Nghiên cứu đáp ứng phổ của bức xạ vũ trụ lên đầu dò nai(tl) 7 62 cm x 7 62 cm bằng mô phỏng geant4

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ ***** NGUYỄN LÂM YẾN THI NGHIÊN CỨU ĐÁP ỨNG PHỔ CỦA BỨC XẠ VŨ TRỤ LÊN ĐẦU DÒ NaI(Tl) 7.62 cm x 7.62 cm BẰNG MÔ PHỎNG GEANT4 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành: VẬT LÝ Mã số: 105 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM NGUYỄN THÀNH VINH TP HỒ CHÍ MINH – 2016 LỜI CẢM ƠN Trong suốt q trình học tập hồn thành luận văn tốt nghiệp chương trình Đại học trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh, tơi nhận giúp đỡ tận tình q thầy cơ, lời động viên kịp thời từ gia đình bạn bè Với tình cảm chân thành, tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến: TS Võ Hồng Hải, thầy ln nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn tơi việc tiếp cận, sử dụng phần mềm GEANT4 cung cấp kiến thức cho tơi hệ đo, tận tình giúp tơi hồn thành luận văn TS Phạm Nguyễn Thành Vinh, thầy ln tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện giúp tơi hồn thành luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy cô khoa Vật lý nhiệt tình giảng dạy, cung cấp cho tơi nhiều kiến thức bổ ích suốt bốn năm học tạo điều kiện thuận lợi cho hồn thành luận văn tốt nghiệp Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô hội đồng khoa học dành thời gian đọc đóng góp ý kiến giúp luận văn hồn thiện Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thành viên nhóm nghiên cứu ln giúp đỡ, động viên tơi q trình hồn thành luận văn Tơi xin gửi lời tri ân đến bố mẹ, gia đình bạn bè động viên hỗ trợ tinh thần lẫn vật chất suốt bốn năm học vừa qua TP.Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2016 Người thực luận văn Nguyễn Lâm Yến Thi MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT i DANH MỤC CÁC BẢNG ii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ iii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỨC XẠ VŨ TRỤ VÀ PHẦN MỀM GEANT4 1.1 Tổng quan xạ vũ trụ 1.1.1 Bức xạ vũ trụ sơ cấp 1.1.2 Bức xạ vũ trụ thứ cấp 1.1.3 Tổng quan hạt muon 1.1.3.1 Một số đặc trưng muon 1.1.3.2 Tương tác muon với vật chất 1.2 Giới thiệu phần mềm mô GEANT4 phần mềm CRY 10 1.2.1 Phần mềm mô GEANT4 10 1.2.1.1 Cấu trúc chương trình GEANT4 11 1.2.1.2 Các lớp khởi tạo thực thi 12 1.2.2 Phần mềm CRY 14 1.2.2.1 Sơ lược CRY 14 1.2.2.2 Tạo nguồn phát xạ vũ trụ từ CRY 15 CHƯƠNG 2: THIẾT LẬP MƠ HÌNH HỆ ĐO TRONG GEANT4 17 2.1 Bố trí mơ hình mơ hệ đo theo thực nghiệm 17 2.2 Thiết lập mô hình hệ đo GEANT4 19 2.2.1 Thiết kế hình học hệ đo (DetectorConstruction) 19 2.2.2 Khai báo tương tác vật lý (PhysicsList) 21 2.2.3 Tạo nguồn xạ vũ trụ từ CRY (PrimaryGenerator Action) 22 2.2.4 Trích xuất liệu mơ 25 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ SO SÁNH VỚI THỰC NGHIỆM .26 3.1 Kết mô 26 3.1.1 Phổ mô lượng xạ vũ trụ đầu dò nhấp nháy plastic 26 3.1.2 Phổ mô lượng xạ vũ trụ đầu dò NaI(Tl) 28 3.2 So sánh phổ thực nghiệm mô 30 3.2.1 Phổ vùng lượng thấp (0.2 - 3) MeV 30 3.2.2 Phổ vùng lượng cao (3 - 70) MeV 31 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 PHỤ LỤC 37 i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Anh CERN European Tiếng Việt Organization for Trung tâm nghiên cứu hạt Nuclear Research nhân Châu Âu CRY Cosmic-ray Shower Library Thư viện xạ vũ trụ GEANT4 Geometry ANd Tracking Hình học vết Rapid MCNP Object Oriented Kỹ thuật lập trình hướng đối Technology tượng Monte Carlo N Particle Chương trình Monte-Carlo mơ vận chuyển hạt N nhóm J.F Briesmeister, 1997, Los Alamos National Laboratory Report, LA- 12625-M MCNPX Monte-Carlo N-Particle eXtended Chương trình Monte-Carlo mơ vận chuyển hạt mở rộng MCNP VATLY Vietnam Laboratory BM Auger Training Phòng thí nghiệm Đào tạo Việt Nam Auger VLHN Bộ mơn Vật lý hạt nhân trường ĐH KHTN trường Đại học Khoa học tự TP HCM nhiên thành phố Hồ Chí Minh ii DANH MỤC CÁC BẢNG STT Bảng Tên gọi Trang 1.1 Năng lượng để lại muon số 10 vật liệu 2.1 Khai báo tương tác vật lý hạt tới 21 2.2 Một số liệu xuất sau mô 24 iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ STT Hình Tên gọi Trang 1.1 Thơng lượng xạ vũ trụ hạt theo lượng 1.2 Sơ đồ tương tác xạ vũ trụ sơ cấp với lớp khí Trái đất 1.3 Thời gian sống hạt 1.4 Cấu trúc chương trình GEANT4 12 2.1 Mơ hình mơ hệ đo theo thực nghiệm 18 2.2 Hệ đo thực nghiệm đáp ứng xạ vũ trụ lên đầu 18 dò NaI(Tl), BM VLHN, trường ĐH KHTN, TP Hồ Chí Minh 2.3 Thơng số kích thước thành phần đầu 20 dò NaI(Tl) 2.4 Hệ đo xây dựng mô GEANT4 hệ 21 đo Bộ Môn Vật lý hạt nhân – trường Đại học Khoa học tự nhiên – TPHCM 2.5 Phân bố thông lượng theo lượng xạ vũ 24 iv trụ tới tạo từ CRY 10 3.1 Phổ lượng xạ vũ trụ để lại plastic 26 thứ kích thước 80 cm x 40 cm x cm 11 3.2 Phổ lượng xạ vũ trụ để lại plastic 27 thứ hai kích thước 80 cm x 40 cm x cm 12 3.3 Phổ lượng xạ vũ trụ để lại đầu dò 29 NaI(Tl) vùng lượng (0.2 – 70) MeV 13 3.4 Phổ lượng so sánh thực nghiệm mô 30 vùng lượng (0.2 – 3) MeV 14 3.5 Phổ lượng so sánh thực nghiệm mô 31 vùng lượng (3 – 70) MeV MỞ ĐẦU Bức xạ vũ trụ đề tài hấp dẫn nhà khoa học giới bí ẩn Những khám phá giúp người hiểu rõ vũ trụ cách vận hành vũ trụ Năm 1912, Victor Hess chứng minh tồn xạ vũ trụ để giải thích tăng lên phóng điện điện nghiệm lên cao khinh khí cầu Bức xạ vũ trụ có lượng lớn đến Trái đất theo phương mở chặng đường cho ngành vật lý lượng cao việc tìm hạt hạ nguyên tử Bức xạ vũ trụ sinh trực tiếp từ vụ nổ siêu tân tinh, bão Mặt trời, hay hoạt động thiên hà gọi xạ vũ trụ sơ cấp, có lượng cao cỡ vài tỷ GeV Những xạ vũ trụ sơ cấp đến khí Trái đất tương tác với nguyên tử, phân tử tạo nên xạ thứ cấp xạ điện từ, electron, muon, pion, proton, neutron, gamma Các xạ thứ cấp đến bề mặt Trái đất đóng góp đáng kể vào phơng đầu dị hạt nhân Vì thế, nhiều nhóm nghiên cứu tiến hành xây dựng hệ đo nghiên cứu đáp ứng xạ vũ trụ lên đầu dị với nhiều mục đích khác khảo sát đóng góp xạ vũ trụ vào phơng xạ, từ đề xuất giải pháp giảm phơng cho đầu dị đo mẫu môi trường [13],… Tại Việt Nam, nghiên cứu xạ vũ trụ, hạt bản, vật lý lượng cao bắt đầu vào năm đầu thập niên sáu mươi cố Giáo sư Hoàng Hữu Thư thực với thí nghiệm nghiên cứu phân rã muon Năm 1974, khoa Vật lý trường Đại học Tổng hợp thực khảo sát thông số đặc trưng xạ vũ trụ thứ cấp Sapa Hà Nội Hiện nay, số phịng thí nghiệm nghiên cứu xạ vũ trụ thành lập phịng thí nghiệm VATLY (Vietnam Auger Training Laboratory) giáo sư Pierre Darriulat dẫn đầu thành lập năm 2001 Ngồi ra, Bộ mơn Vật lý hạt nhân trường ĐH Khoa học tự nhiên, ĐHQG – TPHCM xây dựng, phát triển hệ đo nghiên cứu tính chất xạ vũ trụ như: thời gian sống, thông lượng…, đầu dò nhấp nháy plastic Hiện 26 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ SO SÁNH VỚI THỰC NGHIỆM 3.1 Kết mô Trong chương này, thảo luận kết đạt sau mô GEANT4 từ mơ hình xây dựng chương Chúng tơi tiến hành phân tích, đánh giá phổ mơ lượng để lại xạ vũ trụ hai đầu dò plastic (mục 3.1.1) đầu dò NaI(Tl) vùng lượng từ (0.2 – 70) MeV (mục 3.1.2) Các hạt xạ vũ trụ tác động lên đầu dò đánh giá bao gồm muon, neutron, proton, electron, gamma Từ kết mô phỏng, thực so sánh với kết thực nghiệm để từ đánh giá đáp ứng xạ vũ trụ lên đầu dò NaI(Tl) (mục 3.2) 3.1.1 Phổ mô lượng xạ vũ trụ đầu dị nhấp nháy plastic 27 Hình 3.1 Phổ lượng xạ vũ trụ để lại plastic thứ kích thước 80 cm x 40 cm x cm Hình 3.2 Phổ lượng xạ vũ trụ để lại plastic thứ hai kích thước 80 cm x 40 cm x cm Các đầu dị nhấp nháy plastic kích thước lớn dùng để đánh dấu xạ vũ trụ Hình 3.1 hình 3.2 kết mơ phổ lượng để lại xạ vũ trụ hai đầu dò nhấp nháy plastic Kết phổ lượng xạ vũ trụ để lại đầu dò plastic phổ liên tục, có đỉnh lượng vùng MeV Dựa vào phổ ta nhận thấy xạ vũ trụ qua vật liệu nhấp nháy dày cm có đỉnh lượng vùng lượng MeV Đỉnh giải thích sau: xạ vũ trụ có hướng thẳng đứng qua vật liệu nhấp nháy plastic dày cm với mật độ khối ρ = g/cm3 Đỉnh MeV hoàn toàn phù hợp với số liệu thực nghiệm cho xạ vũ trụ qua vật liệu nhấp nháy plastic Đối với muon lượng lớn, độ mát lượng vật liệu với ρ = g/cm3 tuân theo quy luật dE/dx ~ MeV/g/cm3 [5] Do đó, 28 plastic với bề dày cm (mật độ khối ~ g/cm3), lượng để lại tính khoảng MeV Như vậy, kết mơ hình 3.1 3.2 cho đầu dò plastic với đỉnh lượng MeV cho kết tính tốn Dựa vào phổ lượng để lại xạ vũ trụ đầu dị nhấp nháy plastic, ta biết quy luật xạ vũ trụ tác động lên đầu dị nhấp nháy, từ việc đánh dấu xạ vũ trụ đầu dị plastic dựa vào chọn vùng lượng, tức thiết lập ngưỡng lượng khoảng 4.5 MeV trở lên Điều quan trọng thực nghiệm, sử dụng đầu dị nhấp nháy plastic, gamma mơi trường dễ dàng ghi nhận, gây nên nhiễu cho phổ lượng Do để ghi nhận (đánh dấu) xạ vũ trụ, ta dựa vào vùng lượng cụ thể, với lượng 4.5 MeV trở lên, gamma môi trường xung quanh loại bỏ vùng lượng chủ yếu xạ vũ trụ 3.1.2 Phổ mô lượng xạ vũ trụ đầu dị NaI(Tl) Hình 3.3 kết mơ phổ lượng để lại xạ vũ trụ ghi nhận đầu dò NaI(Tl) vùng lượng khảo sát từ 0.2 MeV đến 70 MeV Ở đây, hình 3.3 được vẽ với điều kiện ngưỡng hai đầu dò plastic 4.5 MeV Đường màu xanh dương phổ lượng tổng xạ vũ trụ (muon, gamma, neutron, electron, proton) ghi nhận NaI(Tl) Phổ tổng thể dạng phổ liên tục có đỉnh lượng 0.511 MeV (ở vùng lượng thấp) đỉnh lượng ~ 40 MeV (ở vùng lượng cao) Đối với loại xạ vũ trụ, hình 3.3 cho thấy đóng góp muon (cam), electron (hồng), gamma (xanh cây), neutron (xanh cyan), proton (vàng) Kết cho thấy, thành phần xạ vũ trụ muon đóng góp (màu cam) đóng góp vào phổ tổng chủ yếu Ở vùng lượng thấp (nhỏ MeV), có đóng góp thành phần electron thành phần khác Các thành phần xạ vũ trụ proton, neutron, gamma chiếm phần nhỏ 29 Đối với muon, dạng phổ thể dạng phổ tổng Đỉnh 0.511 MeV giải thích xạ vũ trụ tương tác với vật liệu xung quanh (như buồng chì) tạo xạ hãm, xạ hãm tương tác NaI(Tl) theo chế tạo cặp đỉnh 0.511 MeV hình thành Đối với đỉnh ~ 40 MeV giải thích sau: với muon lượng lớn, độ mát lượng vật liệu với ρ = 3.667 g/cm3 tuân theo quy luật dE/dx ~ 1.305 MeV/g/cm3 [5] Do vậy, tinh thể NaI(Tl) với bề dày 7.62 cm (mật độ khối ~ 3.667 g/cm3), lượng để lại ~ 37 MeV Như vậy, kết mơ hình 3.3 cho đầu dị NaI(Tl) với vùng đỉnh lượng (36 – 40) MeV, kết tính tốn nằm vùng lượng mơ 30 Hình 3.3 Phổ mơ lượng xạ vũ trụ đầu dò NaI(Tl) vùng lượng (0.2 – 70) MeV 3.2 So sánh phổ thực nghiệm mô Trong mục này, thực so sánh phổ mô (phổ tổng) trình bày mục 3.1, so với kết đo thực nghiệm [14] Chúng xét cho hai vùng lượng, vùng lượng thấp (0.2 – 3) MeV vùng lượng cao (3 – 70) MeV 3.2.1 Phổ vùng lượng thấp (0.2 – 3) MeV Hình 3.4 Phổ lượng so sánh thực nghiệm mô vùng lượng (0.2 – 3) MeV 31 Hình 3.4 trình bày kết so sánh phổ mô (màu xanh) phổ thực nghiệm (màu đỏ) [14] xạ vũ trụ ghi nhận đầu dò NaI(Tl) vùng lượng thấp (0.2 – 3) MeV Kết cho thấy, phổ mơ có phù hợp tốt so với thực nghiệm Với kết từ mô đo thực nghiệm, hệ đo gamma sử dụng đầu dò nhấp nháy NaI(Tl) đặt buồng chì, xạ vũ trụ tác động lên đầu dị NaI(Tl) có dạng phổ liên tục có đỉnh lượng 0.511 MeV Ở vùng lượng thấp (nhỏ MeV), mơ hình mơ (từ việc xây dựng đầu dò, vật lý tương tác, nguồn tạo xạ vũ trụ tới từ CRY) luận văn cho kết tốt; dựa vào mơ ta phân tích thành phần đóng góp loại hạt, mà thực nghiệm khơng thể đo đạt 3.2.2 Phổ vùng lượng cao (3 – 70) MeV 32 Hình 3.5 Phổ lượng so sánh thực nghiệm mô vùng lượng (3 – 70) MeV Hình 3.5 trình bày kết so sánh phổ lượng mô (màu xanh) phổ lượng thực nghiệm (màu đỏ) xạ vũ trụ đầu dò NaI(Tl) vùng lượng từ (3 – 70) MeV Kết cho thấy, phổ mơ có phù hợp tốt so với thực nghiệm, phổ có dạng liên tục, có đỉnh lượng nằm vùng (36 – 40) MeV Với kết từ mô đo thực nghiệm, hệ đo gamma sử dụng đầu dò nhấp nháy NaI(Tl) đặt buồng chì, xạ vũ trụ tác động lên đầu dị NaI(Tl) có dạng phổ liên tục có đỉnh lượng vùng (36 – 40) MeV Ở vùng lượng cao (lớn MeV), mơ hình mơ (từ việc xây dựng đầu dò, vật lý tương tác, nguồn tạo xạ vũ trụ tới từ CRY) luận văn 33 cho kết tốt; dựa vào mô ta phân tích thành phần đóng góp loại hạt, mà thực nghiệm đo đạt KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Trong luận văn này, thực mô nghiên cứu đáp ứng xạ vũ trụ lên hệ đo NaI(Tl) model 802 hãng Canberra dựa tảng GEANT4 để xây dựng hệ đo, tương tác vật lý, kết hợp sử dụng phần mềm CRY để tạo nguồn xạ vũ trụ tới hệ đo Từ đó, đánh giá lại đắn trình thực nghiệm Cụ thể kết đạt sau: 34 Xây dựng chi tiết hình học hệ đo code GEANT4 gồm: đầu dò nhấp nháy plastic, đầu dị NaI(Tl), buồng chì, bố trí thí nghiệm mơ với thực nghiệm Khai báo trình tương tác vật lý nguồn vũ trụ với vật chất hệ đo GEANT4 Tạo nguồn xạ vũ trụ tới (bao gồm neutron, proton, electron, muon, gamma) với thông tin lượng tới, vị trí, hướng bắn, điện tích từ phần mềm CRY Thực mô ghi nhận đáp ứng phổ xạ vũ trụ hai đầu dò nhấp nháy plastic đầu dò NaI(Tl) Kết cho thấy, phổ lượng hấp thụ xạ vũ trụ qua đầu dị nhấp nháy plastic có đỉnh nằm vùng MeV Đối với đầu dị NaI(Tl), chúng tơi ghi nhận giải lượng từ 0.2 MeV đến 70 MeV Ở vùng lượng thấp (0.2 – MeV) phổ lượng xuất đỉnh 0.511 MeV xạ hãm thứ cấp gây xạ vũ trụ tương tác với vật liệu che chắn xung quanh (buồng chì), vùng lượng cao (3 – 70 ) MeV có đỉnh phổ khoảng 40 MeV chế tương tác trực tiếp xạ vũ trụ với tinh thể NaI(Tl) bề dày 7.62 cm Còn phổ liên tục biết xạ thứ cấp sinh từ xạ vũ trụ tới tương tác với buồng chì NaI(Tl) So sánh kết mô thực nghiệm thấy dạng phổ phù hợp tốt Kiến nghị: Trong luận văn xây dựng hệ đo mô so sánh kết với thực nghiệm cho kết tốt Tuy nhiên, cần phải xét đến yếu tố thời gian tương quan ghi nhận nhấp nháy plastic NaI(Tl) để tính tốn đến thời gian phân rã muon việc mô Việc mô cần xét đến yếu tố gần với thực tế vị trí tương đối hệ đo phịng thí nghiệm so với tường, bao bê tơng (nếu có) 35 Có thể tiếp tục nghiên cứu để loại bỏ xạ vũ trụ hệ đo NaI(Tl), thành phần không cần thiết xạ vũ trụ 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Phạm Quốc Hùng (2007), Vật lý hạt nhân ứng dụng, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Tiếng Anh: [2] T.E Coan, J.Ye (2003), Muon Physics, v051110.0 [3] C.Hagmann, D Lange, J.Verbeke, D Wright, “Cosmic-ray shower generator (CRY) for Monte Carlo transport codes”, 2007 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record 2, pp.1143- 1146 [4] P.K.F Greider (2001), Cosmic Rays at Earth, Elsevier, Amsterdam [5] D.E Groom, N.V Mokhov, S Striganov (2001), “Muon stopping power 39 and range tables 10 MeV – 100 TeV”, Atomic Data and Nuclear Data Tables 76 (2) [6] W.R Leo (1994), Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments, Springer-Verlag Berlin Heidelberg NewYork, pp.24-30 [7] R.A Mewaldt (1996), Cosmic Rays, Macmillan Encyclopedia of Physics [8] “Monte Carlo Simulation of Proton-induced Cosmic-ray Cascades in the Atmosphere”, Lawrence Livermore National Laboratory, UCRL-TR (2007) [9] MIT Department of Physics (2010), The Speed and Decay of Cosmic-Ray Muons: Experiment in Relativistic Kinematics – The Universal Speed Limit and Time Dilation [10] Geant4 User's Guide for Application Developers by Geant4 Collaboration Version: geant4 9.6.0 Publication date 30 November 2012 [11] Physics Reference Manual, Version: geant4 9.6.0 (30th November, 2012) [12] R.A Schumacher (2010), Cosmic Ray Muons, v3.1, 33.340 Modern Physics Laboratory, Carnegie Mellon University [13] E Tanaka, S Itoh, T Hiramoto, T.A Jinuma (1965), “Cosmic ray contribution to the background of NaI Scintillation spectrometers”, Japanese Journal of Applied Physics (10) [14] Vo Hong Hai, Nguyen Quoc Hung, Ho Lai Tuan, Masaharu Nomachi Tran Kim Tuyet (2015) “Detection Response to Cosmic Rays of The Background Spectrum 37 For NaI(Tl) Detector of inch x inch in Energy Region of 0.2 MeV – 80 MeV”, Hội nghị khoa học công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ 11, 8/2015 Website: [15] Particle Data Group - Update 12:31 PM - 10/06/2015 – http://pgd.lbl.gov [16] CRY, http://nuclear.llnl.gov/simulation [17] GEANT4, http://geant4.cern.ch/ [18] ROOT, http://root.cern.ch [19] Model 802 Scintillation detectors: www.canberra.com [20] Cosmic rays http://home.cern/about/physics/cosmic-rays-particles-outer-space 38 Phụ lục 1: Hình PL1.1 phổ đo vùng lượng đến 70 MeV hình PL1.2 phổ ghi nhận vùng lượng (0.2 – 3) MeV Dựa vào phổ thực nghiệm ta thấy, dạng phổ xạ vũ trụ tác động liên đầu dò NaI(Tl) có phổ liên tục, có đỉnh 0.511 MeV vùng đỉnh lượng khoảng (36 – 40) MeV Hình PL1.1 Phổ lượng để lại đầu dị vùng lượng thấp (0.2 – 70) MeV từ thực nghiệm Hình PL1.2 Phổ lượng để lại đầu dò vùng lượng cao (0.2 – 3) MeV từ thực nghiệm 39 Phụ lục 2: 40 cm Đầu dò nhấp nháy plastic – đầu dò NaI(Tl) 7.62 cm x 7.62 cm model 802 Canberra Bản nhấp nháy 80 cm Bản dẫn sáng PMT 40 cm Hình PL2.1 Cấu tạo đầu dị nhấp nháy plastic Hình PL2.2 Đầu dò nhấp nháy plastic 80 cm x 40 cm x cm Hình PL2.1 hình PL2.2 ảnh chụp đầu dị nhấp nháy plastic kích thước 80 cm x 40 cm x cm mơ hình cấu tạo đầu dò nhấp nháy plastic Đầu dò nhấp nháy plastic dùng việc đánh dấu xạ vũ trụ, làm polyvinyltoluen với mật độ 1.032 g/cm3, gồm ba phần: nhấp nháy, dẫn sáng ống dẫn sáng Ống dẫn sáng dùng để phối hợp kích thước dẫn sáng với ống nhân quang điện (PMT) Ống nhân quang điện biến đổi xung ánh sáng thành xung điện tương ứng Hai PMT sử dụng RS329-02 sản xuất công ty Hamamatsu 40 Hình PL2.3 Đầu dị NaI(Tl) 7.62 cm x 7.62 cm hiệu Canberra model 802 Hình PL2.4 Bảng vẽ kỹ thuật đầu dò NaI(Tl) model 802 3x3 Hình PL2.3 đầu dị NaI(Tl) 3x3 (7.62 cm x 7.62 cm) model 802 hãng Canberra Đầu dò NaI(Tl) sử dụng thí nghiệm có model 802 3x3 có độ phân giải 7.5% đỉnh 662 keV nguồn 137 Cs Đầu dị có dạng trụ, bên tinh thể NaI(Tl) hình trụ kích thước 7.62 cm (đường kính) x 7.62 cm (chiều cao), bao bọc xung quanh lớp vỏ nhôm Một mặt tinh thể kết nối với ống nhân quang điện với 14 đầu nối dynode Hình PL2.4 thể vẽ kỹ thuật đầu dò NaI(Tl) model 802 3x3 Canberra Về thành phần vật chất cấu tạo đầu dị NaI(Tl) trình bày bảng PL2.1 Bảng PL2.1 Thành phần vật liệu đầu dò NaI(Tl) model 802 3x3 Vật liệu Mật độ (g/cm3) NaI(Tl) 3.67 Cửa sổ nhôm 2.94 Lớp phản xạ nhôm oxit 0.55 Silic 2.329 SiO 2.648