Khảo sát đường cong hiệu suất của đầu dò HPGe bằng thực nghiệm và mô phỏng

Khảo sát đường cong hiệu suất của đầu dò HPGe bằng thực nghiệm và mô phỏng Khảo sát đường cong hiệu suất của đầu dò HPGe bằng thực nghiệm và mô phỏng Khảo sát đường cong hiệu suất của đầu dò HPGe bằng thực nghiệm và mô phỏng Khảo sát đường cong hiệu suất của đầu dò HPGe bằng thực nghiệm và mô phỏng Khảo sát đường cong hiệu suất của đầu dò HPGe bằng thực nghiệm và mô phỏng Khảo sát đường cong hiệu suất của đầu dò HPGe bằng thực nghiệm và mô phỏng Khảo sát đường cong hiệu suất của đầu dò HPGe bằng thực nghiệm và mô phỏng Khảo sát đường cong hiệu suất của đầu dò HPGe bằng thực nghiệm và mô phỏng Khảo sát đường cong hiệu suất của đầu dò HPGe bằng thực nghiệm và mô phỏng Khảo sát đường cong hiệu suất của đầu dò HPGe bằng thực nghiệm và mô phỏng Khảo sát đường cong hiệu suất của đầu dò HPGe bằng thực nghiệm và mô phỏng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ BỘ MƠN VẬT LÝ HẠT NHÂN KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT ĐƯỜNG CONG HIỆU SUẤT CỦA ĐẦU DỊ HPGe BẰNG THỰC NGHIỆM VÀ MƠ PHỎNG Giáo viên hướng dẫn: ThS Trương Thị Hồng Loan Giáo viên phản biện: CN Đặng Nguyên Phương Sinh viên thực hiện: Trần Đăng Hồng \ TP.HỒ CHÍ MINH – 2007 Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN Trong q trình làm luận văn, em nhận giúp đỡ nhiệt tình gia đình, thầy cơ, bạn bè Em xin gửi lời cám ơn chân thành đến tất người: Cảm ơn gia đình ln động viên, quan tâm Cảm ơn tồn thể thầy khoa Vật Lý truyền thụ kiến thức cho em suốt thời gian học tập, đặc biệt thầy cô Bộ Môn Vật Lý Hạt Nhân Cảm ơn tất bạn bè ủng hộ, sẵn sàng giúp đỡ học tập Cám ơn thành viên nhóm MCNP (Trần Ái Khanh, Phan Thị Quý Trúc, Trần Thiện Thanh, Đặng Nguyên Phương) Cảm ơn CN Đặng Nguyên Phương dành thời gian đọc đánh giá luận văn Và cuối em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến cô Trương Thị Hồng Loan, người tận tình giúp đỡ em hồn thành luận văn Sinh viên Trần Đăng Hồng Mục lục MỤC LỤC Trang CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐẦU DÒ HPGe……………………………………………………………… 1.1 Giới thiệu chung loại đầu dò sản xuất hãng CANBERRA…… 1.1.1 Các loại mô hình đầu dò……………………………………………………………………………………………… a Đầu dò Ge đồng trục………………………………………………………………………………………………… b Đầu dò Ge đồng trục đảo cực (REGe)………………………………………………………………… 1.2 Giới thiệu đầu dò Gemanium siêu tinh khiết hay đầu dò HPGe (High Pure Germanium detector) có môn Vật Lý hạt Nhân…………………………………………… 1.2.1 Cấu hình đầu dò gemanium siêu tinh khiết GC2018……………………………… a Cấu hình đầu dò: b Các thông số kỹ thuật đầu dò…………………………………………………………………………… c Sơ đồ cắt dọc hệ đầu dò_ buồng chì_nguồn……………………………………………… 1.2.2 Các đặc trưng đầu dò bán dẫn Germanium………………………………………………… a So sánh hiệu suất đầu dò loại n loại p…………………………………………………… b Độ phân giải lượng (energy resolution)…………………………………………………… c Tỉ số đỉnh / Compton (peak / Compton ratio)…………………………………………………… d Hiệu suất đầu dò germanium siêu tinh khiết (HPGe)…………………………… 10 CHƯƠNG II CÁC ĐẠI LƯNG NGẪU NHIÊN VÀ TƯƠNG TÁC CỦA VẬT CHẤT TRONG MCNP………………………………… …………………………………………………………… 13 2.1 Mô đại lượng ngẫu nhiên…………… ……………………………………………………….…… 13 2.1.1 Thuật toán gieo hạt……………………………………………………………………………………………………… 13 2.1.2 Mô đại lượng ngẫu nhiên rời rạc……………………………………………………… 14 2.1.3 Mô đại lượng ngẫu nhiên liên tục……………………………………………………… 15 Mục lục a Phương pháp hàm ngược…………………………………………………………………………………………… 15 b Phương pháp loại trừ…………………………………………………………………………………………………… 16 2.2 Tương tác xạ gamma với vật chất…………………………………………………………………… 16 2.2.1 Tính toán đơn giản……………………………………………………………………………………………………… 17 a Hiệu ứng quang điện………………….……………………….……………………………………………………… 18 b Tạo cặp……………………………………………………………………………………………………………………………… 18 c Tán xạ Compton………………………………………….………………………………………………………………… 18 2.2.2 Tính toán chi tiết……………………………………………………………… ………………………………………… 20 a Tán xạ không kết hợp…………….…………………… ………………………………………………………… 20 b Tán xạ Thomson kết hợp…………………………………………………………………………………………… 22 c Hiệu ứng quang điện………………………………….……………………………………………………………… 24 d Hiệu ứng tạo cặp…………………….…………………………………………………………………………………… 25 CHƯƠNG III: CODE MCNP TRONG BÀI TOÁN MÔ PHỎNG ĐƯỜNG CONG HIỆU SUẤT CỦA ĐẦU DÒ HPGe…………………………………………………………… 27 3.1 Giới thiệu chương trình MCNP……………………………………………………………………………………… 27 3.1.1 Sơ lược chương trình MCNP………………………………………………………………………………… 27 3.1.2 Các phiên thư viện số liệu hạt nhân chương trình MCNP……… 28 3.2 File input…………………………………………………………………………………………………………………………………… 29 3.2.1 Khai báo thẻ ô……………………………………………………………………………………………………………… 29 3.2.2 Khai báo thẻ mặt………………………………………………………………………………………………………… 31 3.2.3 Khai báo thẻ Data………………………………………………………………………………………………………… 31 3.3 Các dạng hình học nguồn……………………………………………………………………………………………………… 33 CHƯƠNG IV XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG CONG HIỆU SUẤT CỦA ĐẦU DÒ HPGe BẰNG THỰC NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG MCNP………………………………… 35 4.1 Thực nghiệm xác đònh đường cong hiệu suất đầu dòHPGe…………………………… 35 Mục lục 4.1.1 Cách bố trí thí nghiệm………………………………………………………………………………………………… 35 4.1.2 Mô tả nguồn thực nghiệm………………………………………………………………………………… 36 4.1.3 Chế độ đo……………………………………………………………………………………………………………………… 36 4.1.4 Tính hiệu suất đầu dò sai số nó……………………………………………………… 36 a Hiệu suất thực nghiệm tuyệt đối…………………………………………………………………………… 37 b Sai số tuyệt đối…………………………………………………………………………………………………………… 37 4.1.5 Đường cong hiệu suất theo thực nghiệm…………………………………………………………… 37 a Đường cong hiệu suất nguồn Cs-137 (E=661,2 keV)theo khoảng cách ……………………………………………………………………………………………………………………… 38 b Đường cong hiệu suất nguồn Co-60(E=1173keV E= 1332,5 keV) theo khoảng cách………………………………………………………………………………………………………… 39 c Đường cong hiệu suất nguồn Ba-133 theo khoảng cách……………………………… 40 d Đường cong hiệu suất nguồn Na-22(E= 1274,5keV) theo khoảng cách……………………………………………………………………………………………………………………… 41 4.2 Kết mô MCNP xác đònh đường cong hiệu suất đầu dò HPGe…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 42 4.2.1 Với nguồn điểm…………………………………………………………………………………………………………… 42 a So sánh đường cong hiệu suất mô nguồn điểm vò trí 0, 4, 15 cách mặt đầu dò tương ứng cm, 7,4 cm, 15,3cm 24,9cm………………………………………………………………………………………………………… 42 b So sánh đường cong hiệu suất mô với thực nghiệm vò trí đo cách mặt đầu dò 7,4cm……………………………………………………………………………………………… 43 c So sánh đường cong hiệu suất mô với thực nghiệm vò trí đo cách mặt đầu dò 15,3cm……………………………………………………………………… 44 d So sánh đường cong hiệu suất mô với thực nghiệm Mục lục vò trí đo 15 cách mặt đầu dò 24,9cm…………………………………………………………………… 45 4.2.2 Nguồn hình trụ hình 3π có mật độ 1,5 g/cm3 ………………………………………… 47 a So sánh đường cong hiệu suất hình trụ đứng & hình trụ đặt ngang………………………………………………………………………………………………………………………………… 47 b So sánh đường cong hiệu suất hình hình 3π với hình trụ đứng & trụ ngang……………………………………………………………………………………………………………………… 48 c So sánh đường cong hiệu suất nguồn điểm với hình 3π hình trụ đứng & trụ ngang………………………………………………………………………………………… 49 4.2.3 Nguồn hình trụ hình 3π có mật độ 3,5 8,9 g/cm3 …………………………… 50 a So sánh đường cong hiệu suất hình 3π, hình trụ đứng & trụ ngang mật độ 3,5 g/cm3 ……………………………………………………………………………………… 50 b So sánh đường cong hiệu suất hình 3π, hình trụ đứng & trụ ngang mật độ 8,9 g/cm3 ……………………………………………………………………………………… 51 c So sánh đường cong hiệu suất nguồn hình 3π có mật độ 1,5; 3,5 8,9 g/cm3 …………………………………………………………………………………………………………… 52 d So sánh đường cong hiệu suất nguồn hình trụ đứng có mật độ 1,5; 3,5 8,9 g/cm3 …………………………………………………………………………….……… 53 e So sánh đường cong hiệu suất nguồn hình trụ ngang có mật độ 1,5; 3,5 8,9 g/cm3 …………………………………………………………………………… ………… 54 Kết Luận……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 56 Tài liệu tham khảo Lời nói đầu LỜI NĨI ĐẦU Ngy việc nghin cứu khoa học ngy cng cĩ nhiều thun lợi; my mĩc thiết bị cho phịng thí nghiệm cng đầy đủ hơn, người làm khoa học có nhiều điều kiện Tuy nhiên khơng phải lúc có đủ điều kiện để thực thí nghiệm tốt, việc kết hợp đánh giá thực nghiệm mơ thí nghiệm máy tính điều cần thiết Ngồi dựa vào ta cịn cĩ thể mơ nhiều thí nghiệm khc m trn thực tế khĩ đạt Trong khố luận ny, ngồi việc thực thí nghiệm xác định đường cong hiệu suất số nguồn chuẩn, chng tơi cịn sử dụng chương trình mơ MCNP để mô hệ phổ kế HPGe (High Pure Germanium) có phịng thí nghiệm Bộ mơn Vật lý Hạt nhn Qua nhằm thiết lập, đánh giá đường cong hiệu suất theo lượng đầu dị HPGe đồng thời mở rộng phần mô cấu hình hình học nguồn khc Nội dung khĩa luận trình by bốn chương sau:  Chương I: Giới thiệu đầu dị HPGe: tổng quát đầu dị HPGe bao gồm cấu hình chi tiết v cc đặc trưng đầu dị HPGe người đọc thấy ưu điểm cấu hình v đặc trưng mà có  Chương II: Các đại lượng ngẫu nhiên tương tác tia gamma MCNP: giới thiệu cách gieo số ngẫu nhiên MCNP tương tác tia Gamma đầu dị  Chương III: Code MCNP bi tốn mơ đường cong hiệu suất đầu dị HPGe: cung cấp cho người đọc cách tổng quan cấu trúc chương trình mơ MCNP, qua cho thấy phần việc mô đầu dị HPGe  Chương IV: Xác định đường cong hiệu suất đầu dị HPGe thực nghiệm v mơ MCNP: Thực thí nghiệm xác định đường cong hiệu suất cc nguồn Na-22; Co-60; Cs-137 v Ba-133 theo khoảng cch Thơng qua việc mô thí nghiệm nguồn điểm, nguồn khối hình học khc Lời nói đầu so snh chng cho ta ci nhìn cc ảnh hưởng lên hiệu suất ghi đầu dị, việc so snh đường cong hiệu suất nguồn điểm mô thực nghiệm cho ta đánh giá hai lĩnh vực mô thực nghiệm Chương I: Giới thiệu đầu dò germanium siêu tinh khiết (HPGe) CHƢƠNG I GIỚI THIỆU ĐẦU DÒ HPGe 1.1 Giới thiệu chung loại đầu dò đƣợc sản xuất hãng CANBERRA [5] Trong nghiên cứu lẫn vật lý ứng dụng thường sử dụng rộng rãi đầu dò germanium Đây loại đầu dò ghi nhận tia gamma có độ phân giải cao, lượng tia gamma bêta đo với độ phân giải đạt đến 0,1% Các đầu dò Germanium có cấu tạo bên gồm điốt bán dẫn có cấu trúc P-I-N, vùng I vùng nhạy với xạ ion hóa đặc biệt tia X tia gamma Dưới điện áp ngược vùng nghèo I mở rộng, photon tương tác với môi trường vật chất bên vùng nghèo đầu dò electron lỗ trống tạo tác dụng điện trường chúng di chuyển nhanh chóng cực P N Động hạt mang điện tỉ lệ với lượng photon tới bị tương tác (thông qua hiệu ứng quang điện, Compton, tạo cặp với vật chất đầu dò), tín hiệu tạo nhờ ion hoá electron chuyển thành xung điện tiền khuyếch đại nhạy điện Tinh thể Ge đầu dò phải làm lạnh để làm giảm sinh nhiệt hạt mang điện, khơng dòng rò gây tạp âm phá hủy độ phân giải đầu dò Chất làm lạnh sử dụng chủ yếu nitơ lỏng với nhiệt độ làm lạnh 770K 1.1.1 Các loại mô hình đầu dò Chúng ta có loại mơ hình đầu dò: Đầu dò Ge lượng siêu thấp (ultra-LEGe) Đầu dò Ge lượng thấp (LEGe) Đầu dò Ge đđồng trục Trang Chương I: Giới thiệu đầu dò germanium siêu tinh khiết (HPGe) Đầu dò Ge lượng rộng (BEGe) Đầu dò Ge phạm vi mở rộng (XtRa) Đầu dò Ge đđồng trục đđảo cực (REGe) Đầu dò Ge dạng giếng Ơ quan tâm đến loại đầu dò đồng trục( loại thường loại đảo cực) a Đầu dò Ge đồng trục Về đầu dò loại khối trụ Ge với lớp tiếp xúc loại n bề mặt lớp tiếp xúc loại p bề mặt giếng hình trụ Tinh thể Ge có mức tạp chất khoảng1010ngun tử/cm3 cho với điện áp hợp lý vùng nghèo mở rộng tối đa hai cực Khoảng lượng đo đầu dò đồng trục vào khoảng từ 50keV đến 10MeV Lớp P+ Lớp N+ Hình 1.1: Tiết diện ngang đầu dò Ge đồng trục b Đầu dò Ge đồng trục đảo cực (REGe) REGe có dạng hình học tương tự đầu dò Ge đồng trục qui ước có đặc điểm khác biệt quan trọng: điện cực loại p (nguyên tố Bo) cấy phía bên ngồi lớp tiếp xúc loại n (lớp Lithium khuyếch tán) cấy bên Trang Chương III: Xác đònh đường cong hiệu suất đầu dò HPGe thực nghiệm mô   Hình 4.7: So sánh đường cong hiệu suất mô với thực nghiệm vị trí đo  c So sánh đƣờng cong hiệu suất mơ với thực nghiệm vị trí đo cách mặt đầu dò 15,3cm Năng lượng(keV) 81 121,2 276,4 302,8 356 661,2 1173 1274,5 1332,5 Hiệu suất Mô Thực nghiệm 3,25E-03 4,12E-03 2,48E-03 2,29E-03 1,97E-03 1,18E-03 7,06E-04 6,67E-04 6,33E-04 2,91E-03 Trang 44 2,32E-03 2,08E-03 1,81E-03 1,21E-03 7,31E-04 7,14E-04 6,55E-04 Chương III: Xác đònh đường cong hiệu suất đầu dò HPGe thực nghiệm mô   Hình 4.8: So sánh đường cong hiệu suất mơ với thực nghiệm vị trí đo  d So sánh đƣờng cong hiệu suất mô với thực nghiệm vị trí đo 15 cách mặt đầu dò 24,9cm Năng lượng(keV) 81 121,2 276,4 302,8 356 661,2 1173 1274,5 1332,5  Hiệu suất Mô Thực nghiệm 1,30E-03 1,66E-03 1,04E-03 9,57E-04 8,33E-04 5,05E-04 3,02E-04 2,90E-04 2,76E-04 1,22E-03 Trang 45 1,02E-03 9,28E-04 7,97E-04 5,13E-04 3,11E-04 3,05E-04 2,78E-04 Chương III: Xác đònh đường cong hiệu suất đầu dò HPGe thực nghiệm mô Hình 4.9: So sánh đường cong hiệu suất mô với thực nghiệm vị trí 15  Nhận xét: Việc mô đường cong hiệu suất nguồn điểm theo lượng tốt Theo nhà sản xuất cung cấp hiệu suất ghi ví trí cách mặt đầu dò 25 cm nguồn Co-60 lượng 1332,5 KeV 22,4%, việc mô vị trí 15( cách mặt đầu dò 24,9 cm) cho hiệu suất 23,1%, sai khác 0,03% Hiệu suất ghi đầu dò vị trí gần mặt đầu dò cao nhiều So sánh hiệu suất ghi nhỏ làm thực nghiệm lớn mô khoảng cách gần mặt đầu dò vì: yếu tố ảnh hưởng khác phông, vật liệu che chắn, thời gian chết …làm cho hiệu suất ghi thực nghiệm nhỏ mô Tuy nhiên khoảng cách xa khác biệt khơng nhiều hiệu suất có mơ thực nghiệm phù hợp 4.2.2 Nguồn hình trụ hình 3ð có mật độ 1,5 g/cm3 a So sánh đƣờng cong hiệu suất hình trụ đứng& hình trụ đặt ngang Hiệu suất Năng lượng(keV) Trang 46 Chương III: Xác đònh đường cong hiệu suất đầu dò HPGe thực nghiệm mô Trụ ngang Trụ đứng 8,90E-03 1,36E-02 1,03E-02 9,62E-03 8,49E-03 5,27E-03 3,58E-03 3,39E-03 6,02E-03 8,53E-03 6,20E-03 5,76E-03 5,06E-03 3,13E-03 2,14E-03 2,02E-03 81 121,2 302,8 511 661,2 1173 1274,5 1332,5 Hình 4.9: So sánh đường cong hiệu suất hình trụ đứng& hình trụ đặt ngang b So sánh đƣờng cong hiệu suất hình học 3ð với hình trụ đứng & trụ ngang c Năng lượng(ke V) 81 Hiệu suất Trụ ngang Trụ đứng 3ð 8,90E-03 6,02E-03 2,34E-02 Trang 47 Chương III: Xác đònh đường cong hiệu suất đầu dò HPGe thực nghiệm mô phoûng 12,2 302,8 511 661,2 1173 1274,5 1332,5 1,36E-02 8,53E-03 3,34E-02 1,03E-02 6,20E-03 2,39E-02 9,62E-03 5,76E-03 2,21E-02 8,49E-03 5,06E-03 1,92E-02 5,27E-03 3,13E-03 1,14E-02 3,58E-03 2,14E-03 7,41E-03 3,39E-03 2,02E-03 6,97E-03 Hình 4.10: Đường cong hiệu suất nguồn hình 3ð với hình trụ đứng & ngang c So sánh đƣờng cong hiệu suất nguồn điểm với hình 3ð hình trụ đứng & trụ ngang Năng lượng(keV) 81 Hiệu suất Trụ ngang 8,90E-03 Trụ đứng 6,02E-03 Trang 48 3ð 2,34E-02 Điểm 6,17E-02 Chương III: Xác đònh đường cong hiệu suất đầu dò HPGe thực nghiệm mô phoûng 121,2 1,36E-02 8,53E-03 3,34E-02 1,49E-01 276 1,03E-02 6,20E-03 2,39E-02 9,57E-02 302,8 9,62E-03 5,76E-03 2,21E-02 8,78E-02 356 8,49E-03 5,06E-03 1,92E-02 7,50E-02 661,2 5,27E-03 3,13E-03 1,14E-02 4,19E-02 1173 3,58E-03 2,14E-03 7,41E-03 2,48E-02 1274,5 3,39E-03 2,02E-03 6,97E-03 2,37E-02 Hình 4.11: So sánh đường cong hiệu suất nguồn điểm với hình 3ð hình trụ đứng & trụ ngang 4.2.3 Nguồn hình trụ hình 3ð có mật độ 3,5 8,9 g/cm3 a So sánh đƣờng cong hiệu suất hình 3ð, hình trụ đứng & trụ ngang mật độ 3,5 g/cm3 Năng lượng (kev) Hình 3ð 81 1,50E-02 Hiệu suất Trụ đứng 3,21E-03 Trang 49 Trụ ngang 4,54E-03 Chương III: Xác đònh đường cong hiệu suất đầu dò HPGe thực nghiệm mô 121,2 302,8 511 661,2 1173 1274,5 1332,5 2,36E-02 1,69E-02 1,14E-02 9,32E-03 6,33E-03 6,02E-03 5,79E-03 4,99E-03 3,70E-03 2,54E-03 2,14E-03 1,54E-03 1,47E-03 1,43E-03 7,66E-03 6,09E-03 4,29E-03 3,64E-03 2,66E-03 2,54E-03 2,48E-03 Hình 4.12: So sánh đường cong hiệu suất hình 3ð, hình trụ đứng & trụ ngang có mật độ 3,5 g/cm3 b So sánh đƣờng cong hiệu suất hình 3ð, hình trụ đứng & trụ ngang mật độ 8,9 g/cm3 Năng lượng(keV) Hình 3ð Hiệu suất Trụ đứng 81 121,2 302,8 7,20E-03 1,21E-02 9,89E-03 1,44E-03 2,32E-03 1,86E-03 Trang 50 Trụ ngang 1,92E-03 3,37E-03 2,92E-03 Chương III: Xác đònh đường cong hiệu suất đầu dò HPGe thực nghiệm mô 511 661,2 1173 1274,5 1332,5 7,03E-03 6,00E-03 4,41E-03 4,23E-03 4,13E-03 1,34E-03 1,17E-03 8,82E-04 8,52E-04 8,36E-04 2,14E-03 1,86E-03 1,48E-03 1,43E-03 1,41E-03 Hình 4.13: So sánh đường cong hiệu suất hình 3pi, hình trụ đứng & trụ ngang mật độ 8,9 g/cm3 c So sánh đƣờng cong hiệu suất nguồn hình 3ð có mật độ 1,5; 3,5 8,9 g/cm3 Năng lượng(keV) 81 121,2 302,8 511 661,2 Mật độ 1,5 g/cm Hiệu suất Mật độ 3,5 g/cm3 Mật độ 8,9 g/cm3 2,34E-02 3,34E-02 2,21E-02 1,41E-02 1,14E-02 1,50E-02 2,36E-02 1,69E-02 1,14E-02 9,32E-03 7,20E-03 1,21E-02 9,89E-03 7,03E-03 6,00E-03 Trang 51 Chương III: Xác đònh đường cong hiệu suất đầu dò HPGe thực nghiệm mô 1173 1274,5 1332,5 7,41E-03 6,97E-03 6,72E-03 6,33E-03 6,02E-03 5,79E-03 4,41E-03 4,23E-03 4,13E-03 Hình 4.14: Đường cong hiệu suất nguồn hình 3ð có mật độ 1.5; 3,5 8,9 g/cm3 d So sánh đƣờng cong hiệu suất nguồn hình trụ đứng có mật độ 1,5; 3,5 8,9 g/cm3 Năng lượng(keV) 81 121,2 302,8 511 661,2 Mật độ 1,5 g/cm Hiệu suất Mật độ 3,5 g/cm3 Mật độ 8,9 g/cm3 6,02E-03 8,53E-03 5,76E-03 3,82E-03 3,13E-03 3,21E-03 4,99E-03 3,70E-03 2,54E-03 2,14E-03 1,44E-03 2,32E-03 1,86E-03 1,34E-03 1,17E-03 Trang 52 Chương III: Xác đònh đường cong hiệu suất đầu dò HPGe thực nghiệm mô 1173 1274,5 1332,5 2,14E-03 2,02E-03 1,96E-03 1,54E-03 1,47E-03 1,43E-03 8,82E-04 8,52E-04 8,36E-04 Hình 4.14: Đường cong hiệu suất nguồn hình trụ đứng có mật độ 1,5; 3,5 8,9 g/cm3 e So sánh đƣờng cong hiệu suất nguồn hình trụ ngang có mật độ 1,5; 3,5 8,9 g/cm3 Năng lượng(keV) 81 121,2 302,8 511 661,2 Mật độ 1,5 g/cm Hiệu suất Mật độ 3,5g/cm3 Mật độ 8,9 g/cm3 8,90E-03 1,36E-02 9,62E-03 6,38E-03 5,27E-03 4,54E-03 7,66E-03 6,09E-03 4,29E-03 3,64E-03 1,92E-03 3,37E-03 2,92E-03 2,14E-03 1,86E-03 Trang 53 Chương III: Xác đònh đường cong hiệu suất đầu dò HPGe thực nghiệm mô 1173 1274,5 1332,5 3,58E-03 3,39E-03 3,29E-03 2,66E-03 2,54E-03 2,48E-03 1,48E-03 1,43E-03 1,41E-03 Hình 4.15:Đường cong hiệu suất nguồn hình trụ ngang có mật độ 1,5; 3,5 8,9 g/cm3  Nhận xét: Đường cong hiệu suất hình trụ đặt thẳng đứng nằm ngang so với hình 3ð (cùng thể tích) có khác rõ rệt, hiệu suất ghi đầu dò khác hình học khoảng cách Tuy nhiên so với nguồn điểm hiệu suất nhỏ nhiều vì: hấp thụ hình học khối lớn làm giảm số gamma đến mặt đầu dò Trang 54 Chương III: Xác đònh đường cong hiệu suất đầu dò HPGe thực nghiệm mô Sự thay đổi mật độ nguồn ảnh hưởng lớn đến hiệu suất ghi nhận đầu dò, mật độ vật chất nguồn hình học (dạng khối) tăng khả ghi nhận gamma đầu dò giảm ngược lại Điều cho thấy mật độ nguồn tăng lên tự hấp thụ bên nguồn tăng điều dẫn đến hiệu suất đầu dò giảm Trang 55 Kết Luận KẾT LUẬN Thơng qua việc làm thực nghiệm dùng chương trình mơ MCNP , việc khảo sát đường cong hiệu suất đầu dò HPGe thu thành hạn chế định sau:  Thành khoá luận:  Về mặt thực nghiệm: -Thiết lập đường cong hiệu suất theo khoảng cách nguồn điểm -Khảo sát ảnh hưởng yếu tố khoảng cách từ nguồn đến đầu dò lên đường cong hiệu suất  Về mặt mô phỏng: -Thiết lập đường cong hiệu suất theo khoảng cách theo lượng nguồn điểm, nguồn hình trụ, nguồn hình 3ð Đường cong hiệu suất theo lượng nguồn hình trụ, hình 3ð với mật độ nguồn khác - Khảo sát ảnh hưởng yếu tố khoảng cách từ nguồn đến đầu dò, dạng hình học nguồn lên đường cong hiệu suất, thay đổi đường cong hiệu suất vào mật độ nguồn dạng hình học khối -So sánh đường cong hiệu suất nguồn điểm thực nghiệm mô -Xây dựng mơ hình hệ đo chi tiết để từ mơ đường cong hiệu suất cho dạng nguồn khác thực thí nghiệm khảo sát khác mơ hình dựng sẵn  Hạn chế khóa luận:  Về mặt thực nghiệm: - Chưa xây dựng đường cong hiệu suất theo lượng khơng có nguồn điểm chuẩn có lượng đo phù hợp Trang 56 Kết Luận  Về mặt mơ phỏng: - Với nhiều yếu tố ảnh hưởng lên hiệu suất ghi đầu dò khóa luận dẫn yếu tố là: khoảng cách, hình học nguồn mật độ Cho nên nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất đầu dò chưa khảo sát chẳng hạn bề dày lớp chết, vật liệu đầu dò, vật liệu che chắn xung quanh Do thời gian hạn hẹp điều kiện thực nghiệm hạn chế với hiểu biết hạn chế người thực hiện, đạt kết tương đối tốt thành đạt khóa luận chưa mong muốn hạn chế khóa luận cần khắc phục Trang 57 Tài Liệu Tham Khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Trần Thị Thuý Liên, Khảo sát thông số hệ phổ kế gamma với đầu dò bán dẫn Ge siêu tinh khiết (HPGe) GC2018, LVTN, 2006 [2] Đặng Nguyên Phương, Khảo sát đường cong hiệu suất đầu dò HPGe chương trình MCNP, LVTN, 2006 [3] Lê Văn Ngọc, Bài giảng lớp tập huấn MCNP, ĐHKHTN, 2006 [4] Trương Thị Hồng Loan, Giáo trình xử lý số liệu, ĐHKHTN, 2006 Tiếng nước ngoài: [5] Germanium detector: User’s Manual, Canberra Industries, USA, 1995 [6] GenieTM 2000 Customization Tools Manual, Canberra Industries, USA, 1995 [7] Alex F Bielajew, Fundamentals of the Monte Carlo Method for Neutral and Charged Particle Transport, National Reseach Council of Canada, 2001 [8] Stephen A Dupree and Stanley K Fraley, A MONTE CARLO PRIMER: A Practical Approach to Radiation Transport, Kluwer Academic / Plenum Publishers, New York, 2002 [9] Glenn F Knoll, Radiation Detection and Measurement, Third Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1999 [10] J.F Briesmeister, Ed, MCNP5C- Monte Carlo N-particle Transport Code System, LA-13709-M, 2006 [11] http://www.wikipedia.com [12] http://www.Canberra.com ... ĐỊNH ĐƯỜNG CONG HIỆU SUẤT CỦA ĐẦU DÒ HPGe BẰNG THỰC NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG MCNP………………………………… 35 4.1 Thực nghiệm xác đònh đường cong hiệu suất đầu d HPGe ………………………… 35 Mục lục 4.1.1 Cách bố trí thí nghiệm ………………………………………………………………………………………………... vỏ bọc đầu dò) Dựa vào đường cong hiệu suất ta nội suy hay ngoại suy hiệu suất ghi theo lượng nguồn khác Chúng ta chia hiệu suất đầu dò thành loại: hiệu suất tuyệt đối hiệu suất nội; hiệu suất. .. sánh đường cong hiệu suất mô với thực nghiệm vò trí đo cách mặt đầu dò 15,3cm……………………………………………………………………… 44 d So sánh đường cong hiệu suất mô với thực nghiệm Mục lục vò trí đo 15 cách mặt đầu dò