Luận văn thạc sĩ nghiên cứu giảm phông buồng chì của hệ phổ kế gamma dùng detector HPGe GEM 15p4

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ ĐỖ THỊ THANH VƯỢNG NGHIÊN CỨU GIẢM PHÔNG BUỒNG CHÌ CỦA HỆ PHỔ KẾ GAMMA DÙNG DETECTOR HPGe GEM 15P4 TP HỒ CHÍ MINH – 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Người hướng dẫn khoa học: TS VÕ XUÂN ÂN ĐỖ THỊ THANH VƯỢNG NGHIÊN CỨU GIẢM PHƠNG BUỒNG CHÌ CỦA HỆ PHỔ KẾ GAMMA DÙNG DETECTOR HPGe GEM 15P4 Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử, hạt nhân lượng cao Mã số: 60 44 05 TP HỒ CHÍ MINH – 2011 LỜI CẢM ƠN Trong q trình hồn thành luận văn, nhận nhiều quan tâm, động viên, giúp đỡ q Thầy Cơ, gia đình bạn bè Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc đến: TS Võ Xuân Ân, người Thầy kính mến, mang đến cho kiến thức khoa học phương pháp nghiên cứu khoa học, truyền đạt cho tinh thần học hỏi tinh thần trách nhiệm cao công việc Người Thầy tận tâm hướng dẫn, nhắc nhở động viên tơi suốt q trình thực luận văn Thầy PGS TS Lê Văn Hoàng, Thầy TS Nguyễn Văn Hoa, hai người Thầy gợi ý phương hướng nghiên cứu, đóng góp ý kiến động viên tơi từ ngày đầu thực luận văn Quý Thầy Cô Bộ môn Vật lý hạt nhân Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm TP.HCM đóng góp ý kiến thảo luận q báu ln tạo điều kiện thuận lợi sở vật chất để tơi thực nghiên cứu phục vụ cho luận văn Bạn Trịnh Hoài Vinh, Thầy Bá Văn Khơi người ln nhiệt tình giúp đỡ từ bắt đầu hoàn thành luận văn Xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến cha mẹ gia đình MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC LIÊN QUAN ĐẾN VẤN ĐỀ GIẢM PHƠNG BUỒNG CHÌ CỦA HỆ PHỔ KẾ GAMMA 1.1.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nước .8 1.2 CƠ SỞ VẬT LÝ TƯƠNG TÁC CỦA GAMMA VỚI VẬT CHẤT 1.2.1 Hấp thụ quang điện 1.2.2 Tán xạ Compton 11 1.2.3 Hiệu ứng tạo cặp .14 1.2.4 Bức xạ hãm .15 1.2.5 Sự suy giảm xạ gamma qua vật chất .16 1.3 HỆ PHỔ KẾ GAMMA 17 1.3.1 Cấu trúc hệ phổ kế gamma .17 1.3.2 Các đặc trưng kỹ thuật detetor bán dẫn 18 1.4 PHƠNG PHĨNG XẠ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM PHÔNG 20 1.4.1 Nguồn gốc phóng xạ mơi trường 20 1.4.2 Phơng phóng xạ phổ lượng gamma ghi nhận detector 25 1.4.3 Các phương pháp giảm phông 25 Chương 2: NGHIÊN CỨU GIẢM PHƠNG BUỒNG CHÌ BẰNG CHƯƠNG TRÌNH MCNP5 30 2.1 PHƯƠNG PHÁP MONTE CARLO VÀ CHƯƠNG TRÌNH MCNP5 30 2.1.1 Phương pháp Monte Carlo 30 2.1.2 Chương trình MCNP5 .32 2.2 CÁC TIÊU CHÍ LỰA CHỌN VẬT LIỆU CHE CHẮN GIẢM PHÔNG 38 2.3 XÂY DỰNG BỘ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO 41 2.3.1 Hệ phổ kế gamma PTN VLHN Trường ĐHSP TP.HCM 41 2.3.2 Input chương trình MCNP5 47 2.4 TÍNH ĐÚNG ĐẮN CỦA MƠ HÌNH 50 2.5 TÍNH TỐN BỀ DÀY LỚP THIẾC VÀ BỀ DÀY LỚP ĐỒNG 53 Chương 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ VỀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 PHỤ LỤC 77 BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Việt Tiếng Anh ACTL Thư viện số liệu ACTL ACTivation Library ADC Khối biến đổi tương tự – số Analog – to – digital converter CSS Hệ phổ kế triệt Compton Compton Suppression Spectrometer DETEFF Chương trình mơ Monte DETector EFFiciency Carlo DETEFF ĐHKHTN TP.HCM Đại học Khoa học Tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh ĐHSP TP.HCM Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh ENDF Thư viện số liệu ENDF Evaluated Nuclear Data File ENDL Thư viện số liệu ENDL Evaluated Nuclear Data Library FWFM FWHM FWTM Độ rộng đỉnh lượng toàn Full width at fiftieth phần 1/50 chiều cao cực đại maximum Độ rộng đỉnh lượng toàn Full width at haft phần 1/2 chiều cao cực đại maximum Độ rộng đỉnh lượng toàn Full width at tenth phần 1/10 chiều cao cực đại maximum Ge GEB Germanium Mở rộng lượng Gauss Gaussian Energy Broadenning Ge(Li) Detector germanium khuếch tán Germanium(Lithium) lithium GEANT Chương trình mơ Monte GEANT Carlo GEANT A toolkit for the simulation of the passage of particles through matter HPGe HQCC Detector germanium siêu tinh High Purity khiết Germanium Hiệu che chắn LN Liquid Nitrogen MCA Máy phân tích biên độ đa kênh Multi channel analysis MCG Chương trình Monte Carlo Monte Carlo Gamma gamma xử lý photon lượng cao MCN Chương trình Monte Carlo Monte Carlo Neutron gamma xử lý toán vận chuyển neutron MCNG MCNP NPPs Chương trình Monte Carlo ghép Monte Carlo Neutron cặp neutron – gamma Gamma Chương trình mơ Monte Monte Carlo N – Carlo MCNP Particle Nhà máy điện hạt nhân Nuclear Power Plants Cofrentes, Tây Ban Nha at Cofrentes, Valencia, Spain P/C Tỷ số đỉnh/Compton TTHN TP.HCM Trung tâm Hạt nhân Thành phố Hồ Chí Minh PTN VLHN Phịng thí nghiệm Vật lý Hạt nhân Peak/Compton DANH MỤC CÁC BẢNG STT Bảng Diễn giải Trang 1.1 Họ uranium (4n+2) 25 1.2 Họ actinium (4n+3) 26 1.3 Họ thorium (4n) 27 1.4 Một số hạt nhân phóng xạ nhân tạo phổ biến 29 2.1 Các kiểu tally MCNP5 43 2.2 Các phản ứng neutron với detector 44 Tốc độ đếm đỉnh lượng xuất 2.3 phép đo phông hệ phổ kế gamma 52 PTN VLHN Trường ĐHSP TP.HCM Hiệu suất tính toán detector khảo sát 2.4 xạ gamma từ mơi trường bên ngồi vào buồng chì có lượng từ 185,8 – 609,3 63 keV Hiệu suất tính tốn detector khảo sát 2.5 xạ gamma từ mơi trường bên ngồi vào buồng chì có lượng từ 1120,3 – 64 1764,5 keV Kết khảo sát thay đổi hiệu suất tính tốn detector theo bề dày lớp Sn, Cu bề dày 10 2.6 lớp Sn, Cu ứng với HQCC 95% 71 trường hợp (1-A), (1-B), (1-C), (1-D) vạch lượng tia X đặc trưng Pb Kết khảo sát thay đổi hiệu suất tính tốn detector theo bề dày lớp Sn, Cu bề dày 11 2.7 lớp Sn, Cu ứng với HQCC 95% trường hợp (2-A), (2-B), (2-C), (2-D) vạch lượng tia X đặc trưng Pb 75 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ STT Hình Diễn giải Trang 1.1 Cơ chế tượng quang điện 11 1.2 Đỉnh hấp thụ toàn phần ứng với lượng E 12 1.3 Tán xạ Compton 13 Phân bố số photon tán xạ Compton 1.4 đơn vị góc khối góc tán xạ θ hệ tọa độ cực tương ứng với lượng tới 15 khác Nền Compton ứng với lượng gamma tới 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 10 1.10 11 1.11 12 2.1 Sơ đồ phân rã 210Pb 45 13 2.2 Cấu trúc bên detector HPGe 49 14 2.3 E Hiệu ứng tạo cặp Phổ xạ hãm electron có lượng cực đại 2,8 MeV 28Al Sơ đồ khối hệ phổ kế gamma Mặt cắt ngang (a) mặt cắt dọc (b) che chắn thụ động chủ động Phương pháp giảm phông kỹ thuật phản trùng phùng Phương pháp giảm phông kỹ thuật phản trùng phùng kép Mặt cắt dọc detector HPGe GEM 15P4 (đơn vị mm) 16 16 19 20 32 33 33 50 Mặt cắt dọc buồng chì che chắn phơng phóng 15 2.4 xạ PTN VLHN Trường ĐHSP TP.HCM 50 (đơn vị mm) 16 2.5 Thứ tự lớp vật liệu dùng để giảm phông môi trường 57 Sự thay đổi hiệu suất tính tốn detector theo bề dày lớp Cu trường hợp (1-A) 17 2.6 khảo sát xạ gamma từ mơi trường 67 bên ngồi vào buồng chì có lượng từ 1120,3 – 1764,5 keV Sự thay đổi hiệu suất tính tốn detector 18 2.7 theo bề dày lớp Cu trường hợp (1-A) vạch lượng tia X đặc trưng 70 Pb Sự thay đổi hiệu suất tính tốn detector 19 2.8 theo bề dày lớp Cu trường hợp (2-A) vạch lượng tia X đặc trưng Pb 74 chắn tốt tìm ứng với HQCC 95% trường hợp (1-D) 2,24 ± 0,09 mm Các kiến nghị: Hiện hệ phổ kế bị hư hỏng tạm ngừng hoạt động nên chưa có đo đạc thực nghiệm Trong tương lai hệ phổ kế hoạt động trở lại, chúng tơi thiết kế thí nghiệm để kiểm chứng bề dày lớp che chắn Sn Cu đưa Để đạt hiệu giảm phông tốt cần phải tiếp tục nghiên cứu phương pháp giảm phông gây nguyên nhân khác phông neutron, tia vũ trụ, nhiễu điện tử … TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Võ Xuân Ân (2008), Nghiên cứu hiệu suất ghi nhận detector bán dẫn siêu tinh khiết (HPGe) phổ kế gamma phương pháp Monte Carlo thuật toán di truyền, luận án tiến sĩ, Trường ĐHKHTN TP.HCM [2] Trần Khắc Ân, Cao Văn Chung, Trần Văn Hùng (2007), “Sử dụng code MCNP4C xác định vị trí liều cực tiểu thùng hàng tỷ trọng hàng chiếu khác phục vụ công tác vận hành máy chiếu xạ STSV- Co60/B trung tâm nghiên cứu triển khai công nghệ xạ”, Báo cáo Hội nghị Khoa học & Cơng nghệ Hạt nhân tồn quốc lần thứ VII, Đà Nẵng, trang 39 [3] Nguyễn Văn Đỗ, Phạm Đức Khuê (2000), “Phân tích Uran phương pháp đo phổ gamma tự nhiên kích hoạt neutron”, Hội nghị Vật lý toàn quốc lần thứ Hà Nội 2/2000 [4] Võ Văn Hồng (2004), Mơ Vật lý, Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP HCM [5] Phạm Quốc Hùng (2007), Vật lý hạt nhân ứng dụng, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Hà Nội [6] Ngô Quang Huy (2006), Cơ sở vật lý hạt nhân, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [7] Ngơ Quang Huy, Đỗ Quang Bình, Võ Xn Ân (2005), “Nghiên cứu tăng bề dày lớp germanium bất hoạt detector bán dẫn siêu tinh khiết chương trình MCNP”, Tạp chí phát triển Khoa học & Công nghệ, Đại học Quốc Gia TP.HCM, tập 8, số 12, trang 35 – 43 [8] Ngô Quang Huy, Đỗ Quang Bình, Võ Xn Ân (2006), “Mơ phổ gamma phức tạp đo hệ phổ kế gamma dùng detector chương trình MCNP”, Tạp chí phát triển Khoa học & Công nghệ, Đại học Quốc Gia TP.HCM, tập 9, số 9, trang 63 – 70 [9] Ngô Quang Huy, Đỗ Quang Bình, Võ Xuân Ân (2007), “Khảo sát ảnh hưởng thông số vật lý đến hiệu suất đếm detector bán dẫn siêu tinh khiết chương trình MCNP4C2”, Tạp chí phát triển Khoa học & Công nghệ, Đại học Quốc Gia TP.HCM, tập 10, số 5, trang 21 – 26 [10] Trương Thị Hồng Loan, Đặng Nguyên Phương, Mai văn Nhơn (2008), “Khảo sát ảnh hưởng việc trừ phơng có khơng có che chắn mẫu hệ phổ kế gamma”, Hội nghị Khoa học lần thứ 6, Trường ĐHKHTN, Đại học Quốc Gia TP.HCM, trang 54 [11] Trương Thị Hồng Loan, Đặng Nguyên Phương, Mai văn Nhơn (2008), “Làm khớp miền liên tục phổ gamma kỹ thuật B-Spline”, Báo cáo Hội nghị Khoa học lần thứ 6, Trường ĐHKHTN, Đại học Quốc Gia TP.HCM, trang 54 [12] Trương Thị Hồng Loan, Mai Văn Nhơn, Đặng Nguyên Phương, Trần Ái Khanh Trần Thiện Thanh (2007), “Mô Monte Carlo đường cong hiệu suất đỉnh detector HPGe hệ phổ kế gamma mơi trường sử dụng chương trình MCNP4C2”, Tạp chí phát triển Khoa học & Cơng nghệ, Đại học Quốc Gia TP HCM, tập 10, số 5, trang 33 – 40 [13] Trương Thị Hồng Loan, Phan Quý Trúc, Đặng Nguyên Phương, Trần Ái Khanh, Trần Thiện Thanh, Trần Đăng Hoàng (2008), “Nghiên cứu phổ gamma tán xạ ngược detector HPGe phương pháp Monte Carlo”, Tạp chí phát triển Khoa học & Công nghệ, Đại học Quốc Gia TP HCM, tập 11, số 6, trang 61 – 66 [14] Trương Thị Hồng Loan, Đặng Nguyên Phương, Mai văn Nhơn (2008), “Mô hàm đáp ứng cho hệ phổ kế gamma phương pháp Monte Carlo kết hợp với kỹ thuật nội suy”, Hội nghị Khoa học lần thứ 6, Trường ĐHKHTN, Đại học Quốc Gia TP.HCM, trang 54 [15] Trương Thị Hồng Loan, Trần Ái Khanh, Đặng Nguyên Phương, Đỗ Phạm Hữu Phong (2008), “Chuẩn hiệu suất detector HPGe với hình học mẫu lớn phương pháp Monte Carlo”, Báo cáo tổng kết kết đề tài KHCN cấp ĐHQG, Mã số B2007-1808, Trường ĐHKHTN Đại học Quốc Gia, TP HCM [16] Trương Thị Hồng Loan, Đặng Nguyên Phương, Mai Văn Nhơn, Lê Văn Ngọc (2009), “Giải cuộn phổ gamma hệ detector HPGe số nguồn dạng điểm”, Báo cáo oral Hội nghị Khoa học & Cơng nghệ Hạt nhân tồn quốc lần thứ VIII, Nha Trang, trang 12 [17] Trương Thị Hồng Loan, Mai Văn Nhơn, Đặng Nguyên Phương, Nguyễn Thị Hoàng Oanh (2009), “Nâng cao khả phát phép đo hoạt độ thấp hệ phổ kế gamma phương pháp giải cuộn”, Báo cáo Hội nghị Khoa học & Cơng nghệ Hạt nhân tồn quốc lần thứ VIII, Nha Trang, trang 14 [18] Trương Thị Hồng Loan (2009), Áp dụng phương pháp mô Monte Carlo để nâng cao chất lượng hệ phổ kế gamma sử dụng detector bán dẫn HPGe, Luận án tiến sĩ, Trường ĐHKHTN TP.HCM [19] Trần Văn Luyến (2005), Nghiên cứu phông phóng xạ vùng Nam Việt Nam, Luận án tiến sĩ Trường ĐHKHTN TP.HCM [20] Lê Văn Ngọc, Trần Văn Hùng (2005), Bài giảng lớp tập huấn MCNP, Trung Tâm Đào Tạo, Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt [21] Mai Văn Nhơn, Lê Văn Ngọc, Trương Thị Hồng Loan, Đặng Nguyên Phương (2009), “Bước đầu nghiên cứu phổ gốc hệ phổ kế gamma thuật toán ML-EM mơ MCNP”, Tạp chí phát triển Khoa học & Công nghệ, Đại học Quốc Gia TP.HCM [22] Mai Văn Nhơn, Trương Thị Hồng Loan, Trần Ái Khanh, Trần Thiện Thanh, Đặng Nguyên Phương (2008), “Nghiên cứu ảnh hưởng tán xạ nhiều lần từ vật liệu xung quanh detector lên phổ lượng gamma đầu dò chương trình MCNP”, Tạp chí phát triển Khoa học & Cơng nghệ, Đại học Quốc Gia TP.HCM, tập 11, số 10, trang 66 – 76 [23] Mai Văn Nhơn, Trương Thị Hồng Loan, Trần Thiện Thanh, Đặng Nguyên Phương, Lê Văn Ngọc, Trần Văn Hùng (2009), “Nghiên cứu hàm đáp ứng detector HPGe với gamma lượng thấp 100 keV chương trình MCNP5 với kỹ thuật SSW – SSR”, Báo cáo oral Hội nghị Khoa học Công nghệ Hạt nhân toàn quốc lần thứ VIII, Nha Trang, trang 10 [24] Đặng Nguyên Phương, Nguyễn Võ Hoài Thơ, Trương Thị Hồng Loan (2008), “Xây dựng chương trình hiệu chỉnh trùng phùng cho hệ phổ kế gamma”, Hội nghị khoa học lần thứ 6, Trường ĐHKHTN Đại Học Quốc Gia TP.HCM, trang 53 [25] Châu Văn Tạo (2004), An tồn xạ ion hóa, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP HCM [26] Hồ Hữu Thắng, Nguyễn Xuân Hải, Trần Tuấn Anh, Nguyễn Kiên Cường (2007), “Ứng dụng MCNP4C2 xác định cấu hình che chắn tối ưu cho hệ phổ kế cộng biên độ xung trùng phùng”, Báo cáo Hội nghị Khoa học Công nghệ Hạt nhân toàn quốc lần thứ VII, Đà Nẵng, trang 55 [27] Nguyễn Thị Cẩm Thu (2010), Khảo sát phông tối ưu hóa hiệu suất cho hệ phổ kế gamma HPGe phép đo mẫu môi trường, Luận văn thạc sĩ, Trường ĐHKHTN TP.HCM [28] Trịnh Hoài Vinh (2011), Áp dụng chương trình MCNP5 để tính tốn hiệu suất detector HPGe GEM 15P4, Luận văn thạc sĩ, Trường ĐHSP TP.HCM [29] Phạm Nguyễn Thành Vinh (2011), Nghiên cứu đánh giá số thông số kỹ thuật hệ phổ kế gamma dùng detector HPGe GEM 15P4, Luận văn thạc sĩ, Trường ĐHSP TP.HCM Tiếng Anh [30] AMETEK, INC ORTEC Technical Support Specialist (2007), Solid – state photon detector [31] AMETEK, INC ORTEC Technical Support Specialist (2010), Germanium Detector Diagram [32] Breier R., Povinec P.P (2010), “Simulation of background characteristics of low-level gamma-ray spectrometers using MonteCarlo method”, Applied Radiation and Isotopes 68, p 1231 – 1235 [33] Briesmeister J.F., Ed (2001), MCNP4C2- Monte Carlo N – particle Transport Code System, Los Alamos National Laboratory, LA-13709-M [34] Canberra Industries, Inc (1999), “Genie – 2000 Spectroscopy System Operation”, Canberra Industries, Inc., Connecticut [35] Debertin K., Helmer R.G (1988), Gamma – ray and X – ray spectromery with semiconductor detectors, Science Publishing Copany, Inc., Amsterdam [36] Dryak P., Kovar P (2006), “Experimental and MC determination of detector efficiency in the 40 – 2754 keV energy range for measuring point source geometry with the source – to – detector distance of 25 cm”, Appl Rad and Isot., 1346 – 1349 [37] Gordon R Gilmore (2008), Partical Gamma – ray Spectrometry, 2nd Edition, Nuclear Training Services Ltd Warrington, UK [38] Heusser G (1990), “Studies of γ – ray background with a low level germanium spectrometer”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B58, p 79 – 84 [39] Hurtado S., Garcia-Leon M., Gercia-Tenorio R (2006), “Optimized background reduction in low – level gamma – ray spectrometry at a surface laboratory”, Applied Radiation and Isotopes 64, p 1006 – 1012 [40] Huy N.Q., Binh D.Q., An V.X (2007), “Study on the increase of inactive germanium layer in a high purity germanium detector after a long time operation applying MCNP code”, Nucl Instr and Meth., A573 384 – 388 [41] Kim K.H., Burnett W.C., (1985) “226Ra in phosphate nodules from the Peru/Chileseafloor” Geochimica et Cosmoschimica Acta 49, p 1073 – 1081 [42] Knoll G.F (1999), Radiation detection and measurement, third edition, John Wiley & Sons, Inc., New York [43] Kohler M., Degering D., Laubenstein M., Quirin P., Lampert M-O., Hult M., Arnold D., Neumaier S., Reyss J.-L., (2009), “A new low – level γ – ray spectrometry system for environmental radioactivity at the underground laboratory Felsenkeller”, Applied Radiation and Isotopes 67, p 736 – 740 [44] Krzysztof Kozak, Jerzy W Mietelski, Miroslawa Jasinska, Pawel Gaca, (2001) “Decreasing of the natural background counting – passive and active method”, NUKLEONIKA 46 (4), p 165 – 169 [45] Lau H.M., Sakanoue M., Komura K., (1982), “Absolute determination of uranium concentration by hyperpure Germanium LEPS” Nuclear Instrument and Methods in Physics Research A, p 200 [46] Laurec J., Blanchard X., Pointurier F., Adam A., (1996), “A new low background gamma spectrometer equipped with an anti-cosmic device”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 369, p 566 – 571 [47] Le Van Ngoc (2005), “Study on determination of the detector’s registering characteristics by MCNP4C2”, Internal Report, CD/05/04-13, VAEC [48] Le Van Ngoc, Nguyen Thi Thanh Huyen and Nguyen Hao Quang (2007), “Study on Monte Carlo calculation of peak efficiencies of the superpure HPGe detector (GMX) in environmental gamma spectrometry with using MCNP4C2”, VNU Journal of Science, Hanoi, Vol 23, No.2, 99 – 104 [49] Mrđa D., Bikit I., Veskovic M., Forkapic S., Todorovic N., Harissopulus S (2007), “Fist tests of the big volume ultra background gammaspectrometer”, Low and medium energy nuclear physics, p 157 – 162 [50] Mđra D., Bikit I., Zikic-Todorovic N., Forkapic S., Slivka J., Veskovic M (2007), “First tests of the active shield for a gamma ray spectrometer”, Radiation Measurements 42, p 1361 – 1367 [51] Nunez-Lagos R., Virto A., (1996), “Shielding and Background Reduction”, Applied Radiation and Isotopes 47, p 1011 – 1021 [52] Rodenas J., Martinavarro A and Rius V (2000), “Validation of the MCNP code for the simulation of GE-detector calibration”, Nucl Instr and Meth A450 88 – 97 [53] Salgado C.M., Claudio C Conti and Paulo H.B Becker (2006), “Determination of Detector Response using MCNP5 for 20 – 150 keV X – rays”, Appl Rad and Isot., 64 700 – 705 [54] Semkow T.M., Parekh P.P., Schwenker C.D., Khan A.J., Bari A., Colaresi J.F., Tench O.K., David G., Guryn W (2002), “Low – background gamma spectrometry for environmental radioactivity”, Applied Radiation and Isotopes 57, p 213 – 223 [55] Salgado C.M., Conti C.C., Becker P.H.H (2006), “Determination of HPGe detector response using MCNP5 for 20 – 150 keV X-rays”, Appl Radiat Isot., 64 700 – 705 [56] Truong Thi Hong Loan, Dang Nguyen Phuong, Tran Ai Khanh, Tran Thien Thanh and Mai Van Nhon (2007), “Monte – Carlo simulation of HPGe detector response function with using MCNP code”, Communication in Physics, Vol 17, No 1, p 59 – 64 [57] Truong thi Hong Loan, Mai Van Nhon, Le Van Ngoc, Tran Ai Khanh, Tran Thien Thanh and Dang Nguyen Phuong (2007), “Study on the peak efficiency curve of HPGe detector with Marinelli beakers by Monte Carlo method”, The 7th National Conference on Nuclear Science and Technology, Da Nang, p 50 [58] Truong Thi Hong Loan, Tran Thien Thanh, Mai Van Nhon, Le Van Ngoc, Dang Nguyen Phuong, Tran Ai Khanh (2007), “Gamma spectrum simulation and coincidence summing factor calculation for point sources with using MCNP code”, Communication in Physics, Vol 17, No 2, p 110 – 116 [59] Truong thi Hong Loan, Dang Nguyen Phuong, Do Pham Huu Phong, Tran Ai Khanh (2009), “Investigating the effect of matrices and density on the efficiency of the HPGe gamma spectroscopy using MCNP code”, Communication in Physics, Vol 19, No 1, p 45 – 52 [60] X – Monte Carlo Team (2003), MCNP – A General Purpose Monte Carlo N – Particle Transport Code, Version 5, Volume I: Overview and Theory, Los Alamos National Laboratory, LA-UR-03-1987 [61] http://www.canberra.com [62] http://www.canberra.com/literature/944.asp PHỤ LỤC Phụ lục 1: Hệ phổ kế gamma PTN VLHN Trường ĐHSP TP.HCM Phụ lục 2: Thông tin detector nhà sản xuất cung cấp Phụ lục Phổ phơng phóng xạ tự nhiên Counts Phơng buồng chì mở nắp buồng chì Counts Phơng buồng chì đóng nắp buồng chì Phụ lục Một input điển hình chương trình MCNP5 123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051- problem - hpge coaxial detector efficiencies and pulse height distribution c cell cards c dectector -8.94 -2 -24 20 imp:p,e=1 $ loi Cu dan tin hieu -2.31 (-3 -25 24):(2 -3 -24 23) imp:p,e=1 $ lop Boron -5.35 (-6 -26 25):(3 -6 -25 23) imp:p=1 imp:e=0 $ tinh the HPGe -5.05 (-7 -27 26):(6 -7 -26 23) imp:p,e=1 $ lop Li khuech tan -2.6989 ((7 -8 -27 22):(4 -8 -22 21):(4 -5 -21 19) & :(1 -5 -19 18))#10#11 imp:p,e=1 $ holder Al -0.00129 ((-9 -30 29):(8 -9 -29 21):(5 -9 -21 18) & :(-9 -18 15))#10#11 imp:p,e=1 $ khong detector -2.6989 (-10 -31 30):(9 -10 -30 15) imp:p,e=1 $ vo Al 11 -1.11 -8 -29 28 imp:p,e=1 $ lop Kapton 10 -1.435 -8 -28 27 imp:p,e=1 $ lop Mylar 10 -0.92 (35 -37 -23 22):(35 -36 -22 20) imp:p,e=1 $ vo cach dien in/out 11 -0.00129 -35 -23 20 imp:p,e=1 $ loi day dan in/out 12 -0.00129 (2 -7 -23 22)#1#10#11 imp:p,e=1 $ khoang chan khong 13 12 -2.2 (-4 -22 20):(-4 -20 19) imp:p,e=1 $ coc Teflon 14 -8.94 -1 -19 18 imp:p,e=1 $ que dan lanh bang Cu c lead shield -c 15 -0.00129 ((-12 -32 31):(10 -12 -31 17) & c :(10 -11 -17 15))#(-40 -44 41) imp:p,e=1 $ khong buong chi 15 -0.00129 (-12 -32 31):(10 -12 -31 17) & :(10 -11 -17 15) imp:p,e=1 $ khong buong chi 16 -11.34 (-14 -34 33) imp:p,e=1 $ nap buong chi 17 -11.34 (1301 -14 -32 1601):(11 -14 -1601 15) imp:p,e=1 $ than buong chi 18 -7.86 -14 -33 32 imp:p,e=1 $ lop Fe 19 -8.94 (12 -13 -32 16):(11 -12 -17 16) imp:p,e=1 $ lop Cu 20 17 -7.28 (13 -1301 -32 1601):(11 -13 -16 1601) imp:p,e=1 $ lop Sn c standard source -c 20 16 -8.92 -38 -43 42 imp:p,e=1 $ active element c 21 13 -1.15 (-39 -44 42)#20 imp:p,e=1 $ holder Epoxy c 22 15 -1.19 (-40 -44 41)#(-39 -44 42) imp:p,e=1 $ dia Plexiglas c void card -23 1401:-1501:3401 imp:p,e=0 $ universe c pseudo source -24 -0.00129 -1401 -3401 34 imp:p,e=1 $ the upper part of radioactive source 25 -0.00129 -1401 14 -34 15 imp:p,e=1 $ the cylindrical part of radioactive source 26 -0.00129 -1401 -15 1501 imp:p,e=1 $ the lower part of radioactive source c surface cards c - from inner to outer -1 cz 0.13 $ que dan lanh bang Cu cz 0.54997 $ mat ngoai loi Cu dan tin hieu cz 0.55 $ mat ngoai lop Boron cz 0.88 $ mat ngoai lop Teflon cz 1.546 $ mat ngoai holder Al cz 2.56 $ ban kinh tinh the Ge cz 2.63 $ mat ngoai lop Li khuech tan cz 2.706 $ mat ngoai holder Al cz 3.37 $ mat vo Al 525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858587888990919293949596979899100101102103- 10 cz 3.5 $ mat ngoai vo Al 11 cz 3.6 $ mat than buong Pb 12 cz 21.75 $ mat lop Cu 13 cz 21.9 $ mat ngoai lop Cu 1301 cz 22 $ mat ngoai lop Sn 14 cz 30.1 $ mat ngoai than buong Pb 1401 cz 30.2 $ mat ngoai than buong Pb c - from bottom to top -1501 pz 0.0 $ mat day than buong Pb 15 pz 0.1 $ mat day than buong Pb 1601 pz 6.05 $ mat duoi lop Sn 16 pz 6.45 $ mat duoi lop Cu 17 pz 6.6 $ mat tren lop Cu 18 pz 18.514 $ mat day mount cup 19 pz 20.114 $ mat duoi coc Teflon 20 pz 20.644 $ mat duoi loi Cu dan tin hieu 21 pz 21.164 $ mat duoi mount cup 22 pz 21.484 $ mat duoi lop chan khong 23 pz 22.484 $ mat duoi tinh the Ge 24 pz 25.83397 $ mat tren loi Cu dan tin hieu 25 pz 25.834 $ mat tren lop Boron 26 pz 26.984 $ mat duoi lop Li khuech tan 27 pz 27.054 $ mat tren lop Li khuech tan 28 pz 27.06 $ mat tren lop Mylar 29 pz 27.07 $ mat tren lop Kapton 30 pz 27.37 $ mat duoi end cap 31 pz 27.5 $ mat tren end cap 32 pz 46.0 $ mat duoi lop Fe 33 pz 46.93 $ mat tren lop Fe 34 pz 51.93 $ mat tren nap Pb 3401 pz 52.03 $ mat tren nap Pb c - high voltage contact -35 c/z -2.14 0.1 $ loi day dan in/out 36 c/z -2.14 0.2 $ lop cach dien day dan in/out 37 c/z -2.14 0.48 $ lop cach dien day dan in/out c - standard source c 38 c/y 16.2 0.1524 $ ban kinh vien phong xa c 39 c/y 16.2 0.3175 $ ban kinh holder Epoxy c 40 c/y 16.2 1.27 $ ban kinh dia Plexiglas c 41 py 12 $ mat duoi dia Plexiglas c 42 py 12.0381 $ mat duoi vien phong xa c 43 py 12.0508 $ mat tren vien phong xa c 44 py 12.3 $ mat tren dia Plexigla c data cards mode p m1 32000 -1.0 cond=-1 m2 13000 -1.0 cond=-1 m3 7000 -0.755 8000 -0.232 18000 -0.013 m4 1000 -0.14372 6000 -0.85628 m5 29000 -1.0 cond=-1 m6 82000 -1.0 cond=-1 $ Ge $ Al $ Atmosphere $ Polyethylene $ Cu $ Pb 104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143144145146147148149- m7 26000 -1.0 cond=-1 $ Fe m8 5000 -1.0 cond=-1 $B m9 32000 -0.9999 3000 -0.0001 cond=-1 $ Ge Li m10 1000 -0.053 6000 -0.526 8000 -0.421 $ Mylar C10H12O6 m11 1000 -0.028 6000 -0.720 7000 -0.077 8000 -0.175 $ Kapton C22H10N2O4 m12 6000 -0.24 9000 -0.76 $ Teflon (C2F4)n c m13 1000 -0.06 6000 -0.721 8000 -0.219 $ Epoxy c m14 30000 -1.0 cond=-1 $ Zn c m15 1000 -0.054 6000 -0.405 8000 -0.541 $ Plexiglas (C5H8O5)n c m16 27000 -1.0 cond=-1 $ Co m17 50000 -1.0 cond=-1 $ Sn c ==> standard source c sdef cel=20 pos=0 16.2 axs=0 ext d1 rad d2 erg=d3 par=2 wgt=10 c si1 12.0381 12.0508 c sp1 -21 c si2 0.0 0.1524 c sp2 -21 c si3 l 1.173 1.332 c sp3 d 0.9990 0.9998 $ Co60 c ==> pseudo sources sdef cel=d1 axs=0 ext=fcel=d2 rad=fcel=d6 erg=0.1858 par=2 wgt=10 si1 l 24 25 26 sp1 v ds2 s d3 d4 d5 si3 h 51.93 52.03 sp3 d -21 si4 h 0.1 51.93 sp4 d -21 si5 h 0.0 0.1 sp5 d -21 ds6 s d7 d8 d9 si7 h 0.0 30.2 sp7 -21 si8 h 30.1 30.2 sp8 -21 si9 h 0.0 30.2 sp9 -21 ft8 geb 0.00091 0.00082 0.35560 f8:p e8 0.0 0.00001 0.0002 8190i 1.99839 phys:p $ produce bremsstrahlung radiations phys:e cut:p 2j 0 $ because of taking a tally f8 cut:e nps 2000000000 ctme 15000 ... khác nghiên cứu cải tiến Tên ba hệ phổ kế gamma trình nghiên cứu giảm phông hệ phổ kế K, hệ phổ kế S hệ phổ kế E Hệ phổ kế K áp dụng phương pháp giảm phông thụ động, sử dụng lớp che chắn chì, đồng,... đề tài: ? ?Nghiên cứu giảm phơng buồng chì hệ phổ kế gamma dùng detector HPGe GEM 15P4? ?? Mục tiêu luận văn lựa chọn xác định bề dày lớp vật liệu che chắn để giảm phơng buồng chì hệ phổ kế gamma đặt... PHẠM TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Người hướng dẫn khoa học: TS VÕ XUÂN ÂN ĐỖ THỊ THANH VƯỢNG NGHIÊN CỨU GIẢM PHƠNG BUỒNG CHÌ CỦA HỆ PHỔ KẾ GAMMA DÙNG DETECTOR HPGe GEM 15P4 Chuyên ngành: