Xác định vị trí của đồng vị phóng xạ trong thùng thải bằng phương pháp quét gamma phân đoạn

Xác định vị trí của đồng vị phóng xạ trong thùng thải bằng phương pháp quét gamma phân đoạn Xác định vị trí của đồng vị phóng xạ trong thùng thải bằng phương pháp quét gamma phân đoạn Xác định vị trí của đồng vị phóng xạ trong thùng thải bằng phương pháp quét gamma phân đoạn Xác định vị trí của đồng vị phóng xạ trong thùng thải bằng phương pháp quét gamma phân đoạn Xác định vị trí của đồng vị phóng xạ trong thùng thải bằng phương pháp quét gamma phân đoạn Xác định vị trí của đồng vị phóng xạ trong thùng thải bằng phương pháp quét gamma phân đoạn Xác định vị trí của đồng vị phóng xạ trong thùng thải bằng phương pháp quét gamma phân đoạn Xác định vị trí của đồng vị phóng xạ trong thùng thải bằng phương pháp quét gamma phân đoạn Xác định vị trí của đồng vị phóng xạ trong thùng thải bằng phương pháp quét gamma phân đoạn Xác định vị trí của đồng vị phóng xạ trong thùng thải bằng phương pháp quét gamma phân đoạn Xác định vị trí của đồng vị phóng xạ trong thùng thải bằng phương pháp quét gamma phân đoạn Xác định vị trí của đồng vị phóng xạ trong thùng thải bằng phương pháp quét gamma phân đoạn Xác định vị trí của đồng vị phóng xạ trong thùng thải bằng phương pháp quét gamma phân đoạn Xác định vị trí của đồng vị phóng xạ trong thùng thải bằng phương pháp quét gamma phân đoạn Xác định vị trí của đồng vị phóng xạ trong thùng thải bằng phương pháp quét gamma phân đoạn Xác định vị trí của đồng vị phóng xạ trong thùng thải bằng phương pháp quét gamma phân đoạn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ-VẬT LÝ KỸ THUẬT BỘ MÔN VẬT LÝ HẠT NHÂN   - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CỦA ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ TRONG THÙNG THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUÉT GAMMA PHÂN ĐOẠN SVTH : VŨ TIẾN BẢO ĐĂNG CBHD : TS TRẦN THIỆN THANH CBPB : TS VÕ HỒNG HẢI TP HỒ CHÍ MINH – 2013 CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nƣớc giới Ngày nước giới có nhiều cơng trình khoa học đề cập đến vấn đề khảo sát phóng xạ thùng rác thải đưa nhiều cải tiến để cải thiện vấn đề 1.1.1 Kỹ thuật quét gamma phân đoạn (SGS) Kỹ thuật quét gamma phân đoạn (SGS) phát triển phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos – Mỹ vào đầu năm 1970 Kỹ thuật sử dụng để đo đạc phân tích hoạt độ chất thải phóng xạ Kỹ thuật áp dụng nhiều thực tiễn độ tin cậy cao, giá thành sản xuất phù hợp, dụng cụ đo lắp ráp không phức tạp… Kỹ thuật giả thiết nguồn phóng xạ chất độn thùng rác thải phân bố đồng Tuy nhiên, thực tế nguồn chất độn phân bố không đồng nên kỹ thuật gây sai số lớn Kỹ thuật phổ biến kỹ thuật phân tích khơng huỷ mẫu chất thải hạt nhân Kỹ thuật sử dụng ống chuẩn trực gắn đồng trục với đầu dò để xác định suy giảm số đếm nguồn qua chất độn thùng rác thải phóng xạ Nguồn đầu dò đặt đồng trục, đối diện hai phía với qua thùng Nguồn phát tia gamma qua thùng đầu dò ghi lại từ ta xác định cách tương đối gần hệ số hấp thụ trung bình tuyến tính chất độn thùng rác thải Với kỹ thuật này, thùng rác thải chia nhiều phân đoạn ngang, số đếm phân đoạn đầu dò ghi nhận lại Kết phân tích thể số đếm ghi nhận tương ứng phân đoạn Hình 1.1: Hệ qt gamma phân đoạnmơ hình ANTECH G3200-340[11] 1.1.2.Xây dựng lại hoạt độ nguồn điểm cho đặc tính thùng rác thải phóng xạ kỹ thuật quét gamma phân đoạn [4] Phương pháp cải thiện độ tin cậy độ xác việc xây dựng lại hoạt độ tổng đồng vị phóng xạ thùng rác thải với phân bố nguồn không đồng Phương pháp dựa kỹ thuật làm khớp chi bình phương χ2 phân bố góc tốc độ đếm đo vòng quay thùng kỹ thuật quét gamma phân đoạn Phương pháp dựa tính tốn phân tích phân bố số đếm theo góc Phương pháp sử dụng phần mềm mô MCNP5 để mô phân bố số đếm phụ thuộc vào góc nguồn điểm 137 Csvà60Co Phương pháp mô tả phụ thuộc xác so với phương pháp cũ Do đó, việc xây dựng lại hoạt độ xác sai số giảm đáng kể Hơn phương pháp so sánh với phương pháp thông thường giả định phân bố nguồn chất độn đồng Phương pháp sử dụng cho việc tính tốn phụ thuộc số đếm vào góc nên việc tính tốn hoạt độ nguồn xác Sai số hai phương pháp so với hoạt độ thực nguồn 1-3% với phương pháp 10-40% với phương pháp cũ tuỳ thuộc vào vị trí nguồn cấu hình matrix 1.1.3.Kỹ thuật dùng hai đầu dò đồng Kỹ thuật quét gamma phân đoạn (SGS) kỹ thuật truyền thống để xác định đồng vị hoạt độ đồng vị thùng thải Tuy nhiên sai số hệ thống kỹ thuật lớn nhiều yếu tố: - Sự phân bố nguồn phóng xạ thùng khơng đồng - Các thành phần có thùng chất độn phân bố không đồng - Khoảng cách từ thùng đến đầu dò… Từ kỹ thuật khác đề nghiên cứu cho việc khảo sát thùng thải có mật độ chất thải thấp, chủ yếu bao gồm vật liệu hữu (vải vụn, giấy…) Kỹ thuật bố trí cách sử dụng hai đầu dò giống hệt đặt đối diện, thùng thải đặt hai đầu dò Các lý để phát triển kỹ thuật này: - Việc đo lường giới hạn lượng tia gamma cứng phát từ nguồn phát 137Cs, 134Cs, 60Co…hệ số hấp thụ khối gần không phụ thuộc vào số hiệu nguyên tử vật liệu matrix, hệ số hấp thụ tuyến tính nhỏ (vào khoảng 0,01-0,03 cm-1) mật độ chất thải thùng thấp (0,2-0,4 g/cm3) - Việc khảo sát thùng thải cần tốn nhiều thời gian mà thực tế số lượng thùng cần khảo sát lớn nên quét chi tiết kỹ thuật quét gamma phân đoạn (SGS) khơng thể áp dụng thực tế sử dụng đầu dò đề qt tất phân đoạn góc quay khác thùng rác thải - Việc đo đạc kỹ thuật hai đầu dò đơn giản sử dụng tình Tuy nhiên sai số hệ thống kỹ thuật lớn hoạt độ phóng xạ phân bố rộng khu vực thùng rác thải Nguyên lý kỹ thuật này, hai đầu dò đồng đặt trục thùng với khoảng cách, nằm hai phía đối diện qua thùng Hình 1.2: Bố trí hình học kỹ thuật dùng hai đầu dò đồng Trong đó: D: khoảng cách từ đầu dò đến thùng D1: khoảng cách từ đầu dò đến thành thùng x: khoảng cách từ thành thùng đến hình chiếu vng góc vị trí nguồn xuống phương D x1: khoảng cách từ thành thùng đến nguồn theo phương D1 1.1.4 Kỹ thuật chụp cắt lớp gamma Kỹ thuật chụp cắt lớp gamma phương pháp lĩnh vực khảo sát không phá huỷ mẫu chất thải phóng xạ Khi so sánh kỹ thuật với kỹ thuật quét gamma phân đoạn, kỹ thuật mang lại độ xác cao cho trường hợp đồng vị phóng xạ chất độn phân bố không đồng Kỹ thuật kết hợp hệ phổ kế gamma độ phân giải cao tạo hình ba chiều để chụp cắt lớp xác định phân bố không gian nguồn, chất độn thùng rác thải phân tích thành phần đồng vị phóng xạ có thùng Tuy nhiên kỹ thuật đòi hỏi kinh phí đầu tư kỹ thuật cơng nghệ cao Hình 1.3: Hệ chụp cắt lớp gamma mơ hình ANTECH G3850[13] Về ngun lý hoạt động, bước đầu chụp cắt lớp vi tính để đo suy giảm cường độ xạ từ nguồn ngồi qua chất độn đến đầu dò, từ xác định hệ số hấp thụ tuyến tính phân đoạn tính trung bình Bước hai, đầu dò ghi nhận phổ gamma phát từ bên thùng rác thải Từ phổ gamma ghi nhận xác định đồng vị phòng xạ đồng vị khác có lượng đặc trưng riêng chúng phổ hoạt độ đồng vị Đối với thùng rác thải với đồng vị chất độn phân bố không đồng nhất, kết đo kỹ thuật chụp cắt lớp gamma cho sai số thấp nhiều so với kỹ thuật khác 1.2 Kỹ thuật quét gamma phân đoạn Phân chia thùng rác thải thành nhiều phân đoạn nằm ngang sau dùng đầu dò gắn ống chuẩn trực ghi nhận số đếm phân đoạn Tổng số đếm thùng tổng số đếm tất phân đoạn Để giảm thiểu sai số gây phân bố không đồng nguồn chất độn trình đo thùng quay với phân đoạn Hình 1.4: Bố trí hình học kỹ thuật quét ganma phân đoạn Ci = CR i CFi (1.1) Ci số đếm hiệu chỉnh.Với i=1,2,3…n số phân đoạn chia Số đếm thô CRi đầu dò ghi nhận phân đoạn thứ i CFi hệ số suy giảm chất độn phân đoạn thứ i, tính cơng thức: - e-0.823.μ d 0,823.μ i d i CFi = Trong đó: μ i : hệ số hấp thụ trung bình tuyến tính d: đường kính thùng rác thải (1.2) Nếu hệ số trung bình tuyến tính chưa biết, ta sử dụng nguồn ngồi để tính hệ số truyền qua: I I0 Tt = Trong đó: (1.3) I0: cường độ nguồn ngồi khơng có mẫu I: cường độ mẫu đặt đầu dò nguồn Tt: phần lượng xạ xác định sau truyền qua bề dày vật chất μ μt t T=T (1.4) T phần lượng xác định lượng truyền từ nguồn đến đầu dò mà khơng bị lớp vật chất hấp thụ (trừ khơng khí) Cách dùng để xác định CFi kỹ thuật quét gamma phân đoạn (SGS) hệ số hấp thụ trung bình tuyến tính thay đổi qua phân đoạn chất độn phân bố không đồng thùng rác thải CFi = - T 0,823 -0,823.lnT (1.5) Số đếm tổng cộng thùng: n CT =  Ci (1.6) i=1 Hoạt độ đồng vị cần xác định: t Th 0,693 d I= Trong đó: CT e t.Y.ε (1.7) td: thời gian phân rã tính từ lúc nguồn sản xuất đến lúc đo t: thời gian đo Th: chu kì bán rã đồng vị phóng xạ Y: hiệu suất tia gamma ε: hiệu suất ghi đầu dò Các phương trình dựa hai giả thuyết khoảng cách từ mẫu phân đoạn đến đầu dò vơ hạn mẫu đồng Hệ số hình học: Vì nguồn phóng xạ thùng trải rộng phân bố không nên số đếm Ci phụ thuộc vào vị trí mẫu thùng Điều dẫn đến sai số tiềm tàng, việc gia tăng khoảng cách từ đầu dò đến thùng giảm thiểu sai số phải trả giá việc suy giảm số đếm Do thùng xoay để giảm thiểu sai số gây phân bố không đồng thùng Sự lựa chọn khoảng cách từ thùng đến đầu dò cho có cân tối thiểu hóa sai số có số đếm xác tối đa Sự biến đổi số đếm tối đa theo vị trí nhỏ 10% khoảng cách từ tâm thùng đến đầu dò lớn ba lần độ lớn bán kính thùng mẫu xoay Sai số phương pháp Trong phương pháp này, thùng rác thải chia thành nhiều phân đoạn nằm ngang Dựa mô phỏng, thông số ảnh hưởng đến sai số: - Chất độn biểu thị hấp thụ gamma phân bố theo không gian hệ số hấp thụ - Sự phân bố nguồn phóng xạ phân đoạn - Khoảng cách từ đầu dò đến tâm thùng Mơ hình thùng chất thải phóng xạ thường sử dụng thực tế mơ với thể tích 220 lít, đường kính 58 cm chiều cao 86 cm Phép đo gamma thực lượng đồng vị sản phẩm phân hạch, từ 140 keV đến 1400 keV Với khoảng lượng gamma cho, hệ số hấp thụ tuyến tính trung bình chất độn đối khoảng 0,01 cm-1 đến 0,14 cm-1 Trong khoá luận này, hệ số hấp thụ tuyến tính trung bình từ 0,03 - 0,12 cm-1 0,0498 cm-1 ứng với chất độn cát Ta xét trường hợp nguồn điểm chất độn đồng [5] Giả thiết có nguồn điểm hoạt độ thực Id phân đoạn Thì số đếm thực nguồn tính sau: Id α n -μ.L e j C=  n j=1 H j Trong đó: (1.8) Lj: độ dài quãng đường tia gamma thùng Hj: khoảng cách từ nguồn đến đầu dò Lj, Hj phụ thuộc vào góc θj, khoảng cách từ nguồn đến tâm thùng r, khoảng cách từ đầu dò đến tâm thùng K bán kính thùng R n: số góc θj khác cho số đếm µ: hệ số hấp thụ tuyến tính α: hệ số phụ thuộc lượng tia gamma hiệu suất đầu dò Hình 1.5: Mặt cắt ngang phân đoạn Id H j = K + r - 2.K.r.cosθ j Lj = R H2j - K r sin 2θ j - (K.cosθ j - r).r Hj (1.9) (1.10) Ở Lj, Hj tính cho trường hợp phân đoạn chia có bề dày nhỏ so với khoảng cách từ tâm thùng đến đầu dò, khơng tính tới bề dày phân đoạn Kết xác tính đến bề dày z phân đoạn, lúc ta phải hiệu chỉnh lại Lj, Hj Giả sử thùng với chiều cao 86 cm chia làm 15 phân đoạn, với bề dày phân đoạn 5,7 cm, Lj, Hj hiệu chỉnh là: 45 Các website: 10 http://laraweb.free.fr/ 11.http://www.antech-inc.com/products/g3200-340-segmented-gammascanner/ 12.http://www.antech-inc.com/products/g3250-3850-320-wide-rangeshieldedtomographic-gamma-scanner/ 13.http://www.antech-inc.com/products/g3850-tomographic-gamma-scanner/ 46 2614,5 keV 1460,8 keV Số đếm 511,0 keV 74,96 keV PHỤ LỤC Phụ lục A: Khảo sát phông với thời gian khác Số kênh Số kênh Hình A2: Phổ phông đo 2614,5 keV 1460,8 keV 511,0 keV Số đếm 74,96 keV Hình A1: Phổ phông đo 47 32,2 keV 74,96 keV Số đếm 661,7 keV Phụ lục B: Phổ 137Cs 60Co để chuẩn lượng Số kênh 2505,7 keV 74,96 keV Số đếm 1173,2 keV 1332,5 keV Hình B1: Phổ 137Cs Số kênh Hình B2: Phổ 60Co 48 Phụ lục C: Thông tin hàm làm khớp nguồn 57Co, 133Ba, 54Mn Bảng C1: Làm khớp khoảng cách d với hiệu suất đỉnh lượng 122,1 keV nguồn 57Co Nguồn 57 Co Năng lượng (keV) 122,1 Khoảng Khoảng cách d Độ cách d (cm) làm khớp (cm) sai biệt 6,96.10-4 10,90 ± 0,05 10,96 ± 0,68 0,6% 1,26.10-4 20,90 ± 0,05 20,82 ± 1,24 0,4% 0,49.10-4 30,90 ± 0,05 29,65 ± 1,78 4,1% 0,19.10-4 40,90 ± 0,05 42,41 ± 2,51 3,7% Hiệu suất Hàm làm khớp: logd = -0,1462 - 0,3757.logε(122,1) Bảng C2: Làm khớp khoảng cách d với hiệu suất đỉnh lượng 356,0 keV nguồn 133Ba Nguồn 133 Ba Năng lượng (keV) 356,0 Khoảng Khoảng cách d Độ cách d (cm) làm khớp (cm) sai biệt 1,24.10-3 10,90 ± 0,05 11,02 ± 0,49 1,1% 0,30.10-3 20,90 ± 0,05 20,60 ± 0,88 1,4% 0,12.10-3 30,90 ± 0,05 30,08 ± 1,28 2,7% 0,06.10-3 40,90 ± 0,05 42,25 ± 1,76 3,3% Hiệu suất Hàm làm khớp: logd = -0,2259 - 0,4364.logε(356,0) 49 Bảng C3: Làm khớp khoảng cách d với hiệu suất đỉnh lượng 834,8 keV nguồn 54Mn Nguồn 54 Mn Năng lượng (keV) 834,8 Khoảng Khoảng cách d Độ cách d (cm) làm khớp (cm) sai biệt 1,97.10-3 10,90 ± 0,05 11,09 ± 0,58 1,7% 0,58.10-3 20,90 ± 0,05 20,34 ± 1,00 2,7% 0,26.10-3 30,90 ± 0,05 30,45 ± 1,46 1,5% 0,14.10-3 40,90 ± 0,05 41,93 ± 2,00 2,5% Hiệu suất Hàm làm khớp: logd = -0,3055 - 0,4991.logε(834,8) Phụ lục D: Các cơng thức liên quan tính sai số Cơng thức tính số phóng xạ sai số: ln2 T -ln2 ζλ = ζT T λ= Công thức tính hoạt độ sai số: A = A0e-λt  A   A  ζ = ζ A0  +  ζ λ  = e-λt ζ A0  A0   λ   A   ζ 2A = e-λt ζ A0  +  -tA e -λt  +  -tAζ  ζλ  2 λ Công thức tính hiệu suất sai số: ε=  ζN δε =  p N  p Np Aγt   ζ A 2  ζ γ  2  +   +   = δ Np +δ A +δ γ  A  γ   ζε = εδε Làm khớp hàm logε = a+b.logd phương pháp ma trận sai số: 50 - Ma trận sai số: ε ε  ε =  11 12   ε 21 ε 22  - Sai số hệ số a: ζa = ε11 - Sai số hệ số b: ζ b = ε 22  logε   logε   logε logε  = ζa  +  ζb  +  ζ12   a  b  a  b       = ε11 + ε 22 logE + 2.ε12 logE - Sai số logε: ζ logε fit ζ logε fit Hiệu suất sai số: y = logε fit  ε fit = 10y  ε  ζεfit =  fit ζ y  = 10 y ln(10).ζ y  y  Làm khớp hàm logd = x + y.logε cách suy ngược từ hàm logε = a + b.logd Làm khớp hàm logε = a + b.logd - Ma trận sai số: ε ε  ε =  11 12   ε 21 ε 22  - Sai số hệ số c: ζa = ε11 - Sai số hệ số d: ζ b = ε 22 Suy ngược lại hàm logd = x +y.logε logε = a + b.logd logε - a logd = = x + y.logε b a - Hệ số x sai số: x  b  x   x      a.     a    b    a    2b   a   b   b   b  - Hệ số y sai số: y = b 2 x 2 2 51  y   ζ  ζ y =  ζ b  =  2b   b   b  logε - a A logd fit = = b b ζ 2A = ζ logε + ζ a2 - Sai số logdfit: δA = δlogd fit ζA ζ ; δb = b A b 2 = δA + δb  ζ logdfit = δlogdfit d fit z = logdfit  dfit = 10z Tính d sai số:  d  ζdfit =  fit  ζ z = 10z ln(10).ζ z  z  Cơng thức tính trung bình theo trọng số sai số: x= x1.ζ x1 + x ζ x ζ x1 + ζ x 2  x   x  ζ = ζ x1  +  ζ x   x1   x  x  ζ 2x1 + ζ 2x   ζx =   ζ x + ζ x    2 i LỜI CÁM ƠN Trong suốt trình học tập thực khoá luận này, em nhận nhiều giúp đỡ tận tình thầy cô, anh chị bạn bè Bộ môn Vật lý Hạt nhân Em xin bày tỏ lòng tri ân sâu sắc đến: TS Trần Thiện Thanh, người thầy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, cung cấp tài liệu truyền đạt kinh nghiệm quý báu cho em hoàn thành tốt khoá luận TS Võ Hồng Hải, người thầy giành thời gian đọc góp ý chân thành cho khố luận em hồn thiện Các thầy cô Bộ môn Vật lý Hạt nhân giảng dạy kiến thức kinh nghiệm lĩnh vực hạt nhân Các bạn Bộ môn Vật lý Hạt nhân giúp em giải vấn đề đo đạc, xử lý số liệu động viên, giúp đỡ em Cuối cùng, xin cám ơn ba mẹ sinh thành, dưỡng dạy, động viên, khích lệ tạo điều kiện thuận lợi cho học tập Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2013 Vũ Tiến Bảo Đăng ii MỤC LỤC Trang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nước giới 1.1.1 Kỹ thuật quét gamma phân đoạn (SGS) 1.1.2 Xây dựng lại hoạt độ nguồn điểm cho đặc tính thùng rác thải phóng xạ kỹ thuật quét gamma phân đoạn 1.1.3 Kỹ thuật dùng hai đầu dò đồng 1.1.4 Kỹ thuật chụp cắt lớp gamma 1.2 Kỹ thuật quét gamma phân đoạn 1.3 Tổng quan gamma 10 1.3.1 Hiệu ứng quang điện 11 1.3.2 Tán xạ Compton 13 1.3.3 Hiệu ứng tạo cặp 14 1.3.4 Hệ số hấp thụ 16 1.4 Kết luận chương 17 CHƯƠNG 2: HỆ ĐO THỰC NGHIỆM 18 2.1 Sơ lược hệ đo thực nghiệm 18 2.2 Thiết bị thí nghiệm 18 2.3 Bộ nguồn chuẩn trình đo đạc 23 2.4 Kết luận chương 24 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 25 3.1 Quét gamma phân đoạn theo chiều dọc thùng thải quét phân đoạn ngang xoay thùng 25 3.1.1 Quét gamma phân đoạn theo chiều dọc thùng thải 25 3.1.2 Quét gamma phân đoạn theo góc xoay thùng thải 27 iii 3.2 Khảo sát đường chuẩn hiệu suất theo lượng với khoảng cách khác 29 3.3 Xác định vị trí nguồn thùng thải việc làm khớp hàm logd = x + y.logε 38 3.4 Xác định vị trí nguồn X, Y chưa biết 39 3.5 Kết luận chương 41 KẾT LUẬN 42 KIẾN NGHỊ 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHỤ LỤC 46 iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Thông tin nguồn chuẩn sử dụng trình đo 23 Bảng 3.1: Số đếm phân đoạn 26 Bảng 3.2: Số đếm theo góc 28 Bảng 3.3: Thông tin lượng gamma đặc trưng số kênh tương ứng 30 Bảng 3.4: Hiệu suất vị trí cách đầu dò 10,00 cm trước thùng 35 Bảng 3.5: Hiệu suất vị trí cách đầu dò 10,90 cm thùng 35 Bảng 3.6: Hiệu suất vị trí cách đầu dò 20,90 cm thùng 36 Bảng 3.7: Hiệu suất vị trí cách đầu dò 30,90 cm thùng 36 Bảng 3.8: Hiệu suất vị trí cách đầu dò 40,90 cm thùng 37 Bảng 3.9: Làm khớp khoảng cách d với hiệu suất đỉnh lượng 1173,2 keV nguồn 60Co 38 Bảng 3.10: Làm khớp khoảng cách d với hiệu suất đỉnh lượng 1332,5keV nguồn 60Co 38 Bảng 3.11: Làm khớp khoảng cách d với hiệu suất đỉnh lượng 1274,5 keV nguồn 22Na 39 v DANH MỤC HÌNH VẼ - ĐỒ THỊ Hình 1.1: Hệ qt gamma phân đoạn mơ hình ANTECH G3200-340 Hình 1.2: Bố trí hình học kỹ thuật dùng hai đầu dò đồng Hình 1.3: Hệ chụp cắt lớp gamma mơ hình ANTECH G3850 Hình 1.4: Bố trí hình học kỹ thuật quét gamma phân đoạn Hình 1.5: Mặt cắt ngang phân đoạn Id Hình 1.6: Hiệu ứng quang điện 12 Hình 1.7: Hiệu ứng tán xạ Compton 13 Hình 1.8: Hiệu ứng tạo cặp 15 Hình 2.1: Bố trí thí nghiệm khoá luận 18 Hình 2.2: Đầu dò NaI(Tl) 19 Hình 2.3: Ống chì bao quanh đầu dò NaI(Tl) 20 Hình 2.4: Bố trí thí nghiệm với hai đầu chì 20 Hình 2.5: Cấu tạo xe nâng 21 Hình 2.6: Cấu tạo hệ quay 22 Hình 2.7: Mơ tơ quay 22 Hình 2.8: Bộ nguồn chuẩn 24 Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn số đếm phân đoạn thùng thải 26 Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn số đếm góc thùng thải 28 Hình 3.3: Đồ thị biễu diễn làm khớp lượng (keV) theo số kênh (Ch) 30 Hình 3.4: Đầu dò khơng sử dụng ồng chuẩn trực 31 Hình 3.5: Phổ 152Eu trừ phơng đầu dò khơng sử dụng ống chuẩn trực 31 Hình 3.6: Hiệu suất theo lượng đầu dò khơng sử dụng ống chuẩn trực 32 Hình 3.7: Đầu dò sử dụng ống chuẩn trực 32 Hình 3.8: Phổ 152Eu trừ phơng đầu dò sử dụng ống chuẩn trực 33 Hình 3.9: Hiệu suất theo lượng đầu dò sử dụng ống chuẩn trực 33 vi Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn hàm logε = a + b.logE theo khoảng cách khác 37 Hình 3.11: Phổ nguồn X chưa biết thí nghiệm 39 Hình 3.12: Phổ nguồn Y chưa biết thí nghiệm 40 vii LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, lĩnh vực hạt nhân sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực giới Việc sử dụng nguyên liệu hạt nhân nhằm mục đích khác như: lò phản ứng hạt nhân; sản xuất đồng vị phóng xạ nhằm phục vụ cho việc nghiên cứu, y tế, quân sự… Quá trình hoạt động lò phản ứng hạt nhân hay nhà máy tái sinh tạo lượng rác thải phóng xạ đáng kể thường chứa thùng kín lớn Do đó, việc kiểm tra hoạt độ phóng xạ thùng rác thải yêu cầu cần thiết Hoạt động lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt nhà máy điện nguyên tử Việt Nam (dự án xây dựng) đòi hỏi có phương pháp để xác định hoạt độ phóng xạ thùng rác thải Xác định hoạt độ phóng xạ đồng vị phóng xạ có thùng rác thải điều cần thiết trước đem xử lý tiêu huỷ Để tránh rò rỉ chất phóng xạ mơi trường xung quanh bảo vệ sức khoẻ người việc xử lý rác thải phóng xạ từ lò phản ứng quan trọng Yêu cầu chung phương pháp phải xác định đồng vị phóng xạ có thùng cách nhận biết gamma đặc trưng đồng vị đó, xác định hoạt độ phóng xạ, thời gian thực việc đo đạc nhanh tốt Có nhiều kỹ thuật đề để xác định phương pháp tối ưu áp dụng vào thực tế phải xem xét đến sai số kỹ thuật đề Cho đến có nhiều kỹ thuật đặt ra: Kỹ thuật quét gamma phân đoạn (SGS - Segmented Gamma Scanning technique) Kỹ thuật sử dụng hai đầu dò đồng (Technique using two identical detectors) Kỹ thuật chụp cắt lớp gamma (TGS - Tomographic Gamma Scanning Technique) viii Kỹ thuật quét gamma phân đoạn nghiên cứu khoá luận trước sở nguồn phóng xạ thùng đặt vị trí xác định trước Vì vậy, khoá luận dùng phương pháp thực nghiệm để xác định vị trí nguồn phân bố cách ngẫu nhiên Với mục đích trên, khố luận chia làm chương: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Hệ đo thực nghiệm Chương 3: Kết thực nghiệm Cuối phần kết luận kiến nghị ... cách khác thùng thải có vải vụn Giai đoạn 3: Tiến hành khảo sát vị trí nguồn 3.1 .Quét gamma phân đoạn theo chiều dọc thùng thải quét phân đoạn ngang xoay thùng 3.1.1 .Quét gamma phân đoạn theo... quét gamma phân đoạn (SGS) kỹ thuật truyền thống để xác định đồng vị hoạt độ đồng vị thùng thải Tuy nhiên sai số hệ thống kỹ thuật lớn nhiều yếu tố: - Sự phân bố nguồn phóng xạ thùng khơng đồng. .. đếm Phân đoạn Bề dày phân đoạn (cm) Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn số đếm phân đoạn thùng thải 27 Kết luận Dựa vào số liệu bảng 3.1 đồ thị hình 3.1 xác định phân đoạn chứa nguồn phân đoạn vị trí