ĐĂC TÍNH CỦA MÀNG MỎNG NiOX PHỤ THUỘC ĐIỀU KIỆN PHÚN XẠ TỪ TRƯỜNG XUNG CÔNG SUẤT LỚN (HiPIMS)

LỜI CẢM ƠN Trong q trình thực khóa luận, em nhận giúp đỡ to lớn từ thầy cơ, bạn bè gia đình Em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến TS Trần Tuấn Anh, người tận tình hướng dẫn giúp em hồn thành khóa luận Em xin cảm ơn hội đồng chấm khóa luận dành thời gian để đọc, phát sai sót có góp ý q giá giúp khóa luận hồn thành tốt Em xin cám ơn thầy cô khoa Kỹ Thuật Hạt Nhân tận tình dạy dỗ truyền đạt kiến thức cho em suốt thời gian học tập trường Đại học Đà Lạt Con cảm ơn Ba, Mẹ Chị bên cạnh, chăm sóc động viên i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu người hướng dẫn khoa học TS.Trần Tuấn Anh ý kiến đóng góp TS.Trần Tuấn Anh công tác Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt Ngồi ra, khóa luận khơng có chép đề tài, khóa luận nhờ người khác làm thay Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung trình bày khóa luận Đà Lạt, ngày 12 tháng 12 năm 2017 Người cam đoan Nguyễn Đức Nguyên ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Các chữ viết tắt: P/T: Tỷ số hiệu suất đỉnh lượng toàn phần hiệu suất tổng (Peak to total) HPGe: Germanium siêu tinh khiết (Hyper pure Germanium) ADC: Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số MCA: Máy phân tích đa kênh (Multi channel analyzer) FWHM: Độ rộng cực đại nửa chiều cao đỉnh phổ (Full Width an Half Maximum) iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii Chương 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP HIỆU CHÍNH TRÙNG PHÙNG VÀ HỆ ĐO GAMMA 1.1 Tổng quan phương pháp hiệu trùng phùng .3 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Nguyên nhân hiệu ứng trùng phùng 1.1.3 Trùng phùng thực (True-coincidence summing) 1.1.4 Một số phương pháp hiệu chỉnh trùng phùng thực 1.1.4.1 Tỉ số theo khoảng cách .6 1.1.4.2 Tỉ số P/T .9 1.1.4.3 Phương pháp hiệu chỉnh ma trận .10 1.2 Tương tác tia γ với vật chất 13 1.2.1 Hiệu ứng quang điện 13 1.2.2 Hiệu ứng tạo cặp 14 1.2.3 Hiệu ứng Compton 15 1.3 Hệ phổ kế gamma HPGe Trung tâm Vật lý Điện tử hạt nhân 17 1.3.1 Giới thiệu đầu dò HPGe 17 1.3.2 Cơ chế hoạt động đầu dò để ghi nhận gamma 17 1.3.3 Phổ biên độ xung 17 1.3.4 Độ phân giải lượng .19 1.3.5 Hiệu suất đo 20 1.3.6 Thời gian chết 21 iv 1.3.7 Hệ phổ kế gamma HPGe Trung tâm Vật lý Điện tử hạt nhân 21 Chương 2: THỰC NGHIỆM 24 2.1 Đặc trưng nguồn gamma chuẩn .24 2.2 Thiết lập tham số đặc trưng hệ phổ kế gamma 26 2.3 Xác định phông gamma hệ đo 31 2.4 Đo đạc hiệu suất ghi đầu dò theo khoảng cách với nguồn gamma chuẩn 33 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .36 3.1 Kết xác định hiệu suất ghi đầu dò theo khoảng cách 36 3.2 Kết xác định hệ số hiệu trùng phùng thực .37 3.3 Thảo luận kết 46 KẾT LUẬN 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 v MỤC LỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Trùng phùng thêm…………………………………………… ……… Hình 1.2: Sơ đồ phân rã đơn giản mang tính lý thuyết………………… …… …4 Hình 1.3: Sự hình thành đỉnh tổng phổ gamma của60 Co……………… …… …6 Hình 1.4: Tỉ số của hiệu suất đỉnh theo lượng đo khoảng cách khác nhau………………………………………………………………………7 Hình 1.5: Sơ đồ phân rã tổng quát……………… ………………………………11 Hình 1.6: Hiệu ứng quang điện……………… …… ……………………………14 Hình 1.7: Hiệu ứng tạo cặp…………… …… …………………………………14 Hình 1.8: Hiệu ứng compton……….………………………………………… …15 Hình 1.9: Phổ phân bố độ cao xung gamma theo lượng nguồn 60Co … 18 Hình 1.10: Hàm đáp ứng detector có độ phân giải tương đối tốt độ phân giải tương đối xấu ……………………………………………………………19 Hình 1.11: Định nghĩa độ phân giải detector………………………………… 20 Hình 1.12: Hệ phổ kế gamma HPGe Trung tâm Vật lý Điện tử hạt nhân… 22 Hình 1.13: Sơ đồ khối hệ phổ kế gamma……………………………….…………22 Hình 1.14: Bộ DSP hệ phổ kế ……………………………………… ……23 Hình 2.1: Bộ nguồn chuẩn sử dụng thí nghiệm……………… …… ……25 Hình 2.2: Nguồn chuẩn 152Eu……………………………………………… ……25 Hình 2.3: Mặt cắt ngang nguồn…………………………….…………………26 Hình 2.4: Mặt cắt dọc nguồn……………….…………………………………26 Hình 2.5: Chuẩn lượng nguồn 57Co nguồn 60Co …………………… …27 Hình 2.6: Chuẩn độ phân giải lượng (FWHM) …… ……………… ……28 Hình 2.7: Giao diện chương trình FITZPEAK………………………….…………29 vi Hình 2.8: Phổ gamma nguồn 60 Co vị trí sát mặt detector xử lý FITZPEAK ……………………………………………………… ………………30 Hình 2.9: Phổ gamma nguồn 137 Cs vị trí sát mặt detector xử lý FITZPEAK…………………………………………………………………………30 Hình 2.10: Phổ phơng phóng xạ mơi trường ……………………………… ……32 Hình 3.1: Đường cong hiệu suất chưa hiệu chỉnh hiệu chỉnh vị trí nguồn sát mặt detector……………………………………………………… ……40 Hình 3.2: Đường cong hiệu suất chưa hiệu chỉnh hiệu chỉnh vị trí nguồn cách detector 5cm …………………………………………………… ……42 Hình 3.3: Đường cong hiệu suất chưa hiệu chỉnh hiệu chỉnh vị trí nguồn cách detector 10cm………………………………………………….………44 Hình 3.4: Đường cong hiệu suất vị trí 15cm…………………………… ……45 vii MỤC LỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Đặc trưng nguồn chuẩn ……………………….…….…………24 Bảng 2.2: Số liệu thực nghiệm tốc độ đếm theo đỉnh phông …… … …33 Bảng 2.3: Diện tích đỉnh sai số đỉnh lượng vị trí nguồn đặt sát mặt cách detector 5cm ……………………………………………… ……………34 Bảng 2.4: Diện tích đỉnh sai số đỉnh lượng vị trí nguồn cách detector 10cm 15cm……………………………… ………….……………….35 Bảng 3.1: Hiệu suất ghi sai số vị trí ……………………………………36 Bảng 3.2: Hệ số Rn, Rf sai số vị trí ………………….…….… ………37 Bảng 3.3: Hệ số hiệu trùng phùng thực Cf sai số vị trí …… …38 Bảng 3.4: Hiệu suất ghi chưa hiệu chỉnh vị trí sát mặt detector … ……39 Bảng 3.5: Hiệu suất ghi chưa hiệu chỉnh vị trí cách detector 5cm ……41 Bảng 3.6: Hiệu suất ghi chưa hiệu chỉnh vị trí cách detector 10cm… …43 viii MỞ ĐẦU Phương pháp phân tích, đo đạc xử lý mẫu (mẫu môi trường…) hệ phổ kế gamma (Sử dụng detector Germanium siêu tinh khiết) ứng dụng rộng rãi nhờ vào ưu điểm khả phân tích đa ngun tố, việc sử lý mẫu khơng q phức tạp đo alpha beta Khi đưa vào sử dụng hệ phổ kế cần hiệu chuẩn hệ phổ kế lượng hiệu suất, đồng thời khảo sát thông số đầu dò, khả che chắn phơng buồng chì… để thuận tiện cho việc sử dụng hệ phổ kế công tác đo đạc phân tích Vì cơng trình nghiên cứu để đưa hệ phổ kế gamma vào sử dụng phần lớn tập trung vào vấn đề hiệu suất, yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất hiệu ứng trùng phùng (đây hiệu ứng nhắc đến luận văn này), hiệu ứng tự hấp thụ, thay đổi hiệu suất theo lượng hay khoảng cách… Có hai loại trùng phùng mà ta cần phân biệt là:  Trùng phùng ngẫu nhiên hay chập xung xảy xem chồng chất gamma từ hạt nhân phóng xạ khác (thường gặp mẫu đa nguyên tố), gamma đến đầu dò khoảng thời gian phân giải hệ khuếch đại xảy tương tác quang điện  Trùng phùng thực trùng phùng tia gamma hạt nhân khơng phụ thuộc vào hoạt độ nguồn Hiện tượng xảy hạt nhân phân rã hai hay nhiều photon khoảng thời gian phân giải detector Để khảo sát hiệu ứng trùng phùng thực này, sử dụng nhiều phương pháp khác như: Phương pháp đường cong P/T, ma trận dịch chuyển, tỉ số theo khoảng cách - phương pháp sử dụng luận văn Bằng phương pháp thực nghiệm sử dụng nguồn chuẩn kết hợp với nguồn cần hiệu chỉnh trùng phùng, đo nguồn khoảng cách xa gần detector để tính hiệu suất ghi nguồn từ dùng phương pháp tỉ số khoảng cách để suy hệ số hiệu trùng phùng thực Nội dung luận văn gồm ba chương: Chương I: Tổng quan phương pháp hiệu trùng phùng hệ đo gamma 1.1 Tổng quan phương pháp hiệu trùng phùng 1.2 Tương tác xạ gamma với vật chất 1.3 Hệ phổ kế gamma HPGe Trung tâm Vật lý Điện tử hạt nhân Chương II: Thực nghiệm 2.1 Đặc trưng nguồn gamma chuẩn 2.2 Thiết lập tham số đặc trưng hệ phổ kế gamma 2.3 Xác định phông gamma hệ đo 2.4 Đo đạc hiệu suất ghi đầu dò theo khoảng cách với nguồn gamma chuẩn Chương III: Kết thảo luận 3.1 Kết xác định hiệu suất ghi đầu dò theo khoảng cách 3.2 Kết xác định hệ số hiệu trùng phùng thực 3.3 Thảo luận kết Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục  Vị trí nguồn đặt sát mặt detector nguồn cách detector 5cm BẢNG 2.3: Diện tích đỉnh sai số đỉnh lượng vị trí nguồn đặt sát mặt cách detector 5cm Vị trí nguồn Sát mặt detector Cách detector 5cm Sai số Thời Diện Tr diện gian đo tích đỉnh (ngày) tích (s) (S) đỉnh (%) 5468.6 890 2414 2.2 Sai số Thời Diện Tr diện gian đo tích đỉnh (ngày) tích (s) (S) đỉnh (%) 5458.7 56305 46372 0.6 755.03 957 755.01 991 755.04 546 Cs 88.03 122.06 136.47 276.4 302.85 356.01 383.85 661.66 754.98 Mn 834.85 Đồng vị 241 Am 109 57 736.21 48747 744.93 4978 743.84 4784 371 0.5 0.1 0.3 0.3 0.3 0.1 0.3 0.2 736.91 724 214 101802 0.3 1173.23 723.99 228 230025 Na 1274.5 754.99 171 Co 1332.49 244.7 344.28 411.12 443.97 778.9 867.38 964.08 1085.84 1112.08 1408.1 723.99 228 5338.1 76206 Co Ba 137 60 Co 22 60 59.54 46436 963789 127215 164574 416364 1267404 188978 210190 Cd 133 54 E(keV) 152 Eu 2559 511657 896818 114617 264309 638804 1924179 266004 232635 0.2 0.1 0.3 0.3 0.2 0.1 0.3 0.2 714 3018 242800 0.2 0.3 705.84 5197 1083599 0.2 95519 0.4 745.04 2395 385701 0.2 207969 78609 254484 13662 21950 62269 16262 67816 53800 62201 76628 0.2 0.4 0.2 1.4 0.9 0.4 1.1 0.4 0.4 0.4 0.4 705.84 5197 5327 66704 986737 16769 46841 3262 4434 12614 3387 12298 8514 10795 13776 0.2 1.0 0.5 3.0 2.1 0.9 2.6 0.9 1.0 0.9 0.7 34  Vị trí nguồn cách detector 10cm 15cm BẢNG 2.4: Diện tích đỉnh sai số đỉnh lượng vị trí nguồn cách detector 10cm 15cm Vị trí nguồn Sát mặt detector Đồng vị 241 Am Cd 109 57 Co 133 Ba 137 Cs Mn 60 Co 22 Na 60 Co 54 152 Eu E(keV) 59.54 88.03 122.06 136.47 276.4 302.85 356.01 383.85 661.66 834.85 1173.23 1274.5 1332.49 244.7 344.28 411.12 443.97 778.9 867.38 964.08 1085.84 1112.08 1408.1 Tr (ngày) 5465.4 746.35 747.28 745.94 746.34 715.88 705.05 747.09 705.05 5330.4 Sai số Thời Diện diện gian đo tích đỉnh tích (s) (S) đỉnh (%) 232370 76720 0.5 37504 151419 0.4 622900 0.2 9390 80168 0.3 624239 0.2 1510264 0.1 28482 4551489 0.1 621072 0.1 976 36127 0.5 16113 520859 0.1 10887 960295 0.2 7502 517082 0.1 10887 878959 0.1 32405 0.9 95656 0.4 6700 2.5 9886 1.8 26192 0.7 337559 7586 1.9 26054 0.6 16875 0.8 22552 0.8 29042 0.5 35 Cách detector 5cm Tr (ngày) Thời gian đo (s) 5469.6 735.21 133573 50505 735.85 4964 734.04 63258 735.14 704.92 702.81 735.07 702.81 5783 9924 17418 4740 17418 5340.9 462846 Sai số Diện diện tích đỉnh tích (S) đỉnh (%) 26403 0.9 105147 0.4 165629 0.3 21365 0.6 677766 0.2 1639339 0.1 4957849 0.1 672113 0.2 109393 0.3 168421 0.3 789066 0.2 171095 0.2 723090 0.2 23909 1.1 65435 0.5 4913 3.5 6223 2.9 18355 0.9 5274 2.5 17995 0.9 12594 1.1 15559 1.0 20529 0.7 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết xác định hiệu suất ghi đầu dò theo khoảng cách Từ kết thực hành chương 2, kết hợp với thông số ban đầu nguồn như: Cường độ tia gamma, hoạt độ ban đầu nguồn, thời gian phân rã (bảng 2.1 ) ta tính hiệu suất ghi sai số theo cơng thức 1.1 1.6 (mục 1.1.4.1) vị trí nguồn sát mặt detector , cách detector 5cm, 10cm, 15cm BẢNG 3.1: Hiệu suất ghi sai số vị trí Đồng vị 241 Am 109 15 cm 1.35E-03 Sai số (%) 3.2 Hiệu suất ghi (εɤ) Cs 1.11E-01 2.11E-01 2.22E-01 1.31E-01 1.29E-01 1.16E-01 1.20E-01 7.56E-02 3.3 3.0 3.3 3.1 3.1 3.0 3.1 3.0 2.34E-02 3.81E-02 3.88E-02 2.39E-02 2.25E-02 2.00E-02 1.92E-02 1.21E-02 3.3 3.0 3.3 3.1 3.1 3.0 3.1 3.0 9.14E-03 1.41E-02 1.45E-02 9.50E-03 8.95E-03 7.96E-03 7.54E-03 4.94E-03 3.3 3.0 3.3 3.1 3.1 3.0 3.1 3.1 4.63E-03 6.89E-03 7.09E-03 4.64E-03 4.37E-03 3.90E-03 3.67E-03 2.52E-03 3.3 3.0 3.4 3.1 3.1 3.0 3.1 3.0 Mn 6.42E-02 3.0 1.06E-02 3.0 4.28E-03 3.0 2.19E-03 3.0 57 Cd Co 133 Ba 137 54 Sát mặt detector Sai Hiệu suất số ghi (εɤ) (%) 1.85E-02 3.8 Khoảng cách từ nguồn đến detector (cm) cm 10 cm Sai Sai Hiệu suất Hiệu suất số số ghi (εɤ) ghi (εɤ) (%) (%) 5.63E-03 3.1 2.26E-03 3.1 60 Co 3.54E-02 3.0 7.28E-03 3.0 3.08E-03 3.0 1.58E-03 3.0 22 Na 2.62E-02 3.0 7.50E-03 3.0 3.21E-03 3.0 1.67E-03 3.0 60 Co 3.20E-02 9.51E-02 8.74E-02 5.57E-02 7.16E-02 4.38E-02 3.50E-02 4.27E-02 4.85E-02 4.24E-02 3.36E-02 3.0 3.1 3.0 3.3 3.2 3.1 3.2 3.1 3.1 3.1 3.1 6.62E-03 2.31E-02 1.84E-02 1.52E-02 1.65E-02 1.01E-02 8.32E-03 8.83E-03 8.76E-03 8.39E-03 6.88E-03 3.0 3.2 3.1 4.3 3.7 3.2 4.0 3.2 3.2 3.2 3.1 2.81E-03 8.84E-03 7.41E-03 6.17E-03 7.27E-03 4.16E-03 3.68E-03 3.70E-03 3.43E-03 3.46E-03 2.87E-03 3.0 3.2 3.1 3.9 3.6 3.1 3.6 3.1 3.2 3.1 3.1 1.45E-03 4.76E-03 3.70E-03 3.30E-03 3.34E-03 2.13E-03 1.87E-03 1.87E-03 1.87E-03 1.75E-03 1.48E-03 3.0 3.2 3.1 4.6 4.2 3.2 3.9 3.2 3.3 3.2 3.1 152 Eu 36 3.2 Kết xác định hệ số hiệu trùng phùng thực Từ bảng 3.1 ta có kết đo hiệu suất ghi vị trí nguồn đặt sát mặt detector, cách detector 5cm, 10cm, 15cm Chọn nguồn 137 Cs (đỉnh 661.66 keV) nguồn chuẩn không trùng phùng, ta tính hệ số Rn , Rf sai số (bảng 3.2) theo công thức 1.2, 1.3, 1.7, 1.8 (mục 1.1.4.1) hệ số trùng phùng Cf sai số (bảng 3.3) theo công thức 1.4, 1.9 (mục 1.1.4.1) vị trí tương ứng BẢNG 3.2: Hệ số Rn, Rf sai số vị trí Đồng vị 241 Am 109 57 Cd Co 133 54 Ba Mn Khoảng cách từ nguồn đến detector (cm) Sát mặt detector cm 10 cm 15 cm sai số sai số sai số sai số Rn Rn Rn Rf (%) (%) (%) (%) 4.0752 4.8 2.1512 4.3 2.1862 4.3 1.8647 4.4 0.6794 0.3585 0.3403 0.5774 0.5861 0.6525 0.6305 1.1778 4.5 4.3 4.5 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 0.5178 0.3183 0.3120 0.5059 0.5376 0.6048 0.6303 1.1413 4.5 4.3 4.5 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 0.5402 0.3500 0.3407 0.5194 0.5513 0.6199 0.6546 1.1524 4.5 4.3 4.5 4.4 4.3 4.3 4.3 4.3 0.5440 0.3659 0.3554 0.5437 0.5773 0.6469 0.6875 1.1486 4.5 4.3 4.5 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 60 Co 2.1325 4.3 1.6646 4.3 1.6036 4.3 1.5958 4.3 22 Na 2.8845 4.3 1.6153 4.3 1.5353 4.3 1.5103 4.3 60 Co 2.3617 0.7950 0.8648 1.3559 1.0558 1.7240 2.1596 1.7697 1.5585 1.7845 2.2521 4.3 4.3 4.3 4.5 4.4 4.3 4.4 4.3 4.3 4.29 4.28 1.8305 0.5236 0.6602 0.7979 0.7344 1.1958 1.4569 1.3713 1.3838 1.4447 1.7602 4.3 4.4 4.3 5.2 4.8 4.4 5.0 4.4 4.4 4.37 4.32 1.7543 0.5584 0.6662 0.8006 0.6788 1.1868 1.3405 1.3338 1.4387 1.4251 1.7206 4.3 4.4 4.3 5.0 4.7 4.4 4.7 4.3 4.4 4.37 4.32 1.7437 0.5292 0.6809 0.7633 0.7540 1.1841 1.3481 1.3503 1.3479 1.4443 1.7019 4.3 4.5 4.3 5.5 5.2 4.4 5.0 4.4 4.4 4.39 4.33 152 Eu 37 BẢNG 3.3: Hệ số hiệu trùng phùng thực Cf sai số vị trí Đồng vị 241 Am 109 57 1 0.9707 6.0 0.8617 6.0 0.9478 6.1 0.9486 6.4 0.8697 6.4 0.9499 6.4 1.0521 6.1 0.9218 6.1 0.9464 6.2 1.0058 6.1 0.9225 6.1 0.9461 6.1 0.9993 6.0 0.9262 6.0 0.9494 6.1 0.9086 6.1 0.9083 6.1 0.9432 6.1 1 1.3239 6.0 1.0334 6.0 0.9956 6.0 Na 1.8921 6.0 1.0595 6.0 1.0071 6.0 Co 1.3419 6.0 1.0400 6.0 0.9967 6.0 1.4884 6.2 0.9804 6.2 1.0454 6.2 1.2582 6.1 0.9605 6.1 0.9693 6.1 1.7597 7.1 1.0356 7.6 1.0390 7.4 1.3873 6.8 0.9650 7.1 0.8919 7.0 1.4424 6.1 1.0005 6.2 0.9930 6.2 1.5870 6.7 1.0707 7.1 0.9851 6.8 1.2985 6.1 1.0061 6.2 0.9787 6.2 1.1455 6.2 1.0171 6.3 1.0575 6.2 1.2241 6.1 0.9910 6.2 0.9776 6.2 1.3110 6.1 1.0246 6.1 1.0016 6.1 Cd Co 133 54 Ba Mn 60 Co 22 60 Khoảng cách từ nguồn đến detector (cm) Sát mặt detector cm 10 cm sai số sai số sai số Cf Cf Cf (%) (%) (%) 1 152 Eu 38 Như mục 1.1.4.1 trình bày, từ bảng 3.1 bảng 3.3 ta tính hiệu suất ghi sau loại bỏ hiệu ứng trùng phùng thực sai số theo cơng thức 1.5 1.10 vị trí tương ứng:  Tại vị trí sát mặt detector : BẢNG 3.4: Hiệu suất ghi chưa hiệu chỉnh vị trí sát mặt detector Đồng vị Độ lệch so Sai số hiệu với hiệu suất suất ghi ghi chưa hiệu chỉnh hiệu chỉnh (%) (%) Hiệu suất ghi chưa hiệu chỉnh (εɤ) Sai số hiệu suất ghi chưa hiệu chỉnh (%) Hiệu suất ghi hiệu chỉnh (εhc) 3.0 3.3 3.1 3.1 3.0 3.1 3.0 2.05E-01 2.11E-01 1.38E-01 1.30E-01 1.16E-01 1.09E-01 4.69E-02 6.7 7.2 6.9 6.8 6.7 6.8 6.7 2.8 5.0 5.3 0.8 0.0 9.2 32.5 60 Co 2.11E-01 2.22E-01 1.31E-01 1.29E-01 1.16E-01 1.20E-01 3.54E-02 22 Na 2.62E-02 3.0 4.96E-02 6.7 89.3 60 Co 3.20E-02 9.51E-02 8.74E-02 5.57E-02 7.16E-02 4.38E-02 3.50E-02 4.27E-02 4.85E-02 4.24E-02 3.36E-02 3.0 3.1 3.0 3.3 3.2 3.1 3.2 3.1 3.1 3.1 3.1 4.29E-02 1.42E-01 1.10E-01 9.81E-02 9.93E-02 6.32E-02 5.55E-02 5.55E-02 5.56E-02 5.18E-02 4.40E-02 6.7 6.9 6.8 7.9 7.5 6.9 7.4 6.8 6.9 6.9 6.8 34.1 49.3 25.9 76.1 38.7 44.3 58.6 30.0 14.6 22.2 31.0 57 Co 133 152 Ba Eu 39 Hiệu suất ghi chưa hiệu chỉnh Hiệu suất ghi hiệu chỉnh -0.4 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5 2.7 2.9 3.1 -0.6 -0.8 -1 -1.2 -1.4 -1.6 -1.8 -2 Hình 3.1: Đường cong hiệu suất chưa hiệu chỉnh hiệu chỉnh vị trí nguồn sát mặt detector 40 3.3  Tại vị trí cách detector 5cm: BẢNG 3.5: Hiệu suất ghi chưa hiệu chỉnh vị trí cách detector 5cm Đồng vị Hiệu suất ghi chưa hiệu chỉnh (εɤ) Sai số hiệu suất ghi chưa hiệu chỉnh (%) Hiệu suất ghi hiệu chỉnh (εhc) 3.0 3.3 3.1 3.1 3.0 3.1 3.0 3.28E-02 3.38E-02 2.21E-02 2.08E-02 1.86E-02 1.75E-02 7.52E-03 Độ lệch so Sai số hiệu với hiệu suất suất ghi ghi chưa hiệu chỉnh hiệu chỉnh (%) (%) 6.7 13.9 7.2 12.9 6.9 7.5 6.8 7.6 6.7 7.0 6.8 8.9 6.7 3.3 60 Co 3.81E-02 3.88E-02 2.39E-02 2.25E-02 2.00E-02 1.92E-02 7.28E-03 22 Na 7.50E-03 3.0 7.95E-03 6.7 6.0 60 Co 6.62E-03 2.31E-02 1.84E-02 1.52E-02 1.65E-02 1.01E-02 8.32E-03 8.83E-03 8.76E-03 8.39E-03 6.88E-03 3.0 3.2 3.1 4.3 3.7 3.2 4.0 3.2 3.2 3.2 3.1 6.88E-03 2.27E-02 1.76E-02 1.57E-02 1.59E-02 1.01E-02 8.90E-03 8.89E-03 8.90E-03 8.31E-03 7.05E-03 6.7 7.0 6.8 8.7 8.0 6.9 8.1 6.9 7.0 7.0 6.9 3.9 1.7 4.3 3.3 3.6 0.0 7.0 0.7 1.6 1.0 2.5 57 Co 133 152 Ba Eu 41 Hiệu suất ghi chưa hiệu chỉnh Hiệu suất ghi hiệu chỉnh -1 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5 2.7 2.9 3.1 -1.2 -1.4 -1.6 -1.8 -2 -2.2 -2.4 Hình 3.2: Đường cong hiệu suất chưa hiệu chỉnh hiệu chỉnh vị trí nguồn cách detector 5cm 42 3.3  Tại vị trí cách detector 10cm: BẢNG 3.6: Hiệu suất ghi chưa hiệu chỉnh vị trí cách detector 10cm Đồng vị Hiệu suất ghi chưa hiệu chỉnh (εɤ) Sai số hiệu suất ghi chưa hiệu chỉnh (%) Hiệu suất ghi hiệu chỉnh (εhc) 3.0 3.3 3.1 3.1 3.0 3.1 3.0 1.34E-02 1.38E-02 8.99E-03 8.47E-03 7.56E-03 7.11E-03 3.06E-03 Độ lệch so Sai số hiệu với hiệu suất suất ghi ghi chưa hiệu chỉnh hiệu chỉnh (%) (%) 6.8 5.0 7.2 4.8 6.9 5.4 6.8 5.4 6.8 5.0 6.8 5.7 6.7 0.6 60 Co 1.41E-02 1.45E-02 9.50E-03 8.95E-03 7.96E-03 7.54E-03 3.08E-03 22 Na 3.21E-03 3.0 3.24E-03 6.8 0.9 60 Co 2.81E-03 8.84E-03 7.41E-03 6.17E-03 7.27E-03 4.16E-03 3.68E-03 3.70E-03 3.43E-03 3.46E-03 2.87E-03 3.0 3.2 3.1 3.9 3.6 3.1 3.6 3.1 3.2 3.1 3.1 2.80E-03 9.24E-03 7.18E-03 6.41E-03 6.49E-03 4.13E-03 3.63E-03 3.62E-03 3.63E-03 3.39E-03 2.87E-03 6.7 6.8 8.4 7.9 6.9 7.7 6.9 7 6.8 0.4 4.5 3.1 3.9 10.7 0.7 1.4 2.2 5.8 2.0 0.0 57 Co 133 152 Ba Eu 43 Hiệu suất ghi chưa hiệu chỉnh Hiệu suất ghi hiệu chỉnh -1.5 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5 2.7 2.9 3.1 -1.7 -1.9 -2.1 -2.3 -2.5 -2.7 -2.9 Hình 3.3: Đường cong hiệu suất chưa hiệu chỉnh hiệu chỉnh vị trí nguồn cách detector 10cm 44 3.3  Tại vị trí cách detector 15cm: -1.8 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5 2.7 -2 -2.2 -2.4 -2.6 -2.8 -3 -3.2 Hình 3.4: Đường cong hiệu suất vị trí 15cm 45 2.9 3.1 3.3 3.3 Thảo luận kết Chúng ta hiệu chỉnh hiệu ứng trùng phùng thực đo phổ gamma vị trí nguồn sát mặt detector, nguồn cách detector 5cm, 10cm phương pháp thực nghiệm Bảng 3.1 cho ta hiệu suất ghi lúc chưa hiệu chỉnh trùng phùng, bảng 3.4, 3.5 bảng 3.6 cho ta hiệu suất đỉnh sau hiệu chỉnh trùng phùng Các bảng 3.2 3.3 cho ta hệ số trùng phùng xác định phương pháp thực nghiệm Số liệu hiệu suất ghi đầu dò có xu hướng giảm dần theo lượng Nguyên nhân lượng lớn xác suất tia gamma khỏi vùng nhạy đầu dò cao, nghĩa xác suất ghi nhận đầu dò thấp làm cho hiệu suất ghi giảm lượng tăng Sai số phép đo hiệu suất ghi đầu dò khoảng từ 3-4% sai số chấp nhận Sai số sinh sai số thông số nguồn hoạt độ nguồn, cường độ phát Iɤ , trình xử lý phổ Ta thấy bảng 3.3 hệ số trùng phùng nguồn đơn 109 Cd, 54 241 Am, Mn, 137Cs 1, nguồn đơn không bị ảnh hưởng hiệu ứng trùng phùng Còn nguồn 57 Co, 133Ba, 60Co, 22Na, 152 Eu hệ số trùng phùng khác 1, ảnh hưởng hiệu ứng trùng phùng, ảnh hưởng tương tác hiệu ứng Compton, hiệu ứng tạo cặp… Bằng thực nghiệm ta xây dựng đường cong hiệu suất trước sau hiệu chỉnh trùng phùng thực nhiều khoảng cách khác Kết làm nên tảng để áp dụng cho tốn khác Chẳng hạn ta có nguồn đo chưa biết hoạt độ ta dùng đường cong hiệu suất để suy hoạt độ thơng qua cơng thức tính hiệu suất đỉnh lượng toàn phần So sánh hệ số trùng phùng hai vị trí nguồn đặt sát mặt detector nguồn cách detector 10cm ta nhận thấy độ sai biệt lớn khoảng 1.9 lần vị trí khoảng cách gần detector hiệu ứng trùng phùng xảy nhiều Ở vị trí nguồn đặt sát mặt detector, tượng số đếm trùng phùng mạnh nhất, xa tượng trùng phùng giảm rõ rệt 46 KẾT LUẬN Với mục đích ban đầu đặt xác định hệ số trùng phùng cho hệ phổ kế gamma sử dụng Detector HPGe Trong chương ta giải vấn đề:  Định nghĩa nguyên nhân hình thành tượng trùng phùng phân tích phổ gamma Trong chương có giới thiệu phương pháp để hiệu trùng phùng thực, đặc biệt phương pháp thực nghiệm  Các tương tác gamma với vật chất, sâu tương tác gamma với nguyên tử hiệu ứng quang điện, tạo cặp hiệu ứng Compton  Giới thiệu sơ lược chế ghi nhận phổ loại detector, cấu tạo hệ phổ kế gamma Trung tâm Vật lý Điện tử hạt nhân Thành công luận văn xác định hệ số trùng phùng thực nghiệm thiết lập đường cong hiệu suất đỉnh lượng khoảng cách khác Vì thời gian hạn hẹp nên luận văn tính hiệu suất đỉnh phương pháp nên so sánh với phương pháp khác phương pháp bán thực nghiệm phương pháp mô 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Thomas.M Semkow, Ghazala Methmood, Pravin P Parekh and Mark Virgil (1990), Coincidence summing in gamma-ray spectroscopy, Nuclear Instruments and Methods in Physic Research A20, 437-444 [2] Trần Thiện Thanh (2007), Hiệu chỉnh trùng phùng tổng hệ phổ kế gamma sử dụng chương trình MCNP , Luận văn Thạc sĩ Vật lý [3] Lương Tiến Phát (2008), Khảo sát hiệu ứng trùng phùng tổng đo phổ gamma, Khoá luận tốt nghiệp [4] S I Kafala (1995), Simple mehod for true coincidence summing correction, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 105-114 [5] Châu Văn Tạo (2004), An tồn xạ ion hóa , Nhà xuất Đại học Quốc gia TPHCM [6] R.J Gehrke, R.G Helmer, R.C Greenwood (1977), Precise relative -ray intensitive for calibration of Ge semiconducter detectors, Nuclear Intrusments and Methods 147, 405-423 [7] Trần Phong Dũng, Châu Văn Tạo, Nguyễn Hải Dương (2005), Phương pháp ghi xạ ion hóa, Nhà xuất Đại học Quốc gia TPHCM [8] Đặng Nguyên Phương (2006), Khảo sát đường cong hiệu suất detector HPGe chương trình MCNP, Khố luận tốt nghiệp 48