Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM II-P-1.29 KHẢO SÁT CÁC ĐẶC TÍNH CỦA THIẾT BỊ GHI ĐO BỨC XẠ CẦM TAY INSPECTOR 1000 Trần Kim Tuyết1, Bùi Tuấn Khải1, Nguyễn Quốc Hùng2, Võ Hồng Hải2 Phòng thí nghiệm Kỹ thuật Hạt nhân, Bộ môn Vật lý Hạt nhân – Khoa Vật lý – VLKT, ĐH KHTN, ĐHQG-Tp.HCM TÓM TẮT Ngày nay, việc khảo sát phông phóng xạ môi trường ngày quan tâm nhiều nhu cầu sử dụng ứng dụng nguồn phóng xạ vào đời sống người ngày tăng Do đó, việc tìm hiểu ứng dụng thiết bị với khả phân tích tốt, độ xác cao cho mục đích khảo sát điều đáng quan tâm Tại Phòng thí nghiệm Kỹ thuật Hạt nhân, thiết bị Inspector 1000 sử dụng đầu dò NaI(Tl) bền nhiệt với phân tích đa kênh cầm tay, tiện dụng cho việc khảo sát đánh giá phông phóng xạ Thiết bị bao gồm chứng chính: đo liều xạ, định vị nơi có nồng độ phóng xạ cao, định vị đồng vị phóng xạ, ghi nhận phân tích phổ lượng Trong báo cáo này, nhóm tác giả trình bày bước khảo sát cho thiết bị Inspector 1000 Kết cho thấy khả đáp ứng tuyến tính cao chức ghi nhận suất liều, khả phát số đồng vị phóng xạ, đáp ứng việc ghi nhận phân tích phổ gamma, hỗ trợ dãi đo gamma lên đến 3MeV (ghi nhận tất xạ gamma tự nhiên) Các kết đo liệu ban đầu cho việc sử dụng thiết bị để khảo sát phóng xạ môi trường Từ khóa:phóng xạ môi trường, xạ gamma, suất liều, Inspector 1000 GIỚI THIỆU THIẾT BỊ Inspector 1000 hãng CANBERRA phân tích đa kênh (Multichannel Analyzer - MCA) cầm tay, có khả tích hợp với nhiều đầu dò, nhằm ghi nhận xạ tia X, gamma neutron Thiết bị MCA cầm tay có khả tự động nhận dạng loại đầu dò đưa chế độ hoạt động thích hợp cho người sử dụng Một thiết bị Inspector 1000 bao gồm bốn chức chính: ghi đo suất liều (DOSE), định vị nơi có hoạt độ phóng xạ cao (LOCATOR), xác định đồng vị phóng xạ (Nuclear Identification – NID) hoạt động hệ phổ kế (SPEC).Mỗi chức có nhiều hình hiển thị cung cấp nhiều kiện phong phú, hỗ trợ nhiều cho người sử dụng Thiết bị Inspector 1000 thuộc Phòng thí nghiệm Kỹ thuật Hạt nhân (NTLab), Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQG TP.HCM, sử dụng đầu dò NaI(Tl) ổn định nhiệt (temperature stabilized) kích thước 3x3 (inch) tích hợp đầu dò Geiger-Muller bên MCA cầm tay Thông thường, đầu dò NaI bị ảnh hưởng nhiều nhiệt độ nên phép đo trời mang kết không đáng tin cậy cho dù tiến hành bước chuẩn trước phòng thí nghiệm Do đó, việc sử dụng đầu dò NaI(Tl) với khả ổn định nhiệt độ giúp cho số liệu khảo sát mang kết đáng tin cậy Bên cạnh khả ổn định nhiệt hiệu suất ghi cao, NaI(Tl) 3x3 ghi nhận dải lượng lớn kéo dài từ 30 keV – MeV (ghi nhận được gần toàn lượng gamma chuỗi phóng xạ tự nhiên) Detector NaI(Tl) Inspector 1000 MCA CHỨC NĂNG THIẾT BỊ Đo suất liều (Dose rate): Thiết bị Inspector 1000 đáp ứng tốt khả đo suất liều an toàn xạ thiết bị kết nối với đầu dò ổn định nhiệt NaI(Tl) có khả ghi nhận xạ cao có đầu dò Geiger-Muller bên MCA hổ ISBN: 978-604-82-1375-6 253 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM trợ cho việc đo liều an toàn Chúng tiến hành khảo sát suất liều nguồn Cs-137 vị trí khác Kết bố trí thí nghiệm thể Hình Vị trí nguồn Hình Kết khảo sát suất liều bố trí thí nghiệm đo Chức xác định vị trí đồng vị phóng xạ: (LOCATOR): LOCATOR chức xác định vị trí nguồn phóng xạ Nguyên lý việc xác định vị trí vào thay đổi đồ thị số đếm giây Sự thay đổi đồ thị thời điểm Inspector 1000 phát nơi có số đếm cao, tức nơi có nguồn đồng vị phóng xạ Chức đo phổ phóng xạ (SPECTROMETER): MCA thị phổ lượng trình đo, liệu thông tin nguồn xạ lưu file xử lý dựa chương trình Genei 2000 tích hợp MCA Đặc biệt thiết bị này, hỗ trợ dãy đo lượng gamma lên đến 3MeV nên thực đo nguồn Tl-208 với lượng gamma phát lớn chuỗi phóng xạ tự nhiên (khoảng 2.6 MeV) Tl-208 có mẫu chuẩn dạng bột hình trụ: IAEA RGTh1 (chứa Th-232), khối lượng 180 g, kích thước hộp (ĐK x C) 76 x 47 mm, bề dày mẫu 24.3 mm, mẫu nén áp lực 1500kg RGTh1 Hình Khảo sát dải lượng đo với mẫu RGTh1 (Tl-208) Ngoài thiết bị có khả chuẩn lượng tự động với nguồn Cs-137.Đây chức Inspector 1000 hãng CANBERRA Rất thích hợp cho lúc đo thực tế trường không may ta phát (hoặc nghi ngờ) đường chuẩn lượng không xác Những việc cần làm đặt nguồn Cs-137 phía trước detector chọn chế độ “Chuẩn lại tự động” (“Auto Recal”) Phép đo tiến hành 30 giây, đường chuẩn lượng dựa vào vị trí ba đỉnh lượng phổ nguồn Cs-137: 32.19 keV (năng lượng tia X), 477.56 keV (bờ Compton) 662 keV (đỉnh quang điện) Phương trình (*) đường chuẩn lượng thu từ chức Auto Recal E 4.973 2.996 K 4.965 10 4 K (*) Chức xác định đồng vị phóng xạ (NUCLEAR ISOTOPE IDENTIFICATION): Chức nhận diện đồng vị phóng xạ Inspector 1000 dùng để nhận diện đồng vị phóng xạ tự nhiên Thư viện dùng cho chức thư viện ANSI Trong khảo sát này, thực phép ISBN: 978-604-82-1375-6 254 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM đo với số đồng vị phóng xạ (dựa theo thư viện ANSI) để kiểm chứng chức Kết đo đề cập Bảng Đồng vị Nhận diện Đồng vị Nhận diện K-40 Ba-133 Co-57 Co-60 Cs-137 Am-241 KẾT LUẬN VÀ NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Trong khảo sát này, khảo sát sơ lược qua bốn chức thiết bị Inspector 1000, thiết bị tiện dụng mang tính ứng dụng linh động cao việc khảo sát môi trường Kết cho thấy thiết bị có đáp ứng khả quan với bốn chức năng: đo suất liều, định vị nguồn phóng xạ, phổ kế xác định đồng vị phóng xạ Chức tính toán suất liều hoàn toàn dựa phổ lượng thu đưa kết suất liều xác sơ với hệ đo chuyển đổi suất liều dựa số đếm Trong khảo sát tiếp theo, nhóm khảo sát nghiên cứu quy trình chuyển đổi suất liều từ phổ lượng thu Với khảo sát này, thiết bị Inspector 1000 tận dụng tối ưu chức hiển thị hình MCA cách độc lập, bất tiện cho mục đích khảo sát song song chức Hơn nữa, khảo sát ứng dụng cho hệ phổ kế lượng sử dụng đầu dò NaI(Tl) với cấu hình 3inch x 3icnh Đồng thời, số khảo sát sâu thiết bị đo thực INVESTIGATION OF SPECIFICATIONS OF HAND-HELD SPECTROMETER INSPECTOR 1000 ABSTRACT Today, investigation of environmental radiation is more concerned because of the need for nuclear applications in human life Thus, applying high-performance instruments for environmental investigation should be considered In the Nuclear Techniques Laboratory (NTLab), Inspector 1000 using temperature-stabilized NaI(Tl) detector and hand-held multi-channel analyzer is very comfortable to investigate and estimate the background radiations The instrument includes four modes of operation: dose rate meter, locating high-dose concentration area, nuclear identification, acquiring and analyzing energy spectrum In this report, we present some initial experiments in order to estimate some specifications of Inspector 1000 These experiments show good performance of this instrument: linearity response in dose rate function, successful identification of a few of radioisotopes, ability in gamma measurement and spectrum analysis with energy range up to 3MeV (acquires all gamma-rays from natural background) Further environmental investigation with Inspector 1000 is applied based on obtained results TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] W.R.Leo (1994), Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiment nd Edition, Springer-Verlag, Đức [2] Inspector 1000 User’s Manual: http://canberra.com ISBN: 978-604-82-1375-6 255