Luận văn Thạc sĩ Xây dựng chương trình hiệu chỉnh trùng phùng cho hệ phổ kế gamma

1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÕ THỊ NGỌC THƠ XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH HIỆU CHỈNH TRÙNG PHÙNG CHO HỆ PHỔ KẾ GAMMA LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2009 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÕ THỊ NGỌC THƠ XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH HIỆU CHỈNH TRÙNG PHÙNG CHO HỆ PHỔ KẾ GAMMA Chuyên Nghành: VẬT LÝ HẠT NHÂN Mã Số: 60 44 05 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS MAI VĂN NHƠN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2009 MỤC LỤC Trang Danh mục bảng…………………………………………………………… Danh mục hình vẽ, đồ thị………………………………………………….… Lời mở đầu……………………………………………………………… … CHƢƠNG - TỔNG QUAN……………………………………………… 10 1.1 Cơ chế hoạt động detector HPGe để ghi nhận gamma … 10 1.2 Phổ biên độ xung …………………………………………… 10 1.3 Độ phân giải lƣợng………………………………………12 1.4 Hiệu suất đo……………………………………………………13 1.4.1 Hiệu suất tuyệt đối…………………………………… 14 1.4.2 Hiệu suất nội………………………………………… 14 1.4.3 Các nhân tố ảnh hƣởng đến hiệu suất detector……… 15 1.4.4 Đƣờng cong hiệu suất………………………………….15 1.5 Thời gian chết………………………………………………….16 1.6 Các đặc trƣng phân rã phát xạ  ……………………… 17 1.7 Các đặc trƣng phân rã phát xạ tia X…………………… 19 1.7.1 Hệ số biến hoán trong………………………………… 26 1.7.2 Hiệu suất huỳnh quang…………………………… … 26 CHƢƠNG - TRÙNG PHÙNG VÀ CÁC CÁCH HIỆU CHỈNH TRÙNG PHÙNG……………………………………… 27 2.1 Trùng phùng……………………… …………………………… 27 2.1.1 Định nghĩa………………………… ………………… 27 2.1.2 Nguyên nhân hiệu ứng trùng phùng………… 27 2.2 Trùng phùng thực……………………… ………………….… 31 2.3 Một số phƣơng pháp hiệu chỉnh trùng phùng thực…………… 32 2.3.1 Tỉ số hiệu suất theo khoảng cách……………………… 32 2.3.2 Tỉ số P/T……………………………………………… 34 2.3.3 Hiệu chỉnh trùng phùng γ - γ phƣơng pháp ma trận………………………………………………… 2.4 35 Hiệu chỉnh trùng phùng - tia X phƣơng pháp ma trận 40 2.4.1 Giới thiệu 40 2.4.2 Mô hình phân rã 41 CHƢƠNG - XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN HỆ SỐ HIỆU CHỈNH TRÙNG PHÙNG 46 3.1 Giới thiệu 46 3.2 Cơ sở liệu ENSDF 47 3.3 Cơ sở liệu tia X 47 3.4 Sơ đồ khối chƣơng trình 48 3.4.1 Sơ đồ khối tính hệ số hiệu chỉnh tổng quát 48 3.4.2 Sơ đồ khối nhập liệu 49 3.4.3 Sơ đồ khối tính hệ số hiệu chỉnh 50 3.4.4 Sơ đồ khối hiển thị kết 52 CHƢƠNG – MỘT SỐ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN HIỆU CHỈNH TRÙNG PHÙNG 54 4.1 Hệ phổ kế gamma nguồn 54 4.1.1 Detector HPGe 54 4.1.2 Nguồn 55 4.2 Xây dựng đƣờng cong hiệu suất P/T 56 4.3 Xác định hệ số hiệu chỉnh số nguồn 59 4.3.1 Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng nguồn 60Co 59 4.3.2 Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng nguồn 152Eu 60 4.3.3 Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng nguồn 131I……… 61 4.3.4 Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng nguồn 183Hf……… 64 4.3.5 Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng nguồn 211Pb.……… 66 KẾT LUẬN ………………………………………………………………… 68 KIẾN NGHỊ……………………………………………………………….… 70 Danh mục công trình……………………………………………………… 71 Tài liệu tham khảo………………………………………………………… 72 DANH MỤC CÁC BẢNG STT TÊN TRANG Bảng 4.1 : Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng nguồn 60Co tính theo hai phƣơng pháp 60 Bảng 4.2 : Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng nguồn 152Eu tính theo hai phƣơng pháp 61 Bảng 4.3 : Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng nguồn 131I 63 Bảng 4.4 : Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng nguồn 183Hf 65 Bảng 4.5 Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng nguồn 211Pb 66 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ STT TÊN nguồn 152Eu TRANG 11 Hình 1.2: Hàm đáp ứng detector có độ phân giải tƣơng đối tốt độ phân giải tƣơng đối xấu 12 Hình 1.3: Định nghĩa độ phân giải detector 12 Hình 1.4: Hiệu ứng quang điện 18 Hình 1.5: Sơ đồ tán xạ Compton 19 Hình 1.6: Sơ đồ vector xung lƣợng 19 Hình 1.7: Mô hình lớp vỏ 19 Hình 1.8: a)Tia X tới ; b)Sự phát tia X đặc trƣng 20 Hình 1.9: Lỗ trống lớp K đƣợc lấp đầy từ electron lớp khác nguyên tử tạo tia X 21 Hình 1.10: Lỗ trống lớp L đƣợc lấp đầy từ electron 10 lớp khác nguyên tử tạo tia X 21 11 Hình 1.11: Phổ huỳnh quang tia X Pb 22 12 Hình 1.12: Phổ huỳnh quang tia X 55Fe 22 Hình 1.13: Minh họa danh pháp đƣợc dùng để nhận 13 vạch khác tia X 24 14 Hình 1.14: Sự thoát electron Auger 25 15 Hình 2.1: Trùng phùng thêm 28 16 Hình 2.2: Sơ đồ phân rã đơn giản mang tính lý thuyết 28 17 Hình 2.3: Phổ lƣợng 60Co 29 18 Hình 2.4: Sự hình thành đỉnh tổng phổ gamma 60Co 30 19 Hình 2.5: Tỉ số hiệu suất đỉnh theo lƣợng đƣợc đo khoảng cách khác 33 20 Hình 2.6: Sơ đồ phân rã tổng quát 36 Hình 2.7: Biểu đồ xác định thông số sơ đồ phân rã cho bậc trình liên quan đến năm trạng thái: fi 21 mức xác suất cung cấp, xji xác suất phân rã gi xác 41 suất mà bậc trình dừng mức thứ i Hình 2.8: Sự thay đổi sơ đồ phân rã giới thiệu 22 mức ảo Xác suất x ji x ji x ji PK α ji /(1+ α ji ) α 42 x ji PKβ α ji /(1+α ji ) tƣơng ứng 23 Hình 3.1 : Giao diện chƣơng trình 46 24 Hình 3.2 : Sơ đồ tính hệ số hiệu chỉnh tổng quát 48 25 Hình 3.3: Sơ đồ khối chƣơng trình “Nhập liệu” 49 26 Hình 3.4 : Giao diện cửa sổ nhập liệu ENSDF 50 27 Hình 3.5: Nhập file ma trận x phân rã 133Ba 50 28 Hình 3.6: Sơ đồ “Tính hệ số hiệu chỉnh” 51 29 Hình 3.7: Sơ đồ “Hiển thị kết quả” 52 30 Hình 3.8 : Giao diện hiển thị kết 60Co 53 31 Hình 3.9 : Giao diện hiển thị kết 152Eu 53 32 Hình 4.1: Cấu trúc đầu dò GC2018 54 Hình 4.2: a Mặt cắt dọc nguồn 60Co 33 b Mặt cắt ngang nguồn 60Co 55 Hình 4.3: a Mặt cắt dọc nguồn 152Eu 34 b Mặt cắt ngang nguồn 152Eu 56 35 Hình 4.4 : Quy trình mô MCNP 57 36 Hình 4.5 : Đƣờng cong hiệu suất đỉnh theo lƣợng 57 37 Hình 4.6 : Đƣờng cong P/T theo lƣợng 58 38 Hình 4.7: Sơ đồ phân rã 60Co 59 39 Hình 4.8 : Sơ đồ phân rã 152Eu 60 40 Hình 4.9: Sơ đồ phân rã 131I 63 41 Hình 4.10: Sơ đồ phân rã 183Hf 65 42 Hình 4.11: Sơ đồ phân rã 211Pb 66 10 LỜI MỞ ĐẦU Hệ phổ kế germanium siêu tinh khiết (HPGe) hệ phổ kế đƣợc ứng dụng rộng rãi việc đo đạc nguồn phóng xạ có hoạt độ vào cỡ Ci với khoảng lƣợng trải dài từ vài keV hàng MeV Đối với hình học đo có khoảng cách từ nguồn đến detector nhỏ, tƣợng trùng phùng tổng (summing coincidence) xảy – ,  – tia X tia X – tia X làm phức tạp thêm phổ gamma đo đƣợc làm thay đổi giá trị diện tích đỉnh đỉnh gamma đƣợc quan tâm Hiệu chỉnh trùng phùng tổng vấn đề nghiên cứu thú vị từ năm 70 kỷ trƣớc Năm 1972, D S Andreev cộng [10] xây dựng công thức tổng quát cho trƣờng hợp trùng phùng Sau McCallum Coote [19] mở rộng công thức Andreev cho trƣờng hợp trùng phùng gamma có tính đến mức ảo phát β + (511keV) áp dụng cho phân rã 22 Na Năm 1977, R J Gehrke cộng [13] xây dựng bảng hệ số hiệu chỉnh trùng phùng cho đầu dò Ge(Li) khoảng cách 10cm Năm 1990, T.M Semkow cộng [23] sử dụng công thức ma trận để tính toán lại trƣờng hợp trùng phùng tia gamma sau M Korun Martincic (1993) [17] mở rộng công thức ma trận để tính toán hiệu chỉnh ảnh hƣởng trùng phùng  – tia X, xây dựng mức ảo cho trƣờng hợp bắt electron áp dụng vào giải toán trùng phùng 139 Ce Năm 2007, D Novkovic cộng [20] sử dụng công thức ma trận để giải tiếp toán trùng phùng tia X cho 139 Ce 57Co Về mặt thực nghiệm, năm 1995, S.I Kafala [15] đƣa phƣơng pháp tính tỉ số theo khoảng cách để hiệu chỉnh trùng phùng Ngoài phƣơng pháp tỉ số P/T đƣợc áp dụng để hiệu chỉnh trùng phùng loại [12,18,22] Ngày giới khoa học công nghệ phát triển cách nhanh chóng, đặc biệt công nghệ thông tin Với đời công cụ tính toán ngôn ngữ lập trình giúp nhà khoa học xây dựng mô hình tính toán nhanh, tiết kiệm 63 Kết hệ số hiệu chỉnh trùng phùng đƣợc cho Bảng 4.1 Bảng 4.1: Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng nguồn 60Co tính theo hai phƣơng pháp 1173 keV 1332 keV d (cm) SCOP Kafala SCOP Kafala 4,2 0,976 0,940 0,976 0,940 5,8 0,983 0,953 0,983 0,951 7,4 0,987 0,969 0,987 0,968 8,9 0,989 0,985 0,989 0,985 10,6 0,991 0,992 0,991 0,992 4.3.2 Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng nguồn 152Eu Sơ đồ phân rã 152 Eu [14] gồm có hai nhánh nhiên tia gamma hai nhánh không ảnh hƣởng tới nên ta xét nhƣ hai sơ đồ dịch chuyển Hình 4.8: Sơ đồ phân rã 152Eu 64 Kết tính toán hệ số hiệu chỉnh trùng phùng phƣơng pháp ma trận phƣơng pháp Kafala nguồn 152Eu đƣợc cho Bảng 4.2 Bảng 4.2: Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng nguồn 152Eu tính theo hai phƣơng pháp 121,8 keV 244,7 keV 344,3 keV d (cm) SCOP Kafala SCOP Kafala SCOP Kafala 4,2 0,990 0,955 1,046 0,995 0,988 1,007 5,8 0,932 0,905 1,053 0,994 0,992 0,976 7,4 0,995 0,921 1,057 1,014 0,994 1,006 8,9 0,996 0,933 1,059 0,979 0,995 0,988 10,6 0,997 0,912 1,061 0,967 0,916 0,976 778,9 keV 964,1 keV 1085,9 keV d (cm) SCOP Kafala SCOP Kafala SCOP Kafala 4,2 0,968 1,054 1,055 1,085 1,004 1,012 5,8 0,978 1,008 1,059 1,026 1,008 0,985 7,4 0,984 1,037 1,062 1,055 1,005 1,025 8,9 0,988 1,014 1,063 1,024 1,001 1,001 10,6 0990 0,997 1,064 1,022 1,003 0,988 1112,0 keV 1408,0 keV d (cm) SCOP Kafala SCOP Kafala 4,2 1,056 1,068 1,056 1,082 5,8 1,061 1,021 1,061 1,034 7,4 1,063 1,058 1,063 1,065 65 8,9 1,064 1019 1,064 1,026 10,6 1,065 1,013 1,065 1,014 **Nhận xét: Từ bảng 4.1 4.2 cho thấy hệ số trùng phùng đƣợc xác định từ phƣơng pháp ma trận phù hợp tốt với giá trị hiệu chỉnh đánh giá phƣơng pháp thực nghiệm Kafala khoảng cách 4,2cm; 5,8cm; 7,4cm; 8,9cm; 10,6cm Ví dụ nguồn 60 Co có sai lệch dƣới 3,6%, nguồn 152 Eu sai lệch lớn 9,4% Có sai lệch lớn nhƣ sai số trình làm thực nghiệm Dƣới sử dụng chƣơng trình SCOP để đánh giá thêm hệ số hiệu chỉnh trùng phùng số đồng vị phát gamma đơn nhƣ 131I; 183Hf; 211Pb Các nguồn số liệu thực nghiệm để tính phƣơng pháp Kafala Thay vào đó, sử dụng chƣơng trình TRUECOINC [23] để kiểm chứng 4.3.3 Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng nguồn 131I Ta tính hệ số hiệu chỉnh trùng phùng với phân rã 131 53 I(8,0day)  131 54 Xe [14] (sơ đồ phân rã xem Hình 4.9) Hình 4.9: Sơ đồ phân rã 131I 66 Kết hệ số hiệu chỉnh trùng phùng đƣợc cho Bảng 4.3 Bảng 4.3: Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng nguồn 131I 80 keV 163 keV 272keV d (cm) SCOP TRUECOINC SCOP TRUECOINC SCOP TRUECOINC 4,2 0,971 0,963 0,999 1,000 0,975 1,000 5,8 0,981 0,975 0,999 1,000 0,984 1,000 7,4 0,985 0,983 0,999 1,000 0,988 1,001 8,9 0,989 0,987 0,999 1,000 0,991 1,001 10,6 0,991 0,990 0,999 1,000 0,994 1,001 302 keV 358 keV 364keV d (cm) SCOP TRUECOINC SCOP 4,2 0,975 1,000 0,975 0,966 1,000 0,964 5,8 0,984 1,000 0,984 0,976 1,000 1,000 7,4 0,988 1,001 0,988 0,983 1,000 1,000 8,9 0,991 1,000 0,991 0,987 1,000 1,000 10,6 0,994 1,001 0,994 0,990 1,000 1,000 404 keV TRUECOINC SCOP 636 keV TRUECOINC 722keV d (cm) SCOP TRUECOINC SCOP TRUECOINC SCOP TRUECOINC 4,2 0,972 0,965 1,000 1,000 1,000 1,002 5,8 0,981 0,977 1,000 1,000 1,000 1,001 7,4 0,985 0,984 1,000 1,000 1,000 1,001 8,9 0,989 0,987 1,000 1,000 1,000 1,001 67 10,6 0,991 4.3.4 0,990 1,000 1,000 1,000 1,000 Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng nguồn 183Hf Ta tính hệ số hiệu chỉnh trùng phùng với phân rã 183 72 Hf(1,0hr)  18373Ta [14] (sơ đồ phân rã xem Hình 4.10) Hình 4.10: Sơ đồ phân rã 183Hf Kết hệ số hiệu chỉnh trùng phùng đƣợc cho Bảng 4.4 Bảng 4.4: Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng nguồn 183Hf 73keV 143 keV d (cm) SCOP TRUECOINC SCOP TRUECOINC 4,2 0,972 0,973 0,963 0,959 5,8 0,976 0,982 0,969 0,972 7,4 0,984 0,987 0,980 0,981 8,9 0,988 0,990 0,985 0,985 10,6 0,990 0,992 0,988 0,989 68 459keV 735 keV d (cm) SCOP TRUECOINC SCOP TRUECOINC 4,2 0,997 0,996 0,999 0,985 5,8 0,995 0,997 0,999 0,990 7,4 0,998 0,998 0,999 0,993 8,9 0,999 0,998 0,999 0,995 10,6 0,999 0,998 0,999 0,996 4.3.5 Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng nguồn 211Pb Ta tính hệ số hiệu chỉnh trùng phùng với phân rã 211 82 Pb(36min)  211 83 Bi [14] (sơ đồ phân rã xem Hình 4.11) Hình 4.11: Sơ đồ phân rã 211Pb Kết hệ số hiệu chỉnh trùng phùng đƣợc cho Bảng 4.5 Bảng 4.5: Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng nguồn 211Pb 69 404keV 766 keV 832keV d (cm) SCOP TRUECOINC SCOP 4,2 0,998 0,981 0,998 0,995 1,000 1,012 5,8 0,998 0,987 0,999 0,997 1,000 1,008 7,4 0,999 0,991 0,999 0,998 1,000 1,005 8,9 0,999 0,993 0,999 0,998 1,000 1,004 10,6 0,999 0,995 0,999 0,998 1,000 1,003 1014keV TRUECOINC SCOP 1080 keV TRUECOINC 1109 keV d (cm) SCOP TRUECOINC SCOP TRUECOINC SCOP 4,2 0,999 1,038 1,001 0,995 1,002 1,069 5,8 0,999 1,025 1,000 0,997 1,001 1,046 7,4 0,999 1,017 1,000 0,998 1,001 1,032 8,9 0,999 1,012 1,000 0,998 1,000 1,024 10,6 0999 1,010 1,000 0,998 1,000 1,018 1196 keV TRUECOINC 1270 keV d (cm) SCOP TRUECOINC SCOP TRUECOINC 4,2 1,000 1,009 1,000 1,021 5,8 1,000 1,006 1,000 1,014 7,4 1,000 1,004 1,000 1,010 8,9 1,000 1,003 1,000 1,008 70 10,6 1,000 1,002 1,000 1,006 **Nhận xét : Các số liệu từ bảng 4.3; 4.4 4.5 cho thấy có phù hợp tốt giá trị hệ số hiệu chỉnh trùng phùng hai chƣơng trình SCOP TRUECOINC khoảng cách 4,2cm ; 5,8cm ; 7,4cm ; 8,9cm ; 10,6cm Sai lệch lớn nguồn 6,7% 71 KẾT LUẬN Việc hiệu chỉnh trùng phùng cho hệ phổ kế gamma việc không dễ dàng phức tạp sơ đồ phân rã nhƣ khó khăn việc xác định đƣờng cong hiệu suất phƣơng pháp thực nghiệm Để vƣợt qua khó khăn kể trên, chƣơng trình hiệu chỉnh trùng phùng dựa phƣơng pháp ma trận với khả tính toán nhanh trƣờng hợp đồng vị có sơ đồ phân rã phức tạp đƣợc xây dựng [8] Luận văn tiến hành xây dựng lại chƣơng trình hiệu chỉnh trùng phùng với phần mở rộng thêm tính toán cho trùng phùng  – tia X nhằm góp phần hoàn thiện hệ số hiệu chỉnh trùng phùng đặc biệt hệ phổ kế có khả đo tia gamma có lƣợng thấp Một sở liệu tia X đƣợc xây dựng để phục vụ cho mục đích hiệu chỉnh trùng phùng với thông tin xác suất phát huỳnh quang tia X lớp lớp K L, xác suất phát electron Auger Trong hiệu chỉnh trùng phùng, vai trò đƣờng cong hiệu suất đỉnh P/T quan trọng, luận văn xây dựng quy trình tính toán đƣờng cong hiệu suất cách tự động dựa chƣơng trình mô MCNP với input file có sẵn nhằm góp phần rút ngắn thời gian công sức ngƣời dùng Ngoài việc sử dụng chƣơng trình hiệu chỉnh trùng phùng phƣơng pháp ma trận, luận văn sử dụng phƣơng pháp tỉ số theo khoảng cách để để tính toán hệ số trùng phùng cho hai nguồn 60 Co 152 Eu Các kết hai phƣơng pháp đƣợc so sánh với cho thấy giá trị hệ số hiệu chỉnh trùng phùng phù hợp tốt với Luận văn sử dụng thêm chƣơng tình TRUECOINC để kiểm chứng đồng vị mà phƣơng pháp thực nghiệm Kafala không so sánh đƣợc (do nguồn) Kết cho thấy, hệ số hiệu chỉnh trùng phùng hai chƣơng trình SCOP TRUECOINC có phù hợp tốt Mặc dù có nhiều cố gắng, nhiên chƣơng trình số điểm hạn chế chẳng hạn nhƣ: 72  Chƣa đƣa vào việc hiệu chỉnh trùng phùng bậc cao hơn, nhiên điều đƣợc khắc phục dễ dàng việc tính toán theo cách thức tƣơng tự nhƣ trùng phùng bậc  Thƣ viện huỳnh quang tia X có xác suất phát mức K L, chƣa có mức cao nhƣ M, N,  Chƣa tiến hành hiệu chỉnh cho trƣờng hợp bắt electron, phát  + số trƣờng hợp đặc biệt khác 73 KIẾN NGHỊ Qua kết luận nêu trên, luận văn xin đƣa số kiến nghị cho phƣơng hƣớng nghiên cứu :  Tính toán hệ số hiệu chỉnh trùng phùng cho bậc n tổng quát  Xây dựng thƣ viện xác suất phát huỳnh quang tia X đầy đủ  Tiến hành hiệu chỉnh cho trƣờng hợp đặc biệt nhƣ bắt electron, phát  +, việc đƣa vào mức ảo  Xây dựng chức tự động lọc hệ số hiệu chỉnh tia gamma thƣờng đƣợc quan tâm, tránh tình trạng cho nhiều hệ số hiệu chỉnh trùng phùng cho gamma có xác suất phát cao lẫn gamma có xác suất phát thấp gần nhƣ thấy đƣợc phổ  Nghiên cứu sâu thêm hiệu chỉnh trùng phùng cho trƣờng hợp cụ thể 74 DANH MỤC CÔNG TRÌNH Trƣơng Thị Hồng Loan, Mai Văn Nhơn, Võ Thị Ngọc Thơ (2005), "Khảo sát phổ neutron 10keV truyền qua bề dày vật chất phương pháp Monte-Carlo", Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học Công nghệ Hạt nhân toàn quốc lần thứ VI Đà lạt, Viện Năng Lƣợng Nguyên Tử Việt Nam, trang 171-176 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Trần Phong Dũng, Huỳnh Trúc Phƣơng, Thái Mỹ Phê (2003), Phương pháp phân tích huỳnh quang tia X, Nhà xuất Đại học Quốc gia TPHCM [2] Trần Phong Dũng, Châu Văn Tạo, Nguyễn Hải Dƣơng (2005), Phương pháp ghi xạ ion hóa, Nhà xuất Đại học Quốc gia TPHCM [3] Lƣơng Tiến Phát (2008), Khảo sát hiệu ứng trùng phùng tổng đo phổ gamma, Khóa luận tốt nghiệp Vật lý, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên TPHCM [4] Đặng Nguyên Phƣơng (2006), Khảo sát đường cong hiệu suất detector HPGe chương trình MCNP, Khóa luận tốt nghiệp Vật lý, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên TPHCM [5] Phạm Hồng Tài, Nguyễn Phƣớc Lành, Đỗ Kim Oanh (2002), Tự học C#, Nhà xuất Thống Kê [6] Châu Văn Tạo (2004), An toàn xạ ion hóa, Nhà xuất Đại học Quốc gia TPHCM [7] Trần Thiện Thanh (2007), Hiệu chỉnh trùng phùng tổng hệ phổ kế gamma sử dụng chương trình MCNP, Luận văn Thạc sĩ Vật lý, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên TPHCM [8] Võ Nguyễn Hoài Thơ (2008), Xây dựng chương trình hiệu chỉnh trùng phùng cho hệ phổ kế gamma, Khóa luận tốt nghiệp Vật lý, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên TPHCM [9] Trịnh Quốc Tiến (2008), Hướng dẫn bước tự học thực hành Visual C# 2008, Nhà xuất Hồng Đức Tiếng Anh [10] Andreev D.S, Erokhina K.I, Zvonov V.S, Lemberg I.Kh (1972), Consideration of cascade transition in determining the absolute yield of gamma rays, Instruments and Experimental Techniques, 5, pp.63c-65 76 [11] Derbetin K and Helmer R G (1988), Gamma and X-ray Spectrometry with Semiconductor Detectors, Elsevier Science Publishers B.V [12] El-Gharbawy H.A, Metwally S.M, Sharshar T, Elnimr T, Badran H.M (2005), Establishment of HPGe detector efficiency for point source including true coincidence correction, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 550, pp.201-211 [13] Gehrke R.J, Helmer R.G, Greenwood R.C (1977), Precise relative-ray intensitive for calibration of Ge semiconducter detectors, Nuclear Intrusments and Methods 147, 405-423 [14] Helmer R G (1998), Gamma-ray Spectrum Catalogue (Ge and Si detector Spectra), Fourth Edition, Idaho Nation Engineering & Enviromental Laboratory [15] Kafala S I (1995), Simple mehod for true coincidence summing correction, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 105-114 [16] Knoll Glenn F (1999), Radiation Detection and Measurement, Third Edition, John Wiley & Sons, Inc, New York [17] Korun M, Martincic R (1993), Coincidence summing in gamma and X-ray spectrometry, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 325, pp.478-484 [18] Lee Mosung, Tae Soon Park, Jong-Kwan Woo (2008), Coincidence summing effects in gamma-ray spectrometry using a Marinelli beaker, Applied Radiation and Isotopes, 66, pp.799-803 [19] MeCallum G.J and Coote G.E, Influence of source-detector distance on relative intensity and angular correlation measurements with Ge(Li) spectrometer, Nuclear Intrusments and Methods, 130,189-197 [20] Novkovic Dusan, Kandic Aleksandar, Durasevic Mirjana, Vukanac Ivana, Milosevic Zoran and Nadderd Laslo (2007), Coincidence summing of X- and γrays in γ ray spectrometry, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 578, pp.207-217 77 [21] Popovich A P (1997), An Analytical method to calculate activity from measurements affected by coincidence summing, Thesis Master, Air Force Intitute of Technology, USA [22] Quintana Begona, Fernandez Francisco (1995), An empirical method to determine coincidence-summing corrections in gamma spectrometry, Applied Radiation and Isotopes, 46, pp.961-964 [23] Sándor Sudár (2000), User Guide TrueCoinc, a program for calculation of true coincidence correction for gamma rays, Institute of Experimental Physics, Kossuth university, Debrecen, Hungary [24] Semkow Thomas.M., Methmood Ghazala, Parekh Pravin P and Mark Virgil (1990), Coincidence summing in gamma-ray spectroscopy, Instruments and Methods in Physic Research A20, 437-444 Nuclear [...]... hiệu suất - Phần B: Các đặc trƣng trong phân rã phát xạ gamma và tia X  Chƣơng 2: Trùng phùng và các phƣơng pháp hiệu chỉnh trùng phùng, bao gồm: tỉ số hiệu suất theo khoảng cách, đƣờng cong P/T kết hợp với ma trận dịch chuyển  Chƣơng 3: Xây dựng chƣơng trình tính toán hệ số hiệu chỉnh trùng phùng, phần này trình bày các sơ đồ khối tính toán của chƣơng trình và cơ sở dữ liệu đƣợc sử dụng để xây dựng. .. số kết quả tính toán hệ số hiệu chỉnh trùng phùng Trong luận văn này thực hiện tính hệ số hiệu chỉnh trùng phùng theo phƣơng pháp tỉ số theo khoảng cách và phƣơng pháp ma trận, lập bảng kết quả và so sánh hai phƣơng pháp Và tính hệ số hiệu chỉnh trùng phùng theo hai chƣơng trình SCOP và TRUECOINC, lập bảng so sánh kết quả 12 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Cơ chế hoạt động của detector HPGe để ghi nhận gamma. .. đó hiệu suất ghi hai tia riêng biệt giảm đi và trên phổ xuất hiện thêm một đỉnh ứng với năng lƣợng tổng (2505keV) Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng loại này phụ thuộc vào từng loại detector, yếu tố hình học và chuỗi phân rã của từng hạt nhân Để hiệu chỉnh trùng phùng loại này, ta hiệu chỉnh bằng cách: trùng phùng γ - γ hoặc trùng phùng tia X K,L - γ Ngoài ra, ta còn có trùng phùng ngẫu nhiên: là trùng phùng. .. tia gamma không cùng một hạt nhân Trùng phùng này phụ thuộc vào hoạt độ nguồn Để hiệu chỉnh trùng phùng này ta giảm tốc độ đếm 2.3 Một số phƣơng pháp hiệu chỉnh trùng phùng thực [3] Có rất nhiều cách hiệu chỉnh trùng phùng dƣới đây là một số phƣơng pháp hiệu chỉnh dựa trên nguyên lý sau: - Tỉ số hiệu suất theo khoảng cách (của Kafala) - Đƣờng cong P/T kết hợp với ma trận dịch chuyển 2.3.1 Tỉ số hiệu. .. gian hơn so với thực nghiệm Do vậy, luận văn này đã ứng dụng ngôn ngữ lập trình C# [5,9] để xây dựng chƣơng trình tính toán hệ số hiệu chỉnh trùng phùng theo phƣơng pháp ma trận của T.M Semkow và McCallum-Coote, kết hợp với mô phỏng các đƣờng cong hiệu suất bằng phƣơng pháp Monte Carlo Mục đích nhằm giúp cho việc tính toán nhanh và chính xác các hệ số hiệu chỉnh trùng phùng mà không cần phải qua thao... của gamma 1 và một phần năng lƣợng từ gamma 2 dẫn đến mất số đếm năng lƣợng toàn phần của gamma 1 hoặc gamma 2 Do đó khi hiệu chỉnh cần phải xác định hiệu suất tổng của từng gamma để hiệu chỉnh cho từng trƣờng hợp tổng mất Ví dụ xét hiệu ứng trùng phùng tổng trong khi đo nguồn 60Co Hai tia gamma phát ra từ nguồn này xuất hiện trong khoảng thời gian cách nhau rất nhỏ nên detector ghi nhận nhƣ một tia gamma. .. 29 CHƢƠNG 2 TRÙNG PHÙNG VÀ CÁC CÁCH HIỆU CHỈNH TRÙNG PHÙNG 2.1 Trùng phùng 2.1.1 Định nghĩa [24] Hiệu ứng trùng phùng (coincidence effect): là khi hai hoặc nhiều hơn hai tia gamma đƣợc phát ra cùng đến detector trong khoảng thời gian phân giải của detector và đƣợc ghi nhận nhƣ là một xung duy nhất 2.1.2 Nguyên nhân của hiệu ứng trùng phùng [7,24] Ta biết rằng tia gamma là photon đƣợc sinh ra do sự dịch... (2.5) Hiệu ứng trùng phùng trở nên quan trọng trong phổ của detector HPGe khi khoảng cách giữa nguồn và detector ngắn Dù trong đa số trƣờng hợp, trùng phùng tổng là một hiệu ứng không mong muốn, nó đƣợc dùng để xác định hoạt độ của nguồn 192Ir sử dụng đỉnh trùng phùng tổng tại năng lƣợng 784,6keV và 920,9keV 2.2 Trùng phùng thực (True-coincidence summing) [3,15,24] Là trùng phùng bởi các tia gamma. .. gây ra hiện tƣợng trùng phùng thêm và trùng phùng mất từ năng lƣợng đỉnh toàn phần của tia gamma và nhƣ vậy việc phân tích xác định năng lƣợng đỉnh toàn phần sẽ sai Do đó, sự hiệu chỉnh đỉnh năng lƣợng toàn phần cho hiệu ứng trùng phùng thực là cần thiết Khi năng lƣợng đỉnh toàn phần của gamma 1 và gamma 2 bị mất, trong trƣờng hợp này có sự suất hiện của năng lƣợng đỉnh toàn phần của gamma 3 dẫn đến... có trùng phùng Ns : là tốc độ đếm của nguồn đo Rn : là tỉ số của tốc độ đo tại vị trí gần detector Rf : là tỉ số của tốc độ tại vị trí xa detector Với nguồn có trùng phùng xảy ra, tốc độ đếm tại vị trí gần detector sẽ chịu ảnh hƣởng của trùng phùng do đó nó sẽ thấp hơn tốc độ đếm tại vị trí xa Nếu nguồn chuẩn là nguồn không có trùng phùng thì không có sự mất số đếm do trùng phùng Khi đó hệ số trùng phùng