúc tỏn x 1000 cho hai bia thộp C45 v CT3 3.2 Cỏc hm lm khp ca v trớ nh, FWHM, cao 63 nh, din tớch nh theo b dy bia cho ph p o ti gúc 1000 vi ngun 60Co, bia thộp C45 3.3 Cỏc hm lm khp ca v trớ nh, FWHM, cao 64 nh, din tớch nh theo b dy bia cho ph p o ti gúc 1000 vi ngun 60Co, bia thộp CT3 3.4 Kt qu mụ phng cho cỏc ph p o tỏn x ngc ti 64 gúc o 1000 vi bia th p C45 b dy 1; 5; 15; 25 mm 3.5 Kt qu mụ phng cho cỏc ph p o tỏn x ngc ti 65 gúc o 1000 vi bia th p CT3 b dy 1; 5; 15; 25 mm 10 3.6 Kt qu c lng b dy bia th p C45 theo cỏc c 65 trng 11 3.7 Kt qu c lng b dy bia th p CT3 theo cỏc c 66 trng 12 3.8 Cu hỡnh bia tỏn x b n mũn 67 DANH MC CC HèNH V V TH STT Ch s Ni dung Trang hỡnh 1.1 S b trớ thớ nghim ph p o tỏn x ngc gamma 17 1.2 Dng t trng ca s phõn b cng ca tỏn x hai 20 ln 1.3 Minh cho ph p o b dy vt liu 21 1.4 S chng trỡnh Monte-Carlo tng quỏt 27 2.1 Mụ hỡnh h o tỏn x ngc gamma c xõy dng 39 bng chng trỡnh MCNP5 2.2 Mụ hỡnh ngun phúng x 40 2.3 Mụ hỡnh hp cha ngun v ng chun trc 42 2.4 Mụ hỡnh u dũ v ng chun trc c mụ phng 43 2.5 H thớ nghim o chun FWHM 46 10 3.1 Ph xỏc sut ghi nhn cho ph p o tỏn x ngc gamma 49 ti gúc 1000, ngun 60Co trờn bia thộp C45 v thộp CT3 dy cm 11 3.2 So sỏnh ph xỏc sut ghi nhn cho ph p o tỏn x ngc 51 gamma ti gúc 1000 trờn bia th p C45 vi cỏc b dy 2; 6; 10; 14; 18; 22; 26; 28; 30 mm d ng ngun 60Co 12 3.3 So sỏnh ph xỏc sut ghi nhn cho ph p o tỏn x ngc 52 gamma ti gúc 1000 trờn bia th p C45 vi cỏc b dy 2; 6; 10; 14; 18; 22; 26; 28; 30 mm d ng ngun 60Co 13 3.4 Lm khp d liu ca v trớ nh tỏn x mt ln theo b 55 dy bia ti gúc o 1000 vi ngun 60Co cho thộp C45 v CT3 14 3.5 Lm khp d liu ca FWHM theo b dy bia ti gúc o 1000 vi ngun 60Co cho thộp C45 v CT3 56 15 3.6 Lm khp d liu ca cao nh tỏn x mt ln theo 58 b dy bia ti gúc o 1000 vi ngun 60Co cho thộp C45 v CT3 16 3.7 Lm khp d liu ca din tớch nh tỏn x mt ln theo 60 b dy bia ti gúc o 1000 vi ngun 60Co cho thộp C45 v CT3 17 3.8 So sỏnh ph xỏc sut ghi nhn cho ph p o tỏn x ngc gamma ti gúc o 1000 d ng ngun 60 61 Co trờn bia thộp C45 v th p CT3 b dy 20 mm vi ng kớnh ng chun trc tng t cm n 7,5 cm 18 3.9 S bin thiờn ca cao nh tỏn x mt ln theo ng 62 kớnh ng chun trc ng vi b dy bia 20 mm cho thộp C45 v thộp CT3 19 3.10 S bin thiờn ca din tớch nh tỏn x mt ln theo 63 ng kớnh ng chun trc ng vi b dy bia 20 mm cho thộp C45 v thộp CT3 20 3.11 Ph tỏn x ngc ti gúc tỏn x 1000, ngun 60 Co, vi 68 bia th p C45 v CT3 b n mũn vi sõu t mm n 20 mm, ng kớnh 30 mm 21 3.12 cao nh tỏn x mt ln ti gúc tỏn x 1000, ngun 60 69 Co, vi bia th p C45 v CT3 b n mũn theo sõu vi cỏc ng kớnh mm n 30 mm 22 3.13 Din tớch nh tỏn x mt ln ti gúc tỏn x 1000, ngun 60 Co, vi bia th p C45 v CT3 b n mũn theo sõu vi cỏc ng kớnh mm n 30 mm 70 0,31006 MeV Tia X mm mm 10 mm 14 mm 18 mm 20 mm 7.00E-010 0,16815 MeV 6.00E-010 5.00E-010 P 4.00E-010 3.00E-010 2.00E-010 1.00E-010 0.00E+000 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 E (MeV) Thộp C45 0,31025 MeV Tia X 7.00E-010 mm mm 10 mm 14 mm 18 mm 20 mm 0,16815 MeV 6.00E-010 5.00E-010 P 4.00E-010 3.00E-010 2.00E-010 1.00E-010 0.00E+000 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 E (MeV) Thộp CT3 Hỡnh 3.11 Ph tỏn x ngc ti gúc tỏn x vi bia th p C45 v CT3 b n mũn vi sõu t mm n 20 mm , ng kớnh 30 mm 68 cao nh tỏn x v din tớch nh tỏn x mt ln theo sõu b n mũn Trong hỡnh 3.12 mụ t cao nh tỏn x mt ln theo sõu b n mũn ca thộp C45 v thộp CT3 ti gúc tỏn x 1000, ngun 60Co, ng vi cỏc ng kớnh b n mũn mm, mm, 14 mm, 22 mm, 30 mm mm mm 14 mm 22 mm 30 mm 6.00E-010 Độ cao đỉnh tán xạ lần 5.80E-010 5.60E-010 5.40E-010 5.20E-010 5.00E-010 4.80E-010 4.60E-010 4.40E-010 4.20E-010 4.00E-010 10 12 14 16 18 20 22 Độ sâu bị ăn mòn (mm) Thộp C45 6.00E-010 mm mm 14 mm 22 mm 30 mm Độ cao đỉnh tán xạ lần 5.80E-010 5.60E-010 5.40E-010 5.20E-010 5.00E-010 4.80E-010 4.60E-010 4.40E-010 4.20E-010 4.00E-010 10 12 14 16 18 20 22 Độ sâu bị ăn mòn (mm) Thộp CT3 Hỡnh 3.12 cao nh tỏn x mt ln vi bia th p C45 v CT3 b n mũn theo sõu vi cỏc ng kớnh mm n 30 mm 69 Trong hỡnh 3.13 mụ t din tớch nh tỏn x mt ln theo sõu b n mũn ca th p C45 v th p CT3 ti gúc tỏn x 1000, ngun 60Co, ng vi cỏc ng kớnh b n mũn mm, mm, 14 mm, 22 mm, 30 mm mm mm 14 mm 22 mm 30 mm Diện tích đỉnh tán xạ bị ăn mòn 3.00E-007 2.80E-007 2.60E-007 2.40E-007 2.20E-007 2.00E-007 10 12 14 16 18 20 22 Độ sâu bị ăn mòn (mm) Thộp C45 mm mm 14 mm 22 mm 30 mm Diện tích đỉnh tán xạ lần 3.00E-007 2.80E-007 2.60E-007 2.40E-007 2.20E-007 2.00E-007 10 12 14 16 18 20 22 Độ sâu ăn mòn (mm) Thộp CT3 Hỡnh 3.13 Din tớch nh tỏn x mt ln vi bia th p C45 v CT3 b n mũn theo sõu vi cỏc ng kớnh mm n 30 mm 70 Khi ng kớnh v sõu b n mũn tng thỡ cao nh v din tớch nh tỏn x mt ln cng gim v ngc li ng kớnh v sõu b n mũn gim thỡ cao nh v din tớch nh tỏn x mt ln cng tng Cú th gii thớch l sõu v ng kớnh n mũn tng cú ngha l b dy bia gim, dn n cao nh tỏn x mt ln v din tớch nh tỏn x mt ln gim nh ó kho sỏt phn 3.1.2 Khi ng kớnh b n mũn ln hn mm thỡ cao nh v din tớch nh tỏn x mt ln mi cú s thay i ỏng k tng dn sõu b n mũn Vi mi ng kớnh b n mũn thỡ ch phõn bit c cỏc ng kớnh khỏc t sõu t 14 mm tr lờn, nhng vi nhng ng kớnh ln hn mm thỡ cú th phõn bit c nhng ng kớnh b n mũn khỏc t sõu mm Nhng ng kớnh ln hn 22 mm cú th phỏt hin v phõn bit c vi sõu n mũn khỏc t mm tr lờn 3.4 Tng kt chng Trong chng ny, cỏc kt qu mụ phng bng chng trỡnh MCNP5 kho sỏt ph tỏn x ngc gamma v quy lut bin i cỏc c trng ca nh tỏn x mt ln nh v trớ nh, FWHM, cao nh, din tớch nh theo b dy bia, theo ng kớnh ng chun trc u dũ v theo n mũn vt liu c trỡnh by Cỏc hm lm khp d liu ca v trớ nh, cao nh, FWHM, din tớch nh tỏn x mt ln theo b dy bia c ngh T ú, cỏc hm ny c ng dng ỏnh giỏ b dy bia Cỏc kt qu cng cho thy c tớnh kh thi ca phng phỏp o b dy vt liu v n mũn vt liu bng tỏn x ngc 71 KT LUN Lun ó xõy dng c mt mụ hỡnh h o kho sỏt tỏn x ngc gamma bng chng trỡnh MCNP5 kho sỏt b dy ca vt liu th p C45 v thộp CT3 dng tm phng i vi ngun 60Co, lun ó t c nhng kt qu nh sau: Xõy dng tin s liu u vo cho vic mụ hỡnh húa h thớ nghim o tỏn x ngc gamma bng chng trỡnh MCNP5 gm thnh phn l ngun v hp cha ngun, bia tỏn x, u dũ v ng chun trc u dũ p dng chng trỡnh MCNP5 mụ phng ph tỏn x ngc, kho sỏt cỏc c trng ca nh ph tỏn x mt ln nh v trớ nh tỏn x, FWHM, cao nh tỏn x v din tớch nh tỏn x theo b dy bia, qua ú, xỏc nh giỏ tr bóo hũa ca bia tỏn x h thớ nghim Xỏc nh quy lut bin thiờn ca v trớ nh, FWHM, cao nh v din tớch nh tỏn x mt ln theo b dy bia ng thi ỏp dng cỏc quy lut ny thnh cỏc c s c lng b dy bia Tớnh toỏn b dy bia theo cỏc c s ó xõy dng vi cỏc d liu thu c t cỏc phộp mụ phng gi nh Cỏc kt qu t c cng phn no cho thy tớnh kh thi ca phng phỏp p dng chng trỡnh MCNP5 mụ phng ph tỏn x ngc, kho sỏt cỏc c trng ca nh ph tỏn x mt ln theo ng kớnh ng chun trc Xõy dng mụ hỡnh tm bia tỏn x b khuyt tt n mũn, vi nhng v trớ b n mũn cú ng kớnh v sõu b n mũn khỏc p dng chng trỡnh MCNP5 mụ phng ph tỏn x ngc ti cỏc v trớ b n mũn Kho sỏt cỏc c trng ca nh ph tỏn x mt ln nh cao nh tỏn x, din tớch nh tỏn x theo kớch thc b n mũn Cú th xỏc nh c kớch thc gii hn ca khuyt tt cú th phỏt hin c 72 KIN NGH Trong tng lai, vi iu kin k thut cho ph p, chỳng tụi s thc hin cỏc cụng vic tip theo nh sau: Thit lp mt h o tỏn x ngc gamma thc nghim vi cỏc thụng s cú c t mụ hỡnh ó xõy dng Sau ú, tin hnh cỏc ph p o thc nghim v so sỏnh cỏc kt qu thu c vi cỏc kt qu mụ phng ó cú Tin hnh nghiờn cu vi nhiu vt liu bia khỏc nhau, nhiu ngun phúng x khỏc Nghiờn cu phng phỏp hn ch nh hng ca tỏn x nhiu ln lờn tỏn x mt ln mụ phng MCNP nõng cao chớnh xỏc ca ph p o Nghiờn cu kh nng phỏt hin khuyt tt, xỏc nh kớch thc khuyt tt vt liu v cỏc ng dng khỏc bng phng phỏp tỏn x ngc gamma 73 DANH MC CễNG TRèNH TC GI Tran Thien Thanh, Chau Van Tao, Nguyen Pham Phuoc Loc, Vo Hoang Nguyen, Pham Thi Vi, inh Thi Minh Huong (2012), Verification response of hpge detector using MCNP code , hi ngh khoa hc ln th VIII, Trng i hc Khoa hc T nhiờn H Chớ Minh 74 TI LIU THAM KHO Ti liu ting Vit: [1] Hunh ỡnh Chng (2013), Kho sỏt b dy ca thộp C45 bng phng phỏp tỏn x ngc gamma s dng chng trỡnh MCNP5, Lun thc s, trng i hc Khoa hc T nhiờn H Chớ Minh [2] Trng Th Hng Loan, Phan Th Quý Trỳc, ng Nguyờn Phng, Trn Thin Thanh, Trn i Khanh, Trn ng Hong (2008), Nghiờn cu ph gamma tỏn x ngc ca u dũ HPGe bng chng trỡnh MCNP , Tp phỏt trin KH&CN, 11, (06), 61-66, i hc quc gia H Chớ Minh [3] Trng Th Hng Loan (2009), p dng phng phỏp mụ phng Monte Carlo nõng cao cht lng h ph k gamma s dng u dũ bỏn dn HPGe, Lun ỏn Tin s Vt lý Ht nhõn, trng i hc Khoa hc T nhiờn H Chớ Minh [4] Trn i Nghip (2005), Nghiờn cu phng phỏp kim tra khuyt tt k thut s dựng tia gamma tỏn x ngc , Tp khoa hc v cụng ngh, 43, (04), 71-75, Vin khoa hc v cụng ngh Vit Nam [5] Hong S Minh Phng, Nguyn Vn H ng (2010), Mụ phng Monte Carlo bng chng trỡnh MCNP v kim chng thc nghim ph p o chiu dy vt liu i vi h chuyờn dng MYO-101 , Tp phỏt trin KH&CN, 13, (02), 83-91, i hc quc gia H Chớ Minh [6] Trn Thin Thanh (2012), Hiu chnh ph gamma bng phng phỏp Monte Carlo, Lun ỏn Tin s Vt lý Ht nhõn, trng i hc Khoa hc T nhiờn H Chớ Minh Ti liu ting Anh: [7] Esam M.A Hussein, Tim M Whynot (1989), A Compton scattering method for inspecting concrete structures , Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, A283, 100-106 75 [8] Gurvinderjit Singh, Manpreet Singh, B.S Sandhu, Bhajan Singh (2006), Effect of detector collimator and sample thickness on 0.662 MeV multiply Compton scattered gamma rays , Applied Radiation and Isotopes, 64, 373-378 [9] Gurvinderjit Singh, Manpreet Singh, B.S Sandhu, Bhajan Singh (2007), Experimental investigation of multiple scattering of 662 keV gamma rays in zinc at 900 , Radiation Physics and Chemistry, 76, 750-758 [10] J.E Fernỏndez (1991), Compton and Rayleigh double scattering of unpolarized radiation , Physical Review A, 44, (7), 4232-4248 [11] Manpreet Singh, Gurvinderjit Singh, Bhajan Singh, B.S Sandhu (2006), Energy and intensity distributions of multiple Compton scattering of 0.279-, 0.662-, and 1.12-MeV rays , Physical Review A, 74, 042714 [12] Manpreet Singh, Gurvinderjit Singh, B.S Sandhu, Bhajan Singh (2007), Angular distribution of 662 keV multiply-Compton scattered gamma rays in copper , Radiation Measurements, 42, 420-427 [13] S.K Mullin, E.M.A Hussein (1994), A compton-scatter spectrometry technique for flaw detection , Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 353, 663-667 [14] Sy Minh Tuan Hoang, Sangho Yoo, Gwang Min Sun (2010), Experimental validation of the backscattering gamma-ray spectra with the Monte Carlo code , Nuclear engineering and technology, 43, (1), 13-18 [15].y P Priyada, M Margret, R Ramar, Shivaramu (2012), Intercomparison of gamma ray scattering and transmission techniques for fluid-fluid and fluid-air interface levels detection and density measurements , Applied Radiation and Isotopes, 70, 462-469 Trang web: [16] http://www.nucleide.org/DDEP_WG/DDEPdata.htm [17] http://www.ezag.com/de/startseite/produkte/isotope-products/industrialsources.html 76 PH LC Bng P.1 V trớ nh, cao nh, FWHM, din tớch nh tỏn x mt ln ti cỏc b dy khỏc ca th p C45 dy (mm) 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 35 40 45 50 60 V trớ nh (MeV) 0,31921 0,31823 0,31726 0,31609 0,31512 0,31415 0,31317 0,31239 0,31181 0,31123 0,31064 0,31006 0,30986 0,30967 0,30928 0,30889 0,30870 0,30870 0,30870 0,30870 cao nh 1,34E-10 2,38E-10 3,20E-10 3,84E-10 4,34E-10 4,73E-10 5,04E-10 5,29E-10 5,47E-10 5,61E-10 5,72E-10 5,80E-10 5,87E-10 5,91E-10 5,94E-10 5,97E-10 5,99E-10 5,96E-10 5,96E-10 5,93E-10 FWHM (MeV) 0,025096386 0,025040924 0,024985943 0,024919509 0,024864336 0,024809076 0,024753157 0,024708586 0,024675406 0,024642195 0,024608378 0,024575102 0,024563621 0,024552709 0,024530302 0,024507880 0,024496951 0,024496951 0,024496951 0,024496951 Din tớch nh 5,74E-08 1,06E-07 1,46E-07 1,79E-07 2,06E-07 2,29E-07 2,48E-07 2,63E-07 2,75E-07 2,86E-07 2,93E-07 2,99E-07 3,04E-07 3,08E-07 3,08E-07 3,09E-07 3,09E-07 3,10E-07 3,10E-07 3,08E-07 Bng P.2 V trớ nh, cao nh, FWHM, din tớch nh tỏn x mt ln ti cỏc ng kớnh khỏc ca ng chun trc vi bia thộp C45 dy 20 mm ng kớnh (mm) 10 20 30 40 50 60 75 V trớ nh (MeV) 0,31045 0,30889 0,30850 0,30870 0,31006 0,31142 0,31123 cao nh 3,34E-11 1,38E-10 2,80E-10 4,25E-10 5,24E-10 5,51E-10 5,61E-10 77 FWHM (MeV) 0,024597 0,024508 0,024485 0,024497 0,024575 0,024653 0,024642 Din tớch nh 9,36E-09 4,53E-08 1,07E-07 1,86E-07 2,53E-07 2,75E-07 2,86E-07 Bng P.3 cao nh tỏn x mt ln ti cỏc kớch thc b n mũn khỏc ca thộp C45 sõu b n mũn (mm) 10 12 14 16 18 20 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,83E-10 ng kớnh b n mũn (mm) 14 22 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,83E-10 5,84E-10 5,84E-10 582E-10 5,84E-10 5,83E-10 5,78E-10 5,84E-10 5,81E-10 5,72E-10 5,83E-10 5,76E-10 5,61E-10 5,80E-10 5,67E-10 5,43E-10 5,77E-10 5,52E-10 5,16E-10 5,73E-10 5,28E-10 4,75E-10 30 5,84E-10 5,82E-10 5,80E-10 5,76E-10 5,69E-10 5,57E-10 5,39E-10 5,12E-10 4,72E-10 4,16E-10 Bng P.4 Din tớch nh tỏn x mt ln ti cỏc kớch thc b n mũn khỏc ca thộp C45 sõu b n mũn (mm) 10 12 14 16 18 20 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,00E-07 3,00E-07 ng kớnh b n mũn (mm) 14 22 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,00E-07 3,01E-07 3,01E-07 2,99E-07 3,01E-07 3,00E-07 2,97E-07 3,01E-07 2,99E-07 2,93E-07 3,00E-07 2,96E-07 2,87E-07 2,98E-07 2,91E-07 2,77E-07 2,97E-07 2,83E-07 2,63E-07 2,95E-07 2,71E-07 2,42E-07 78 30 3,00E-07 3,00E-07 2,98E-07 2,95E-07 2,91E-07 2,84E-07 2,74E-07 2,59E-07 2,38E-07 2,10E-07 Bng P.5 V trớ nh tỏn x mt ln ti cỏc kớch thc b n mũn khỏc ca thộp C45 ng kớnh b n mũn (mm) sõu b n mũn (mm) 14 22 30 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31064 10 12 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31045 0,31064 0,31084 14 16 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31045 0,31045 0,31103 0,31123 18 0,31025 0,31025 0,31025 0,31045 0,31123 20 0,31025 0,31006 0,30986 0,30986 0,31084 Bng P.6 Giỏ tr FWHM ti cỏc kớch thc b n mũn khỏc ca th p C45 sõu b n mũn (mm) 10 12 14 16 18 20 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 ng kớnh b n mũn (mm) 14 22 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024597 0,024586 0,024586 0,024597 0,024586 0,024586 0,024597 0,024586 0,024586 0,024597 0,024575 0,024564 0,024564 79 30 0,024586 0,024586 0,024586 0,024608 0,024608 0,024620 0,024631 0,024642 0,024642 0,024620 Bng P.7 V trớ nh, cao nh, FWHM, din tớch nh tỏn x mt ln ti cỏc b dy khỏc ca bia thộp CT3 dy (mm) 10 14 18 20 22 24 26 28 30 33 36 40 45 50 60 V trớ nh (MeV) 0,31940 0,31746 0,31551 0,31337 0,31200 0,31123 0,31103 0,31025 0,31006 0,30986 0,30947 0,30909 0,30889 0,30889 0,30889 0,30889 0,30889 cao nh 1,34E-10 3,19E-10 4,34E-10 5,04E-10 5,43E-10 5,62E-10 5,73E-10 5,81E-10 5,87E-10 5,92E-10 5,95E-10 5,98E-10 6,00E-10 5,95E-10 5,97E-10 5,94E-10 5,95E-10 FWHM (MeV) 0,025107128 0,024997286 0,024886530 0,024764576 0,024686279 0,024642195 0,024630735 0,024586007 0,024575102 0,024563621 0,024541220 0,024519380 0,024507880 0,024507880 0,024507880 0,024507880 0,024507880 Din tớch nh 5,72E-08 1,45E-07 2,07E-07 2,49E-07 2,73E-07 2,86E-07 2,94E-07 2,99E-07 3,05E-07 3,08E-07 3,11E-07 3,12E-07 3,12E-07 3,12E-07 3,12E-07 3,12E-07 3,12E-07 Bng P.8 V trớ nh, cao nh, FWHM, din tớch nh tỏn x mt ln ti cỏc ng kớnh khỏc ca ng chun trc vi bia th p CT3 dy 20 mm ng kớnh (mm) 10 20 30 40 50 60 70 75 V trớ nh (MeV) 0,31045 0,30870 0,30831 0,30870 0,30986 0,31103 0,31123 0,31123 cao nh 3,35E-11 1,38E-10 2,81E-10 4,25E-10 5,24E-10 5,55E-10 5,61E-10 5,62E-10 80 FWHM (MeV) 0,024597 0,024497 0,024475 0,024497 0,024564 0,024631 0,024642 0,024642 Din tớch nh 9,40E-09 4,53E-08 1,08E-07 1,87E-07 2,52E-07 2,78E-07 2,85E-07 2,86E-07 Bng P.9 cao nh tỏn x mt ln ti cỏc kớch thc b n mũn khỏc ca thộp CT3 sõu b n mũn (mm) 10 12 14 16 18 20 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,83E-10 ng kớnh b n mũn (mm) 14 22 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,83E-10 5,84E-10 5,84E-10 5,82E-10 5,84E-10 5,83E-10 5,78E-10 5,84E-10 5,81E-10 5,72E-10 5,83E-10 5,76E-10 5,60E-10 5,81E-10 5,67E-10 5,44E-10 5,77E-10 5,52E-10 5,17E-10 5,73E-10 5,29E-10 4,75E-10 30 5,84E-10 5,83E-10 5,80E-10 5,76E-10 5,69E-10 5,57E-10 5,39E-10 5,12E-10 4,72E-10 4,16E-10 Bng P.10 Din tớch nh tỏn x mt ln ti cỏc kớch thc b n mũn khỏc ca th p CT3 sõu b n mũn (mm) 10 12 14 16 18 20 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 ng kớnh b n mũn (mm) 14 22 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,01E-07 3,02E-07 3,01E-07 3,00E-07 3,01E-07 3,00E-07 2,98E-07 3,01E-07 2,99E-07 2,94E-07 3,01E-07 2,96E-07 2,87E-07 2,99E-07 2,91E-07 2,78E-07 2,97E-07 2,83E-07 2,64E-07 2,95E-07 2,72E-07 2,43E-07 81 30 3,01E-07 3,00E-07 2,99E-07 2,96E-07 2,92E-07 2,85E-07 2,74E-07 2,59E-07 2,39E-07 2,11E-07 Bng P.11 V trớ nh tỏn x mt ln ti cỏc kớch thc b n mũn khỏc ca thộp CT3 sõu b n mũn (mm) 10 12 14 16 18 20 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 ng kớnh b n mũn (mm) 14 22 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31025 0,31045 0,31025 0,31025 0,31045 0,31025 0,31025 0,31064 0,31025 0,31025 0,31064 0,31025 0,31025 0,31045 0,31006 0,30986 0,31006 30 0,31025 0,31025 0,31025 0,31045 0,31064 0,31084 0,31103 0,31123 0,31123 0,31064 Bng P.12 Giỏ tr FWHM ti cỏc kớch thc b n mũn khỏc ca thộp CT3 sõu b n mũn (mm) 10 12 14 16 18 20 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 ng kớnh b n mũn (mm) 14 22 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024586 0,024597 0,024586 0,024586 0,024597 0,024586 0,024586 0,024608 0,024586 0,024586 0,024608 0,024586 0,024586 0,024597 0,024575 0,024564 0,024575 82 30 0,024586 0,024586 0,024586 0,024597 0,024608 0,024620 0,024631 0,024642 0,024642 0,024608 [...]... đặc tính của vật liệu là một đề tài có ý nghĩa và rất thiết thực Mục tiêu của luận văn là xây dựng một mô hình cho hệ đo tán xạ ngược gamma bằng chương trình MCNP5, sau đó khảo sát sự biến thiên của các đặc trưng của phổ tán xạ ngược theo bề dày bia Từ các kết quả khảo sát đó, ta tiến hành tính toán bề dày của vật liệu Đối tượng nghiên cứu của luận văn là bề dày của vật liệu th p C45 và thép CT3 có dạng... phương pháp tán xạ ngược gamma Trình bày về phương pháp Monte Carlo, giới thiệu về chương trình MCNP, cách thức chương trình MCNP mô phỏng các tương tác của photon với vật chất và cách sử dụng chương trình MCNP Chương 2: Trình bày về mô hình của hệ đo tán xạ ngược gamma được xây dựng bằng chương trình MCNP5 bao gồm: nguồn phát bức xạ và hộp chì chứa nguồn, bia tán x, đầu dò và ống chuẩn trực của đầu dò... năng lượng Tán xạ Compton (tán xạ không đàn hồi) làm thay đổi hướng và năng lượng của tia gamma so với ban đầu Năng lượng của tia gamma tán xạ Compton E phụ thuộc vào năng lượng tia gamma tới E và góc tán xạ θ theo công thức sau: E  E E 1  2 (1  cosθ) mc Với m là khối lượng của electron 18 (1.1) Các tia gamma tán xạ nhiều lần có năng lượng nằm trong miền liên tục từ năng lượng của tia gamma tới... tán xạ một lần và tán xạ nhiều lần Tán xạ một lần là quá trình mà tia gamma chỉ xảy ra duy nhất một lần tán xạ Compton hoặc Rayleigh với bia trước khi được ghi nhận trong đầu dò Tán xạ nhiều lần là quá trình mà tia gamma phải trải qua nhiều lần tương tác Compton và Rayleigh với bia trước khi được ghi nhận trong đầu dò Như ta đã biết, tán xạ Rayleigh (tán xạ đàn hồi) chỉ làm thay đổi hướng của tia gamma. .. tương quan giữa số đếm tán xạ một lần và bề dày bia, ta có thể tính được bề dày của bia cần kiểm tra với số đếm tương ứng có được từ ph p đo tán xạ ngược Cũng cần lưu ý rằng, số đếm ghi nhận được từ ph p đo tán xạ ngược là tổng của các sự kiện tán xạ một lần và tán xạ nhiều lần Việc phân biệt số lượng của các sự kiện tán xạ một lần và tán xạ nhiều lần đòi hỏi một quá trình phức tạp và tốn nhiều thời gian... dày vật liệu 21 1.4) Ta thấy rằng với khoảng cách X (cm) càng lớn thì góc tán xạ θ1 càng lớn, hay năng lượng của tia gamma tán xạ E càng nhỏ Như vậy, khi bề dày bia tăng lên thì v ng năng lượng của các tia gamma tán xạ một lần càng trải rộng về phía mức năng lượng thấp so với năng lượng tán xạ Compton một lần tại góc tán xạ θ Tổng số tia gamma n(X0) được ghi nhận trong đầu dò, mà nó trải qua tán xạ. .. Cs, bia nhôm và đầu dò HPGe ghi nhận tia gamma tán xạ Các tác giả đã tiến hành khảo sát theo góc tán xạ từ 600 – 1200 và khảo sát theo bề dày bia cho đến giá trị bão hòa, với hai trường hợp là bia được đặt tại các góc 300 và 400 so với tia tới Theo đó, các tác giả đã đánh giá sự biến thiên của thành phần tán xạ một lần và tán xạ nhiều lần, tỉ số Tín hiệu/Nhiễu theo bề dày bia và góc tán xạ Các kết quả... dày vật liệu bằng phương pháp tán xạ ngược gamma vào ứng dụng trong công nghiệp, mà ở đó mỗi ph p đo yêu cầu thực hiện trong một thời gian rất ngắn thì điều này là không ph hợp Do đó trong luận văn này, việc xác định bề dày của vật liệu bằng số đếm tổng của tán xạ một lần và tán xạ nhiều lần được đề cập Như đã nói đến trong mục 1.2.2, số lượng của các sự 22 kiện tán xạ nhiều lần tăng lên khi bề dày của. .. cho thấy tổng số đếm tán xạ một lần ghi nhận trong đầu dò là một hàm theo bề dày của bia Vì các tia gamma có độ xuyên sâu nhất định trong vật liệu, nên lúc đầu khi bề dày bia tăng thì số điểm tán xạ tăng và nó làm cho số sự kiện tán xạ một lần tăng lên Tuy nhiên, hai yếu tố cần lưu ý là sự suy giảm của ch m tia gamma tới trong bia eμ(E)X và sự suy giảm của ch m tia gamma tán xạ trong bia eμ(E)r... Số lượng của các sự kiện tán xạ nhiều lần tăng lên khi bề dày bia tăng và sau đó đạt đến giá trị bão hòa Đồng thời, tỉ số tán xạ một lần trên tán xạ nhiều lần giảm khi bề dày bia tăng lên - Số lượng của các sự kiện tán xạ nhiều lần đạt cực tiểu khi đặt đầu dò đo tại góc tán xạ 900 19 - Khi độ rộng của ống chuẩn trực cho đầu dò tăng lên thì số lượng sự kiện tán xạ nhiều lần tăng và tỉ số tán xạ một lần ... mô chương trình MCNP5 cho ph p đo tán xạ ngược gamma sử dụng nguồn 137 Cs, bia nhôm đầu dò HPGe ghi nhận tia gamma tán xạ Các tác giả tiến hành khảo sát theo góc tán xạ từ 600 – 1200 khảo sát. .. với tia gamma [11], [12] 1.2.2 Tán xạ lần tán xạ nhiều lần Đối với ph p đo bố trí hình 1.1, kết ghi nhận bao gồm kiện tán xạ lần tán xạ nhiều lần Tán xạ lần trình mà tia gamma xảy lần tán xạ Compton... hình cho hệ đo tán xạ ngược gamma chương trình MCNP5, sau khảo sát biến thiên đặc trưng phổ tán xạ ngược theo bề dày bia Từ kết khảo sát đó, ta tiến hành tính toán bề dày vật liệu Đối tượng nghiên