Tìm hiểu các nội dung và tài liệu liên quan, tổng kết cơ sở lý thuyết. Tìm hiểu cách thức hoạt đông của chương trình MCNP5 và thực hiện cáctính toán mô phỏng vật lý nhằm lựa chọn cấu hình tối ưu cho hệ thiết bị phântích than dùng kỹ thuật PGNAA, bao gồm các thông số sau:• Lựa chọn đầu dò: loại đầu dò, kích thước tinh thể, độ phân giải nănglượng.• Lựa chọn loại nguồn neutron và hoạt độ.• Cấu hình hình học chi tiết của thiết bị: thể tích thùng chứa mẫu, khốilượng mẫu cực đại và cực tiểu, bố trí hình học tương quan của mẫu đầu dò.• Cấu hình phản xạ, hấp thụ nơtron nhằm tăng hiệu suất ghi đo tổngcộng.• Cấu hình che chắn an toàn bức xạ. Thiết kế của thiết bị. Các thí nghiệm kiểm tra hệ thiết bị đã chế tạo.
Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Nguyễn Thanh Tùy, giám đốc trung tâm Kỹ Thuật Hạt nhân - Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt Nhân Thầy tận tình dạy dỗ bảo tơi hồn thiện đồ án Tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy cô viện Kỹ thuật Hạt nhân Vật lý môi trường, trường Đại học Bách khoa Hà Nội, tạo điều kiện giúp đỡ q trình tơi hồn thành đồ án Đặc biệt ThS Bùi Ngọc Hà, thầy có góp ý tận tình giúp đỡ tơi suốt q trình hồn thành đồ án vừa qua Đồng thời, xin cảm ơn anh Mai Văn Diện – Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân Anh hướng dẫn để tơi hồn thành đồ án cách tốt Cuối cùng, xin cảm ơn đến gia đình, người thân bạn bè lớp Kỹ thuật hạt nhân K57 động viên, chia sẻ, giúp đỡ tôi gặp khó khăn q trình học tập nghiên cứu đề tài Sinh viên thực Đồn Đơng Bắc Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TĨM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN - Tìm hiểu nội dung tài liệu liên quan, tổng kết sở lý thuyết - Tìm hiểu cách thức hoạt đơng chương trình MCNP5 thực tính tốn mơ vật lý nhằm lựa chọn cấu hình tối ưu cho hệ thiết bị phân tích than dùng kỹ thuật PGNAA, bao gồm thơng số sau: • Lựa chọn đầu dò: loại đầu dò, kích thước tinh thể, độ phân giải lượng • Lựa chọn loại nguồn neutron hoạt độ • Cấu hình hình học chi tiết thiết bị: thể tích thùng chứa mẫu, khối lượng mẫu cực đại cực tiểu, bố trí hình học tương quan mẫu đầu dò • Cấu hình phản xạ, hấp thụ nơtron nhằm tăng hiệu suất ghi đo tổng cộng • Cấu hình che chắn an tồn xạ - Thiết kế thiết bị - Các thí nghiệm kiểm tra hệ thiết bị chế tạo Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ TIẾNG ANH VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU CHƯƠNG I LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ NEUTRON VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KÍCH HOẠT NEUTRON 1.1 Tương tác neutron với vật chất 1.1.1 Định nghĩa, phân loại 1.1.2 Quá trình tán xạ hấp thụ neutron 1.2 Phương pháp phân tích kích hoạt neutron 1.2.1 Cơ sở vật lý 1.2.2 Phân loại 1.3 Ứng dụng phương pháp phân tích kích hoạt neutron - gamma đo độ tro than: 1.3.1 Định nghĩa độ tro than: 1.3.2 Một số kỹ thuật đo độ tro than 1.3.3 Ưu điểm kỹ thuật PGNAA dùng phân tích độ tro than 1.4 Nguồn neutron 1.4.1 Phân loại nguồn neutron 1.4.2 Lựa chọn nguồn neutron cho đề tài 1.5 An toàn xạ 10 1.5.1 Yêu cầu pháp quy 10 Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.5.2 Yêu cầu kỹ thuật 10 1.5.3 Lựa chọn vật liệu để che chắn 11 1.6 Đầu dò ghi nhận 12 1.6.1 Một số đầu dò sử dụng phổ biến 12 1.6.2 Lựa chọn đầu dò 13 CHƯƠNG II MƠ PHỎNG THIẾT KẾ HỆ PGNAA PHÂN TÍCH ĐỘ TRO THAN VỚI KHỐI LƯỢNG MẪU NHỎ 15 2.1 Tổng quan chương trình MCNP 15 2.1.1 Giới thiệu chung 15 2.1.2 Phương pháp Monte Carlo dùng chương trình MCNP 15 2.1.3 Cấu trúc chương trình MCNP 16 2.2 Cấu hình hệ đo dự kiến 22 2.2.1 Thiết kế tổng quan 22 2.2.2 Các phần khối dự định thiết kế lại 23 2.3 Mô nguồn Cf252: 23 2.4 Mô nhiệt hóa, phản xạ neutron 25 2.4.1 Mơ nhiệt hóa neutron 25 2.4.2 Mô xạ gamma q trình nhiệt hóa tạo 27 2.4.3 Mô phản xạ neutron 28 2.5 Mơ che chắn an tồn xạ 29 2.5.1 Mô che chắn cho đầu dò 29 2.5.2 Mơ che chắn an tồn xạ khối đo 33 2.6 Kết mô khối đo 34 2.6.1 Khối đo thiết kế hoàn chỉnh 34 2.6.2 Kiểm tra lại độ an toàn khối đo 35 2.6.3 Phổ gamma ghi nhận đầu dò 36 CHƯƠNG ĐO ĐẠC THỰC NGHIỆM 39 Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.1 Thông tin hệ thiết bị PGNAA 39 3.2 Phần mềm đo phổ 39 3.2.1 Các chế độ phần mềm 39 3.2.2 Chức chế độ 41 3.3 Đánh giá độ ổn định hệ đo 41 3.4 Xác định đường chuẩn thực nghiệm bề dày chì che chắn bảo vệ đầu dò 43 3.4.1 Mục đích việc lựa chọn bề dày che chắn cho đầu dò 43 3.4.2 Các thí nghiệm xây dựng đường chuẩn 43 3.4.3 Kết thí nghiệm đường chuẩn bề dày che chắn đầu dò 44 3.5 Kết xác định độ tro số mẫu than: 46 KẾT LUẬN 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 51 Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC TỪ TIẾNG ANH VIẾT TẮT PGNAA Prompt Gamma Neutron Activation Analysis – Kỹ thuật phân tích kích hoạt neutron gamma tức thời MCNP Monte Carlo N Pratice - Chương trình ứng dụng phương pháp Monte Carlo để mơ q trình vật lý hạt nhân NAA Neutron Activation Analysis – Kỹ thuật phân tích kích hoạt neutron DGNAA Delayed Gamma Neutron Activation Analysis– Kỹ thuật phân tích kích hoạt neutron gamma trễ BGO Bismuth germanium oxide (Bi4 Ge3 O12 ) – Vật liệu sử dụng làm đầu dò xạ PE ICRP Polyethylene – Vật liệu nhựa nhiệt dẻo International Commission on Radiological Protection – Ủy ban quốc tế bảo vệ phóng xạ XRF X ray fluorescence – Kỹ thuật huỳnh quang tia X ADC Analog to Digital Coverter – Mạch chuyển đổi tương tự số USB Universal Serial Bus - Một chuẩn kết nối đa dụng máy tính ASCII American Standard Code for Information Interchange - Chuẩn mã trao đổi thông tin Hoa Kỳ Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Các phản ứng hấp thụ neutron 11 Bảng 1.2: Thông số số vật liệu làm chậm neutron 12 Bảng 2.1: Một số loại mặt định nghĩa MCNP 18 Bảng 2.2: Các hàm dựng sẵn cho xác suất phân bố nguồn 29 Bảng 2.3: Các loại tally .19 Bảng 2.4: Kết mô suất liều tương đương bên khối đo 35 Bảng 2.5: Thành phần hàm lượng mẫu than tương ứng đưa vào mô 37 Bảng 3.1: Độ lệch chuẩn trung bình số đếm từ kênh 100 đến 1650 43 Bảng 3.2: Đường chuẩn với cửa sổ với số kênh từ 500 đến 1650 45 Bảng 3.3: Đường chuẩn cửa sổ với kênh từ 370 đến 470 .46 Bảng 3.4: Độ tro xác định đường chuẩn chọn 47 Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ Hình 1.1: Sơ đồ phản ứng neutron với vật chất .3 Hình 1.2: Mơ hình kích hoạt nhân bia tạo nhân phóng xạ .4 Hình 1.3: Lựa chọn kỹ thuật hạt nhân cho mục đích xác định độ tro than Hình 1.4: So sánh hiệu suất ghi detector BGO NaI 14 Hình 2.1: Nguyên tắc hoạt động phương pháp Monte Carlo .16 Hình 2.2: Giả định cấu trúc khối đo hệ phân tích độ tro PGNAA .22 Hình 2.3: Biểu diễn mô thông lượng nguồn Cf 252 24 Hình 2.4: Phổ lượng nguồn neutron Cf 252 24 Hình 2.5: Biểu diễn thơng lượng neutron nhiệt thu theo bề dày vật liệu 25 Hình 2.6: Biểu diễn thơng lượng neutron nhiệt thu theo bề dày vật liệu graphite .26 Hình 2.7: Biểu diễn thơng lượng gamma sinh nhiệt hóa neutron theo bề dày vật liệu 27 Hình 2.8: Biểu diễn thơng lượng neutron phản xạ theo bề dày vật liệu .29 Hình 2.9: Biểu diễn thơng lượng neutron từ nguồn trực tiếp đến đầu dò 30 Hình 2.10: Biểu diễn thông lượng neutron suy giảm theo bề dày vật liệu 31 Hình 2.11: Biểu diễn thơng lượng gamma từ lớp nhiệt hóa đến đầu dò 32 Hình 2.12: Biểu diễn thơng lượng gamma chiếu ngồi khối đo 33 Hình 2.13: Biểu diễn thơng lượng neutron tán xạ ngồi khối đo 34 Hình 2.14: Khối đo sau thiết kế hoàn chỉnh 35 Hình 2.15: Các vị trí mơ ngồi khối đo 36 Hình 2.16: Kết mơ phổ gamma thu nhận đầu dò 38 Hình 3.1: Giao diện chương trình PGNAA ver 2.0 chế độ online offline .40 Hình 3.2: So sánh số đếm thu lần đo 42 Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.3: Số đếm lần đo từ kênh 600 đến 1600 42 Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỞ ĐẦU Kỹ thuật phân tích phương pháp kích hoạt neutron-gamma PGNAA kỹ thuật phân tích tiên tiến, có nhiều ứng dụng rộng rãi lĩnh vực, đặc biệt ngành cơng nghiệp khai thác khống sản Tuy nhiên, việc xậy dựng hệ đo sử dụng kỹ thuật đòi hỏi phải có trình độ kỹ thuật – cơng nghệ cao nguồn kinh phí lớn, nên Việt Nam chưa nghiên cứu nhiều Gần đây, Viện khoa học Kỹ thuật Hạt nhân có cơng trình nghiên cứu xây dựng thành cơng hệ PGNNA để phân tích tro than với mẫu than lớn khoảng 500 kg - 700 kg Nhưng khối lượng mẫu gây khó khăn việc lấy mẫu để nạp vào hệ đo hệ đo phải chế tạo cồng kềnh, vận chuyển nhiều nơi, nên không đáp ứng yêu cầu thực tế Do cần phải chế tạo hệ PGNAA phân tích tro than với mẫu than nhỏ khoảng từ 10 kg đến 20 kg Đồ án trình bày kết mô sử dụng MCNP để thiết kế cấu hình tối ưu cho hệ PGNAA phân tích độ tro than với khối lượng mẫu nhỏ - Mục đích nghiên cứu: Thiết kế hệ thiết bị phân tích độ tro than kỹ thuật PGNAA với khối lượng mẫu nhỏ - Đối tượng quan tâm: Độ tro than - Kỹ thuật sử dụng: Kỹ thuật PGNAA - Điều kiện: Lượng mẫu phân tích nhỏ 20 kg - Phạm vi nghiên cứu: Đồ án giới hạn việc mô thiết kế thiết bị kiểm nghiệm lại thiết bị chế tạo thực tế - Công cụ sử dụng: Phần mềm MCNP Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KẾT LUẬN Bằng việc sử dụng chương trình MCNP5 tiến hành: - Mơ làm chậm neutron từ lựa chọn vật liệu bề dày lớp nhiệt hóa notron phát từ nguồn đặt phía nguồn: lớp paraffin cm - Mô phản xạ neutron, thiết kế vành phản xạ đặt nguồn: vành graphite 15 cm - Tính tốn mơ an tồn xạ hai trường hợp: che chắn đầu dò với ba lớp gồm chóp polyethylene sẵn có, borat cm khoảng cm; trường hợp giảm thiểu liều chiếu môi trường xung quanh sử dụng hai lớp chì cm paraffin 15 cm - Thiết kế hệ đo, dựa tính tốn trước đó, với tính tốn liều xạ quanh hệ ghi nhận phổ gamma với cấu hình xây dựng - Với kết mô này, ta thấy dùng nguồn Cf252 thơng lượng 2,9.105 n/s đầu dò có kích thước 2’’×2’’ cho thể tích mẫu nhỏ tính tốn thu phổ riêng biệt với loại than có độ tro khác Những thí nghiệm thực tế cho số kết quả: - Khẳng định độ ổn định hệ đo với điều kiện mơ trường bên ngồi khác - Tìm cấu hình phù hợp để che chắn đầu dò: 5,7 cm chì - Xây dựng đường chuẩn với cấu hình trên, kiểm nghiệm tính xác sử dụng đường chuẩn để phân tích mẫu có Sau thực mơ thí nghiệm, khằng định rằng: hệ PGNAA chế tạo có thiết kế tối ưu, có kích thước khối lượng vừa phải Hệ có khả đo đạc, thu phổ tốt, cho kết phân tích xác đảm bảo an 48 Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP tồn xạ Do hệ thiết bị đáp ứng với yêu cầu đặt tiếp tục thử nghiệm thực tế Qua trình tìm hiểu thực đồ án, tơi tích lũy thêm thêm nhiều kiến thức xạ neutron tương tác neutron với mơi trường, cách che chắn an tồn xạ trước neutron, phương pháp PGNAA,… đặc biệt biết phương pháp mô neutron qua phần mềm MCNP Đồng thời rút số kinh nghiệm thực tế thực thí nghiệm với hệ thiết bị, nắm rõ quy trình vận hành cách thức hoạt động phận 49 Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu xây dựng hệ thiết bị phân tích độ tro sử dụng kỹ thuật PGNAA với nguồn phát notron”, mã số ĐT.03/09.NLNT,2009-2011, Bộ KH&CN [2] An toàn xạ ion hóa – Ngơ Quang Huy [3] Hướng dẫn sử dụng MCNP cho hệ điều hành Windows – Đặng Nguyên Phương [4] http://timtailieu.vn/tai-lieu/chuong-5-detector-ghi-nhan-buc-xa-34332/ [5] Than tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 1790:1999 (Than Hòn Gai - Cẩm Phả Yêu cầu kỹ thuật), www.nuibeo.com.vn/Than tiêu chuẩn Việt Nam [6] http://www.benhvien103.vn/vietnamese/bai-giang-chuyen-nganh/y-hoc-hatnhan/an-toan-buc-xa/1266/ [7] Jason Nattress Progress Reports - wikispaces.psu.edu/display/Jgroup/2015.03 [8] Compendium of Material CompositionData for Radiation Transport Modeling - R.G Williams III, C.J Gesh, R.T Pagh – PNNL 15870 [9] Californium-252 neutron sources for medical applications – by A.R Boulogne and A.G Evans – Savana River Laboratory E.I du Pont de Nemours and Company Aiken, South Carolina 29801 [10] BGO Bismuth Germanate Scintillation Material - Saint-Gobain Crystals [11] USING MCNP5 COMPUTER CODE TO DESIGN A PGNAA SYSTEM FOR LIMITED BULK COAL SAMPLES - MAI VAN DIEN - Institute for Nuclear Science and Technology [12] On-Conveyor Belt Determination of Ash in Coal - AU9817325 -B.D SOWERBY, C.S LIM, D.A ABERNETHY, Y LIU AND P.A MAGUIREDivision of Minerals Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) - Private Mail Bag 5, Menai NSW 2234, Australia 50 Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHỤ LỤC Bài mơ tính tốn thơng lượng gamma ngồi hệ bán kính 50 cm MCNP c Cell card 10 -0.82 -1 11 -30 imp:n,p=1 13 16 -11 -12 imp:n,p=1 $vung khong gian chua kk 14 -0.94 -1 -33 30 11 imp:n,p=1 20 -0.93 -1 -3 imp:n,p=1 30 $ hinh tru chua he, ben la than $ vung ben tren mau than paraphine $ hinh tru tron paraphine -1.7 -1 -4 29 #60 imp:n,p=1 $day dang hinh tru, ben la graphit va chua nguon Cf-252 40 -0.93 -6 -33 imp:n,p=1 $ cau tao vo thung, chieu day 0.5 cm bangPE 50 -0.93 -6 -4 31 imp:n,p=1 $ cau tao vo day thung, chieu day 0.5cm PE 60 -8.4 -8 -10 imp:n=1 imp:p=1 $ cau tao nguon la mot hinh tru bk cm 65 -0.93 -11 18 13 -2 imp:n,p=1 $ ong nhua chua detector 66 70 -0.93 -16 -12:(-11 17 12 -13) imp:n,p=1 80 -1.7 -17 12 -13 imp:n,p=1 90 -11.34 13 -14 -18 imp:n,p=1 $ lop Pb -18 13 -2#90#100 imp:n,p=0 100 -7.13 14 -15 -18 imp:n,p=1 $ ben ong chua det la chan $ chop PE $ khoi tru paraphin chua chop PE $ detector BGO 110 -0.94 -20 31 -33 imp:n,p=1 $ lop che chan ben ngoai bang paraffin 120 -11.34 20 -19 32 -33 imp:n,p=1 121 -0.93 -1 31 -29 imp:n,p=1 $lop che chan ben ngoai bang Pb $ paraffin che chan ben duoi he 122 -11.34 32 -31 -20 imp:n,p=1 $ Pb che chan ben duoi he 51 Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 123 -11.34 -19 11 -2 33 imp:n,p=1 $ Pb che chan tren he 130 (19:2:-32) -34 imp:n=1 imp:p=1 $ cell tinh lieu notron qua surface 140 34 imp:n=0 imp:p=0 c Surface card cz 17.5 pz 48 pz pz sz 17.5 cz 18 sz 18 c Creat a new source Cf 252 pz 0.5 pz -0.5 10 cz $ ban kinh nguon cm theo hinh tru, chieu cao cm tu 0.5 -0.5 c Creat a Detector 11 cz 12 pz 21 13 pz 25 14 pz 27 15 pz 32.08 16 k/z 0 0.11 $ tam ( 0 6) chop nam o z=1, t=1 la chop quay xuong 17 cz 4.5 18 cz 4.2 19 cz 36 20 cz 33 52 Đồn Đơng Bắc 27 cz 10 28 pz 21.4 29 pz -12 30 pz 33.8 31 pz -17 32 pz -19 33 pz 46 34 sz 200 c ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Data card MODE N P m1 6012 0.324689 1001 0.675311 m2 6012 m3 6012 0.332046 1001 0.667954 m4 82207 m5 & 83209 0.37& 8016 0.63 m6 98252 m7 & 14000 -0.082866& 22000 -0.039& 26000 -0.01254& 20000 -0.00234& 12000 -0.00221& 25055 -0.00012& 19000 -0.0114& 53 Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 11023 -0.00023& 22000 -0.00153& 8016 -0.219& 1001 -0.0089& 7014 -0.06& 16000 -0.006& 6000 -0.533974 m8 & 6012 -0.000124& 7014 -0.755268& 8016 -0.231781& 18000 -0.012827 m9 & 8016 -0.667& 1001 -0.034& 11023 -0.16& 5010 -0.139 m10 & 11023 -0.0568& 5010 -0.049& 8016 -0.2367& 1001 -0.1095& 6012 -0.548 SDEF POS 0 CEL 60 wgt 10000000 ERG d1 axs 0 rad d2 ext d3 sp1 -3 1.025 2.926 $ Watt's energy distribution si2 sp2 -21 $ x^a 54 Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP si3 -0.5 0.5 sp3 -21 f5:p 86 0.1 DE5 0.01 0.015 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.08 0.1& 0.15 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1.5& 10.0 DF5 0.061 0.83 1.05 0.81 0.64 0.55 0.51 0.53 0.61& 0.89 1.2 1.8 2.38 2.93 3.44 4.38 5.2 6.9& 8.6 11.1 13.4 15.5 17.6 21.6 25.6 nps 1e6 55 Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Quy trình sử dụng hệ PGNAA để đo độ tro than Yêu cầu chung: - Hệ thiết bị phải kiểm tra thường xuyên để luôn đủ điều kiện đảm bảo an toàn xạ sử dụng Trường hợp thiết bị thương mại, phải có giấy phép hoạt động việc sử dụng thiết bị có nguồn phóng xạ - Người sử dụng phải có đủ hiểu biết an toàn xạ đào tạo an toàn xạ Trường hợp làm sở sản xuất, phải có chứng an toàn xạ chứng hành nghề - Điều kiện chung: người khơng có nhiệm vụ liên quan đến cơng việc khơng vào khu vực đặt thiết vị, đặc biệt nghiêm cấm thiết bị hoạt động - Các thủ tục vận hành hệ thiết bị PGNAA: - Thủ tục nạp mẫu đo: tiến hành bắt đầu sử dụng hệ, buồng đo chưa có mẫu đo Nếu buồng đo có sẵn mẫu bỏ qua bước Bước 1: Mở nắp đậy buồng đo cách đẩy nhẹ sang ngang Bước 2: Lấy hộp chứa mẫu đo khỏi buồng đo, cho mẫu cần đo vào hộp (tùy thuộc vào lượng mẫu cần phân tích) đưa hộp chứa mẫu vào vị trí buồng đo Bước 3: Đậy nắp buồng đo, kéo nắp vị trí ban đầu Bước 4: Đưa ống thu tín hiệu vào lỗ giếng trung tâm thiết kế sẵn, cắm dây tín hiệu vào đầu thu - Thủ tục nạp nguồn vào buồng đo: Bước 1: Mở khoa hộp chứa nguồn Bước 2: Mở chốt định vị ống dẫn nguồn Bước 3: Nạp nguồn vào buồng đo Cách thực hiện: tay giữ ống dẫn nguồn, tay đưa dẫn vào đầu ống dẫn xoay cho ngạnh dẫn 56 Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP mắc vào lỗ ngàm ống dẫn, sau đẩy dẫn vào hết cỡ, đến khơng vào thơi Bước 4: Khóa hộp chứa nguồn, nhằm bảo vệ nguồn người sử dụng khơng có mặt bên cạnh hệ thiết bị Chú ý: trình thao tác, người sử dụng đứng né bên, tránh đứng trực diện với lỗ chứa ống dẫn nguồn - Thủ tục đo – thu phổ: Bước 1: Kết nối hộp điện tử MCA qua cổng USB vào máy tính cài sẵn chương trình phần mềm Bước 2: Bật nguồn hộp điện tử, hộp điện tử cung cấp điện áp nguồn cho đầu thu, xử lý truyền tín hiệu từ đầu thu vào máy tính Bước 3: Bật máy tính vào phần mềm thu phổ Bước 4: Thu phổ - nhận số liệu Thực theo “Hướng dẫn cách sử dụng chương trình PGNAA ver 2.0” bên Bước 5: Khi kết thúc đo – thu phổ, tắt nguồn hộp điện tử thực thủ tục Chú ý: Khi không thực đo – thu phổ mà thực công việc khác xử lý số liệu nên tắt hộp điện tử để bảo vệ ống thu, tránh ống thu hỏng cấp điện áp - Thủ tục thu hồi nguồn hộp chứa: dừng sử dụng hệ muốn thay mẫu đo, người dùng đảm bảo tắt hộp điện tử tiến hành tiếp bước sau: Bước 1: Mở khóa hộp chứa nguồn Bước 2: Thu hồi nguồn hộp chứa Kéo từ từ dẫn nguồn khỏi thùng đo, đến ống dẫn nguồn đến đầu hộp chứa nguồn dùng tay giữ cố định ống dẫn nguồn, tay xoay dẫn chi ngạnh dẫn khỏi 57 Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP lỗ ngàm ống dẫn rút dẫn khỏi ống dẫn Sau vặn chốt định vị để chốt ống dẫn nguồn Bước 3: Rút ống thu đặt mặt nắp đậy thùng đo Nếu tiếp tục trình đo quay thủ tục nạp mẫu đo, khơng thực bước thủ tục kết thúc trình đo Bước 4: Khoa hộp chứa nguồn - Thủ tục kết thúc trình đo: Bước 1: Kiểm tra hộp chứa nguồn khóa tiến hành bước Bước 2: Rút đầu cáp khỏi ống thu thu hồi ống tín hiệu nơi bảo quản Bước 3: Kiểm tra lại khu vực thí nghiệm, khơng vấn đề khác thường tắt điện kết thúc cơng việc 58 Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hướng dẫn cách sử dụng chương trình PGNAA ver 2.0 Khi chương trình PGNAA ver 2.0 chạy, chương trình sẵn sàng chế độ Online Measurement thơng báo có nhận tín hiệu từ usb hộp MCA hay không Nếu không nhận được, tắt chương trình kiểm tra lại lần hệ đo: dây tín hiệu, nguồn,… thứ ổn kiểm tra tiếp phần mềm máy: máy có nhận usb hay khơng, có đủ driver chưa,… Sau thử khởi động lại phần mềm * Nếu nhận tín hiệu, bắt đầu q trình thu phổ chế độ Online Measurement: - Đặt thời gian đo ô “Time”: tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng, thông thường 600s 1000s - Ấn nút “Start ADC”, hệ đo bắt đầu làm việc, phổ xuất hình - Điều chỉnh hệ đo ổn định: quan sát đỉnh Hidro 2,2 MeV có vị trí kênh 420 chưa, đỉnh lệch phạm vi điều chỉnh khoảng kênh đặt lại hệ số “Fine Gain” thấp đỉnh Hidro kênh cao ngược lại Sau lần điều chỉnh ấn nút Clear để phổ thu từ đầu Khi đỉnh vị trí xác, chuyển cơng tắc “Not Fix” sang “Fix”, đợi phổ ổn định ấn nút “Clear” lần để thu phổ xác Q trình quan trọng ảnh hưởng đến kết đo nên cần tuân thủ nghiêm ngặt - Kết thúc thời gian đo, chương trình yêu cầu lưu file đường dẫn để lưu file phổ vừa thu Người dùng cần chọn nơi lưu file tên file Chương trình tự động gắn nhãn “.SPEC” đuôi tên file vừa lưu - Nếu muốn đo lại lần nữa, người dùng cần chỉnh lại công tắc “Fix” sang “Not Fix” thực từ bước đầu Nếu muốn xử lý phổ chuyển sang chế độ Offline Analysic cách ấn nút có tên tương ứng Nếu khơng thu phổ tắt chương trình 59 Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP * Chế độ Offline Analysic: - Làm đường chuẩn: Bước 1: Chọn chức làm đường chuẩn cách bấm nút “Lam DC” Bước 2: Chọn số cửa sổ muốn xét,thông thường ta xét cửa sổ, chọn “2 ROI”, sau nhập vùng cho cửa sổ, tức nhập kênh bắt đầu kênh kết thúc cho cửa sổ Bước 3: Chọn phổ mẫu chuẩn, file có “.SPEC” nhập đo tro xác định Tối thiểu cần mẫu chuẩn khác nhau, số lượng phổ mẫu không giới hạn Bước 4: Khi kết thúc nhập mẫu chuẩn, chọn “Cancel” để lưu đường chuẩn Chương trình yêu cầu đặt tên file để lưu đường chuẩn Người dùng càn đặt tên chọn “OK”, khơng muốn lưu chọn “Cancel” Đường chuẩn lưu file có “.dat” Bước 5: Khi lưu đường chuẩn vừa xây, chương trình tự động lên thông số đường chuẩn Người dùng cần ấn “DUNG DC” để chương trình sử dụng đường chuẩn cho việc xác định độ tro phổ sau - Nạp đường chuẩn: muốn sử dụng đường chuẩn xây dựng sẵn, người dùng cần chọn “NAP CALIB”, chọn file đường chuẩn có “.cal” ấn “Enter”, sau chọn “DUNG DC” để chương trình sử dụng đường chuẩn - Xác định độ tro qua file phổ thu chọn “LOAD SPEC”, chọn file phổ cần xác định (file có “.SPEC”) Chương trình tự động tính lại độ tro theo đường chuẩn sử dụng 60 Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thư viện vạch lượng ngun tố có than[1] TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Đồng vị 14-N 14-N 14-N 14-N 14-N 14-N 14-N 14-N 14-N 14-N 14-N 14-N 14-N 14-N 14-N 16-O 16-O 16-O 16-O 1-H 23-Na 23-Na 23-Na 23-Na 23-Na 23-Na 23-Na 23-Na Năng lượng, keV 5269,159 5297,821 5533,395 1884,821 6322,428 4508,731 3677,732 10829,12 5562,057 7298,983 3531,981 1678,281 2520,457 8310,161 1999,69 870,68 2184,42 1087,75 3272,02 2223,24835 1368,66 2754,13 472,202 90,992 869,21 6395,478 874,389 2517,81 TT 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 Đồng vị 23-Na 23-Na 23-Na 23-Na 23-Na 23-Na 23-Na 24-Mg 24-Mg 24-Mg 24-Mg 24-Mg 24-Mg 24-Mg 24-Mg 24-Mg 25-Mg 25-Mg 25-Mg 27-Al 27-Al 27-Al 27-Al 27-Al 27-Al 27-Al 27-Al 27-Al Năng lượng, keV 3981,45 2752,271 3587,46 2025,139 2208,4 1636,293 2414,457 3916,84 585 2828,172 3054 974,66 3301,41 389,67 2438,54 3413,1 1808,668 1129,575 3831,48 1778,92 30,638 7724,027 3033,896 4259,534 4133,407 3465,058 4733,844 4690,676 61 Đồn Đơng Bắc 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 27-Al 27-Al 27-Al 27-Al 27-Al 27-Al 28-Si 28-Si 28-Si 28-Si 28-Si 28-Si 31-P 31-P 31-P 31-P 31-P 31-P 31-P 31-P 31-P 31-P 31-P 31-P 31-P 31-P 31-P 32-S 32-S 32-S 32-S ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3591,189 1622,877 982,951 2282,794 7693,397 2590,193 3538,966 4933,889 2092,902 1273,349 6379,801 7199,199 512,646 78,083 636,663 3899,89 6785,504 1071,217 3522,59 4671,37 2156,9 2114,47 3058,17 2151,52 2586 3273,98 7422,022 840,993 5420,574 2379,661 3220,588 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 32-S 32-S 39-K 39-K 39-K 39-K 40-Ca 40-Ca 40-Ca 40-Ca 40-Ca 40-Ca 48-Ti 48-Ti 48-Ti 48-Ti 48-Ti 56-Fe 56-Fe 56-Fe 56-Fe 56-Fe 56-Fe 56-Fe 56-Fe 56-Fe 56-Fe 56-Fe 56-Fe 56-Fe 2930,67 4869,61 29,83 770,305 1158,887 5380,018 1942,67 6419,59 4418,52 2001,31 519,66 2009,84 1381,745 6760,084 6418,426 341,706 1585,941 7631,136 7645,545 352,347 6018,532 5920,449 1725,288 1612,786 14,411 691,96 7278,838 4218,27 122,077 1260,448 62 ... online offline .40 Hình 3.2: So sánh số đếm thu lần đo 42 Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.3: Số đếm lần đo từ kênh 600 đến 1600 42 Đồn Đơng Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỞ ĐẦU Kỹ thuật phân... kích thước nhỏ: - Đồng vị phân hạch tự phát: phổ biến 252 98