(Luận văn thạc sĩ) xác định nồng độ dung dịch bằng kỹ thuật gamma truyền qua

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ ĐẶNG HỒI AN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH BẰNG KỸ THUẬT GAMMA TRUYỀN QUA Chuyên ngành: Vật Lý học TP Hồ Chí Minh, Năm 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH BẰNG KỸ THUẬT GAMMA TRUYỀN QUA Giảng viên hướng dẫn: TS HOÀNG ĐỨC TÂM Sinh viên thực hiện: ĐẶNG HỒI AN TP Hồ Chí Minh, Năm 2020 i LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp cách tốt nhất, nỗ lực thân, xin chân thành gửi lời cảm ơn đến người bên cạnh, đồng hành giúp đỡ tơi suốt q trình thực khóa luận Đầu tiên, tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Hoàng Đức Tâm – giảng viên hướng dẫn tơi thực khóa luận Thầy tận tâm bảo giúp đỡ nhiều q trình làm thí nghiệm mơ sử dụng khóa luận Tơi xin cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Vật Lý trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi vật chất tinh thần để tơi hồn thành khóa luận Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô bạn sinh viên phịng thí nghiệm mơn Hóa học, trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh hỗ trợ nhiều việc pha chế loại dung dịch sử dụng khóa luận Tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè thành viên khác lớp Vật Lý học A khóa 42 thành viên phịng Thí nghiệm Vật Lý hạt nhân nhiệt tình hỗ trợ động viên tơi suốt q trình học tập thực khóa luận ii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Mơ hình hiệu ứng quang điện .5 Hình 1.2 Mơ hình hiệu ứng Compton Hình 1.3 Mơ hình thí nghiệm xác định nồng độ axit Hình 3.1 Mặt cắt đầu dị NaI(Tl) dùng khóa luận 21 Hình 3.2 Các mẫu H3PO4 chuẩn bị để khảo sát 23 Hình 3.3 Các mẫu HNO3 chuẩn bị để khảo sát .23 Hình 3.4 Các thơng số nguồn sử dụng 25 Hình 3.5 Khối nguồn mơ MCNP5 25 Hình 3.6 Bố trí thí nghiệm xác định nồng độ axit 26 Hình 3.7 Mơ hình thí nghiệm mơ MCNP5 26 Hình 3.8 Xử lý phổ gamma truyền qua phần mềm Colegram 27 Hình 3.9 Đường chuẩn tỉ số RSim hai loại axit khảo sát 29 Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn tỉ số RSim R Exp hai loại axit khảo sát 31 Hình 3.11 Sự dịch đỉnh phổ gamma truyền qua thu từ thực nghiệm 32 Hình 3.12 Dạng đáp ứng phổ gamma truyền qua thu từ mô thực nghiệm hai loại axit khảo sát .32 iii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Các loại mặt MCNP5 dùng khóa luận 15 Bảng 2.2 Các loại mặt MCNP5 dùng khóa luận 16 Bảng 2.3 Các tham số nguồn thông dụng MCNP5 17 Bảng 3.1 Các thơng số đầu dị nhà sản xuất cung cấp 21 Bảng 3.2 Thông tin loại axit nước khảo sát 22 Bảng 3.3 Nồng độ phần trăm mẫu hỗn hợp dung dịch khảo sát 24 Bảng 3.4 Tỉ số RSim mẫu dung dịch với nồng độ khác .29 Bảng 3.5 Dữ liệu làm khớp hàm tuyến tính RSim nồng độ axit 30 Bảng 3.6 Tỉ số R Exp mẫu dung dịch HNO3 với nồng độ khác .30 Bảng 3.7 Tỉ số R Exp mẫu dung dịch H3PO4 với nồng độ khác 31 Bảng 3.8 Các kết tính tốn nồng độ dung dịch 33 iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC HÌNH ẢNH ii DANH MỤC BẢNG iii MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Các chế tương tác xạ gamma với vật chất 1.1.1 Hiệu ứng quang điện 1.1.2 Hiệu ứng Compton 1.1.3 Hiệu ứng sinh cặp electron – positron 1.2 Sự suy giảm cường độ xạ gamma qua vật chất 1.3 Hệ số đóng góp B .10 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP MONTE CARLO VÀ CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG MCNP5 .12 2.1 Phương pháp Monte Carlo chương trình MCNP5 12 2.2 Cấu trúc tập tin đầu vào MCNP5 13 2.2.1 Tiêu đề thông tin cần thiết 14 2.2.2 Thẻ khai báo ô mạng (Cell Cards) 14 2.2.3 Thẻ khai báo mặt (Surface Cards) 15 2.2.4 Thẻ khai báo liệu (Data Cards) 16 CHƯƠNG XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH SỬ DỤNG KỸ THUẬT GAMMA TRUYỀN QUA VỚI ĐẦU DÒ NaI(Tl) .20 3.1 Đầu dò NaI(Tl) 20 3.2 Vật liệu .22 v 3.3 Nguồn phóng xạ 24 3.4 Bố trí thí nghiệm 25 3.5 Sử dụng chương trình MCNP5 để mơ hệ đo 26 3.6 Phương pháp xử lý phổ 26 3.7 Các kết 28 KẾT LUẬN .35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 MỞ ĐẦU Kỹ thuật phân tích không hủy mẫu (NDT) sử dụng hệ phổ kế gamma ứng dụng rộng rãi lĩnh vực phân tích hạt nhân như: dị tìm khuyết điểm đường ống dẫn dầu, đo bề dày vật liệu Trong đó, việc dùng hệ phổ kế gamma sử dụng đầu dị NaI(Tl) ứng dụng rộng rãi có nhiều ưu điểm so với hệ phổ kế gamma sử dụng đầu dò HPGe như: giá thành thấp, dễ dàng vận hành, linh động mang đo trường Việc dùng hệ phổ kế gamma sử dụng đầu dò NaI(Tl) để thực phép đo tiến hành thơng qua kỹ thuật gamma truyền qua gamma tán xạ Bên cạnh việc thực thí nghiệm, mơ Monte Carlo nhóm nghiên cứu ứng dụng để mơ lại tốn, thí nghiệm khảo sát Việc giải tốn cách kết hợp mơ thực nghiệm cho ta nhìn khách quan vấn đề cần giải Trong khóa luận này, chúng tơi sử dụng chương trình MCNP5 để mơ tốn xác định nồng độ dung dịch sử dụng kỹ thuật gamma truyền qua Các phép đo mật độ chất lỏng sử dụng hệ phổ kế gamma tiến hành nhiều nơi giới: năm 2012, Priyada cộng [1] xác định mặt phân cách hai môi trường khơng hịa tan (lỏng – lỏng, lỏng – khí) tính tốn mật độ chúng thơng qua hai kỹ thuật gamma tán xạ gamma truyền qua, kết cho thấy việc sử dụng phương pháp gamma tán xạ có nhiều ưu việt so với phương pháp gamma truyền qua đặc biệt độ phân giải, độ xác cao kết thu từ thực nghiệm mơ có phù hợp với Tuy nhiên, kỹ thuật dùng nguồn phóng xạ có hoạt độ lớn (nguồn 137Cs với hoạt độ 155,4 GBq) gây khó khăn việc che chắn để đảm bảo an toàn cho người làm thí nghiệm đầu dị HPGe tốn nhiều chi phí cho việc bảo quản vận hành Năm 2015, Tondon cộng [2] sử dụng kỹ thuật gamma tán xạ với đầu dò NaI(Tl) để xác định mặt phân cách hai môi trường lỏng – lỏng xác định mật độ chất lỏng với đầu dò NaI(Tl) Phương pháp sử dụng đầu dò NaI(Tl) giúp dễ dàng vận hành, hoạt động liên tục mà khơng tốn q nhiều chi phí mặt khác, thí nghiệm sử dụng nguồn có hoạt độ phóng xạ lớn ( nguồn 137Cs hoạt độ 222 GBq) Năm 2018, Hoàng Đức Tâm cộng [3] áp dụng kỹ thuật gamma tán xạ để xác định mật độ chất lỏng sử dụng đầu dò NaI(Tl) sử dụng nguồn phóng xạ có hoạt độ thấp (nguồn 137Cs hoạt độ 170 MBq) kết hợp với việc sử dụng chương trình Monte Carlo để mơ lại thí nghiệm hai kết thu từ thực nghiệm mơ có độ phù hợp cao Năm 2019, Huỳnh Đình Chương cộng [4] xây dựng phương pháp bán thực nghiệm để xác định mật độ dung dịch sử dụng đầu dò nhấp nháy NaI(Tl) nguồn phóng xạ có hoạt độ thấp (nguồn 137 Cs hoạt độ 170 MBq) Các công trình cho thấy kỹ thuật gamma tán xạ gamma truyền qua ứng dụng rộng rãi việc xác định mật độ loại chất lỏng Kỹ thuật gamma tán xạ có độ nhạy cao hạn chế kỹ thuật cường độ chùm gamma ghi nhận thấp nên nghiên cứu trước sử dụng nguồn phóng xạ có hoạt độ cao để khắc phục việc gây nguy hiểm cho người làm thí nghiệm Tuy có độ nhạy thấp so với phương pháp gamma tán xạ phương pháp gamma truyền qua lại có hai ưu điểm bật việc bố trí thí nghiệm đơn giản sử dụng nguồn phóng xạ có hoạt độ thấp có cường độ ghi nhận xạ cao Tuy nhiên, cơng trình tập trung vào việc xác định mật độ dung dịch, việc xác định nồng độ phần trăm dung dịch chưa tiến hành Trong nghiên cứu trước đây, ta cần sử dụng mẫu dung dịch có mật độ chuẩn biết trước để thực việc xây dựng đường chuẩn mật độ diện tích đỉnh hấp thụ lượng toàn phần, việc gây tốn chi phí việc thu thập mẫu dung dịch để khảo sát Trong khóa luận này, chúng tơi sử dụng phương pháp gamma truyền qua để xác định nồng độ hai loại axit HNO3 H3PO4 Mỗi loại axit pha loãng thành nồng độ khác Từ phổ gamma truyền qua thu từ mô MCNP5 với loại nồng độ, tiến hành tính tốn diện tích đỉnh hấp thụ lượng tồn phần, sau xác định tỉ số RSim – tỉ số diện tích đỉnh lượng tồn phần thu từ axit với diện tích đỉnh hấp thụ lượng toàn phần nước hai loại axit Từ đó, chúng tơi xây dựng đường chuẩn RSim với nồng độ axit Các kết RExp thu từ thực nghiệm thay vào đường chuẩn mô để nội suy nồng độ phần trăm dung dịch khảo sát Khóa luận bao gồm nội dung sau: Chương Cơ sở lý thuyết Chương trình bày chế tương tác xạ gamma với vật chất hiệu ứng quang điện, hiệu ứng Compton hiệu ứng tạo cặp, suy giảm cường độ chùm tia gamma qua mơi trường vật chất Bên cạnh đó, phần cịn trình bày thêm hệ số đóng góp B xuất cơng thức xác định số hạt mà đầu dị ghi nhận Chương Mơ Monte Carlo chương trình MCNP5 Trong chương này, chúng tơi trình bày đặc điểm, cách xây dựng tập tin đầu vào chương trình mơ MCNP5 Chương Xác định nồng độ dung dịch sử dụng kỹ thuật gamma truyền qua với đầu dò NaI(Tl) Trong chương này, chúng tơi trình bày đặc điểm loại vật liệu, thông tin đầu dị, nguồn phóng xạ sử dụng, mơ hình mơ MCNP5 thí nghiệm Các kết tính tốn RSim, RExp nồng độ phần trăm dung dịch, đánh giá sai số phép đo độ sai biệt RD (%) mô thực nghiệm trình bày chương 29 Bảng 3.4 Tỉ số RSim mẫu dung dịch với nồng độ khác Nồng độ (%) Axit HNO3 H3PO4 RSim Sai số 8,70 0,991 0,002 20,58 0,978 0,002 31,26 0,967 0,002 40,92 0,958 0,002 49,68 0,949 0,002 57,68 0,942 0,002 65,00 0,935 0,002 13,55 0,979 0,002 30,88 0,954 0,002 45,39 0,935 0,002 57,71 0,920 0,002 68,31 0,905 0,002 77,52 0,894 0,002 85,60 0,883 0,002 Sự tuyến tính tỉ số RSim nồng độ axit mô tả Hình 3.1 1,00 TØ sè RSim ®-êng chn RSim cđa HNO3 0,99 0,98 0,96 0,98 TØ sè RSim TØ sè RSim 0,97 0,96 0,95 Equation y = a + b*x Weight Instrumental Residual Sum of Squares 0,94 0,92 0,39145 0,90 0,9992 R_Sim Intercept R_Sim Slope 10 Equation y = a + b*x Weight Instrumental 1,20986 Residual Sum of Squares -0,99966 Pearson's r 0,99918 Adj R-Square Value 0,94 -0,99967 Pearson's r Adj R-Square 0,93 TØ sè RSim §-êng chuÈn RSim cña H3PO4 Standard Erro 0,99837 4,89408E-4 -9,7794E- 1,12828E-5 20 30 Value 0,88 40 C%_HNO3 (%) 50 60 70 R_Sim Intercept R_Sim Slope 10 20 Standard Erro 0,99604 -0,00132 30 9,19147E-4 1,55268E-5 40 50 60 70 80 C%_H3PO4 (%) Hình 3.9 Đường chuẩn tỉ số RSim hai loại axit khảo sát 90 30 Các tham số hàm khớp khớp hàm tuyến tính mơ trình bày Bảng 3.5 Bảng 3.5 Dữ liệu làm khớp hàm tuyến tính RSim nồng độ axit HNO3 Các tham số H3PO4 Giá trị Sai số Giá trị Sai số (10-2) (10-2) (10-2) (10-2) a 99,837 0,489 99,604 0,919 b – 0,978 0,001 – 0,132 0,002 R2 0,999 0,999 Thí nghiệm tiến hành để ghi nhận phổ gamma truyền qua HNO3, H3PO4 nước để tính tốn tỉ số R Exp Phổ gamma truyền qua thu từ thực nghiệm trừ phông xử lý để tìm diện tích đỉnh hấp thụ lượng tồn phần Kết tính tốn tỉ số R Exp trình bày Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.6 Tỉ số R Exp mẫu dung dịch HNO3 với nồng độ khác Axit HNO3 Nồng độ (%) R Exp Sai số 8,70 0,990 0,005 20,58 0,978 0,005 31,26 0,966 0,005 40,92 0,960 0,005 49,68 0,950 0,005 57,68 0,943 0,005 65,00 0,935 0,005 31 Bảng 3.7 Tỉ số R Exp mẫu dung dịch H3PO4 với nồng độ khác Nồng độ (%) Axit H3PO4 0,99 R Exp 13,55 0,979 0,005 30,88 0,958 0,005 45,39 0,933 0,005 57,71 0,919 0,005 68,31 0,903 0,005 77,52 0,900 0,005 85,60 0,889 0,005 RSim RExp 0,98 RSim RExp 0,98 0,96 TØ sè R 0,97 TØ sè R Sai số 0,96 0,94 0,92 0,95 0,90 0,94 0,88 0,93 10 20 30 40 C%_HNO3 50 60 70 10 20 30 40 50 60 70 80 90 C%_H3PO4 Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn tỉ số RSim R Exp hai loại axit khảo sát Khi xử lý phổ gamma truyền qua từ mô phỏng, vùng ROI để tính diện tích đỉnh lượng tồn phần giữ cố định phổ gamma khác Tuy nhiên phổ gamma thực nghiệm vùng ROI khơng giữ cố định mà có số thay đổi nhỏ Khi thực trừ phông, thấy có chênh lệch số đếm phổ thu từ axit phổ phông, chênh lệch biểu diễn Hình 3.11 Nguyên nhân chênh lệch không ổn định nhiệt đầu dị NaI(Tl) suốt q trình làm thí nghiệm Trong nghiên cứu Casanovas cộng [8] chứng minh thay đổi nhiệt độ dẫn đến dịch chuyển phổ biến dạng phổ q trình làm thí nghiệm Trong thí nghiệm phổ phơng phổ 32 gamma truyền qua từ loại axit ghi nhận thời điểm khác dẫn đến dịch phổ sai số phép đo lớn 3500 Sè ®Õm HNO3 Số đếm H3PO4 3000 Số đếm phông 3000 Số đếm phông 2500 Số đếm H3PO4 Số đếm HNO3 2500 2000 1500 1000 2000 1500 1000 500 500 0 2000 4000 6000 8000 2000 4000 Kªnh 6000 8000 Kªnh Hình 3.11 Sự dịch đỉnh phổ gamma truyền qua thu từ thực nghiệm 800 800 M« Thực nghiệm Mô Thực nghiệm 600 Số đếm HNO3 Sè ®Õm H3PO4 600 400 400 200 200 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 500 1000 Kªnh 1500 2000 2500 3000 Kªnh Hình 3.12 Dạng đáp ứng phổ gamma truyền qua thu từ mô thực nghiệm hai loại axit khảo sát Phổ mô thực nghiệm HNO3 H3PO4 trình bày Hình 3.12 Trong phổ có phù hợp tốt dạng phổ phổ mô phổ thực nghiệm hai loại axit khảo sát Từ giá trị R Exp đường chuẩn thu từ mô phỏng, xác định nồng độ phần trăm mẫu dung dịch khảo sát phương pháp nội suy Các kết tính tốn nồng độ phần trăm, sai số độ sai biệt kết tính tốn kết đo từ thực nghiệm trình bày Bảng 3.8 33 Bảng 3.8 Các kết tính tốn nồng độ dung dịch Axit Nồng độ Nồng độ R Exp tính tốn (%) HNO3 H3PO4 đo (%) Sai số (%) Độ sai biệt (%) 8,70 0,990 8,63 5,41 0,77 20,58 0,978 20,35 5,37 1,11 31,26 0,966 32,60 5,33 4,26 40,92 0,960 39,48 5,31 3,51 49,68 0,950 49,71 5,28 0,05 57,68 0,943 56,83 5,26 1,47 65,00 0,935 64,29 5,24 1,09 13,55 0,979 13,19 3,84 2,65 30,88 0,958 28,75 3,79 6,88 45,39 0,933 47,73 3,75 5,15 57,71 0,919 58,68 3,73 1,68 68,31 0,903 70,15 3,71 2,70 77,52 0,900 73,15 3,71 5,64 85,60 0,889 80,91 3,70 5,48 Từ Bảng 3.8, ta thấy độ sai biệt nồng độ axit tính tốn nồng độ axit thực nghiệm nội suy từ giá trị R Exp 4,26% với axit nitric 6,88% với axit phosphoric Kết cho thấy phương pháp gamma truyền qua áp dụng để xác định nồng độ phần trăm axit Tuy có thay đổi vùng ROI xử lý phổ gamma truyền qua thu từ thực nghiệm hiệu ứng dịch đỉnh biến dạng phổ nói Nhưng từ Hình 3.12, thấy kết tỉ số RSim R Exp thu từ mô thực nghiệm hai loại axit cho thấy tuyến tính với nồng độ phần trăm 34 loại dung dịch phù hợp tốt với từ ta thấy dịch đỉnh biến dạng phổ không ảnh hưởng nhiều đến tính ứng dụng phương pháp gamma truyền qua vào xác định nồng độ phần trăm axit Hơn nữa, ta khắc phục dịch đỉnh biến dạng phổ cách sử dụng đầu dị NaI(Tl) có độ ổn định nhiệt tốt hơn, sử dụng nguồn có hoạt độ cao để giảm thời gian đo để làm giảm ảnh hưởng hiệu ứng Tóm tắt chương Trong chương khóa luận, chúng tơi trình bày phương pháp gamma truyền qua để xác định nồng độ hai loại axit HNO3 H3PO4, thông tin nguồn phóng xạ, đầu dị loại vật liệu sử dụng, mơ hình thí nghiệm mơ MCNP5 trình bày chương Các kết thu từ việc tính tốn RSim, RExp, nồng độ phần trăm dung dịch, sai số độ sai biệt mô thực nghiệm trình bày tron chương Dạng đáp ứng mơ tả Hình 3.11 cho thấy phù hợp phổ gamma truyền qua thu từ mô thực nghiệm, kết thu cho thấy kỹ thuật gamma truyền qua ứng dụng việc xác định nồng độ dung dịch 35 KẾT LUẬN Với việc kết hợp mô MCNP5 với thực nghiệm với loại axit HNO3 H3PO4, khóa luận cho thấy phương pháp gamma truyền qua ứng dụng để xác định nồng độ phần trăm dung dịch với kết thu là: • Các kết mô thực nghiệm với 14 mẫu dung dịch với nồng độ khác hai loại axit cho thấy tỉ số RSim R Exp phù hợp tốt với • Tỉ số RSim R Exp có tuyến tính với nồng độ phần trăm dung dịch khảo sát • Hàm khớp tỉ số RSim với nồng độ axit mơ sử dụng để nội suy nồng độ phần trăm axit từ tỉ số R Exp thực nghiệm với độ sai biệt lớn 6,88% với H3PO4 4,26% HNO3 Sự xuất hiệu ứng dịch đỉnh phổ gamma truyền qua từ thực nghiệm gây khó khăn việc xử lý phổ hiệu ứng hạn chế sử dụng loại đầu dị có tính ổn định nhiệt tốt 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] P Priyada, M Margret, R Ramar, and Shivaramu, “Intercomparison of gamma ray scattering and transmission techniques for fluid-fluid and fluid-air interface levels detection and density measurements”, Appl Radiat Isot., vol 70, no 3, pp 462–469, 2012 [2] A Tondon, M Singh, B S Sandhu, and B Singh, “A Compton scattering technique for concentration and fluid-fluid interface measurements using NaI(Tl) detector”, Nucl Instruments Methods Phys Res Sect B Beam Interact with Mater Atoms, vol 403, pp 21–27, 2017 [3] H D Tam and N T My Le, “An improved method for liquid density measurement using NaI(Tl) detector and low-strength source”, J Radioanal Nucl Chem., vol 317, no 1, pp 161–168, 2018 [4] H D Chuong, N T My Le, and H D Tam, “Semi-empirical method for determining the density of liquids using a NaI(Tl) scintillation detector”, Appl Radiat Isot., vol 152, no July, pp 109–114, 2019 [5] Ngô Quang Huy, “Cơ sở Vật lý hạt nhân”, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2006 [6] Perry, R.H., Green, D.W., Maloney, J.O., “Chemical engineers”, Handbook Seventh Late Editor, Society, 1997 [7] H Alavian, A Samie, and H Tavakoli-Anbaran, “Experimental and Monte Carlo investigations of gamma ray transmission and buildup factors for inorganic nanoparticle/epoxy composites”, Radiat Phys Chem., vol 174, p 108960, 2020 [8] R Casanovas, J J Morant, and M Salvadó, “Temperature peak-shift correction methods for NaI(Tl) and LaBr 3(Ce) gamma-ray spectrum stabilisation”, Radiat Meas., vol 47, no 8, pp 588–595, 2012 [9] Y Rezaei Moghaddam, L Rafat Motavalli, and H Miri Hakimabadi, “Peak shifted properties of the ‘low background NaI(Tl) detectors’: An experimental study of response function behavior in different temperature and acquisition 37 time”, Radiat Phys Chem., vol 126, pp 62–67, 2016 [10] Đặng Nguyên Phương, Hướng dẫn sử dụng MCNP cho hệ điều hành Windows, Nhóm NMTP, 2015 [11] Cơ sở liệu XCOM (NIST), tra cứu thành phần nguyên tố dung dịch, ngày tra cứu 15/11/2019 [12] Thông tin nguồn chuẩn, Eckert & Ziegler Reference & Calibration Source Production Information Link: http://hightechsource.co.uk/wp-content/uploads/Catalogue-IPL-StdRef2008.pdf 38 PHỤ LỤC A Tập tin đầu vào mô gamma truyền qua với axit HNO3 10ml C THE INPUT FILE SIMULATES GAMMA TRANSMISSION SPECTROMETER C IT INCLUDE: SOURCE BLOCK + TARGET + DETECTOR BLOCK C SOURCE: 137Cs COL DIAMETER OF SOURCE: 0.96 CM C TARGET: PIPE-GLASS PYLEX THICKNESS OF PIPES: 0.185 CM OUTSIDE DIAMETER OF PIPES: CM LENGTH: 15.5 CM C DETECTOR: 802 NaI(Tl)-CANBERRA INC C THE DISTANCE BETWEEN SOURCE AND PIPE-CENTER : 28.43 CM C THE DISTANCE BETWEEN PIPE-CENTER AND DETECTOR: 20.3 CM C ********** BLOCK 1: CELL CARDS ********** C CELL CARDS OF SOURCE BOX 1 -11.35 (62 -4 -3 -8 9)(-2:6:4) IMP:P=1 $ lEAD WALL CONTAIN SOURCE -11.35 (1 -2 -3 -8 9) (-5:10) IMP:P=1 $ LEAD WALL BEHIND SOURCE -3.990 (5 -2 -10) IMP:P=1 $ SOURCE VOLUME 4 -0.001205 (2 -4 -6) IMP:P=1 C CELL CARDS OF TARGET 12 -1.0522 (25 -26 -23) IMP:P=1 $ SOLUTION VOLUME INSIDE PIPE - HNO3 10ml + 90ml H2O 11 -2.230 (20 -21 -22) (24:23:-25) IMP:P=1 $ GLASS PYLEX -0.001205 (26 -24 -23) IMP:P=1 -0.001205 (-21 20 -27 22) IMP:P=1 11 -2.230 (-20 28 -27) IMP:P=1 10 -11.35 (-27 -28 29) IMP:P=1 C CELL CARDS OF DETECTOR 11 -3.67 (42 -43 -50) IMP:P=1 $ CRYSTAL NaI OF DETECTOR 12 -0.55 (42 -44 -51) (50:43) IMP:P=1 $ ALUMINIUM OXIDE REFLECTOR 13 -2.329 (44 -45 -51) IMP:P=1 $SILICON PAD 14 -2.648 (41 -42 -51) IMP:P=1 $ GLASS WINDOW 15 -2.699 (41 -46 -52) (45:51) IMP:P=1 $ ALUMINIUM BODY WALL 16 -2.699 (40 -41 -55) IMP:P=1 39 17 -0.001205 (41 -46 -53 52) IMP:P=1 18 -11.35 (57 -47 53 58 -59 60 -61) IMP:P=1 $ LEAD WALL 19 -0.001205 (46 -47 -54) IMP:P=1 20 -11.35 (-53 46 -47 54) IMP:P=1 21 -0.001205 (-57 40 55 58 -59 60 -61):(-55 53 -57 41) IMP:P=1 22 -0.001205 (40 -41 55 -53) IMP:P=1 C OTHERS 23 -0.001205 (-70) (-1:4:-9:8:-7:3) (21:27:-29) & (47:-40:-58:59:-60:61) IMP:P=1 24 (70) IMP:P=0 25 -0.001205 (-62 -8 -3)(-2:6:62) IMP:P=1 C ********** BLOCK 2: SURFACE CARDS ********** C SURFACE CARDS OF SOURCE BLOCK PZ -3.380 PZ PY 6.197 PZ 2.1 $ LENGTH OF SOURCE COLLIMATOR PZ -0.2 $ LENGTH OF ACTIVE VOLUME OF SOURCE CZ 0.251 $ RADIUS OF SOURCE COLLIMATOR PY -6.197 PX 6.197 PX -6.197 10 CZ 0.25 $ RADIUS OF ACTIVE VOLUME OF SOURCE 62 PZ 0.00002 C SURFACE CARDS OF TARGET 20 PZ -7.70 21 PZ 8.10 22 CZ 1.525 $ OUTER RADIUS OF PIPE 23 CZ 1.34 $ INNER RADIUS OF PIPE 24 PZ 8.0 40 25 PZ -7.50 26 PZ 7.50 27 CZ 4.0 28 PZ -8.7 29 PZ -16.6 C SURFACE CARDS OF DETECTOR BLOCK 40 PZ -19.48 41 PZ -8.13 42 PZ -7.83 43 PZ -0.21 44 PZ -0.079 45 PZ 0.121 46 PZ 0.271 47 PZ 2.50 $ LENGTH OF DETECTOR COLLIMATOR 50 CZ 3.81 51 CZ 4.0 52 CZ 4.05 53 CZ 4.186 54 CZ 0.5015 $ RADIUS OF DETECTOR COLLIMATOR 55 CZ 4.6 57 PZ -8.00 58 PX -6.2035 59 PX 6.2035 60 PY -6.2035 61 PY 6.2035 C OTHERS 70 SO 100.0 C ********** BLOCK 3: DATA CARDS ********** MODE P *TR1 0 12.3 90 90 0 90 90 90 90 41 *TR2 0 24.6 180 90 90 90 90 90 90 180 SDEF ERG=0.661657 PAR=2 POS=0 0 AXS=0 RAD=D2 EXT=D3 CEL=3 & VEC=0 DIR=D4 SI2 0.25 SP2 -21 SI3 -0.2 0.0 SP3 -21 SI4 -1.0 0.996 1.0 SP4 0.0 0.998 0.002 SB4 0.0 0.0 1.0 E0 1E-5 0.00013784 8164I 3.10474376 FT8 GEB -0.00526 0.06096 0.01401 F8:P 11 RAND GEN=2 SEED=9219741426499971445 STRIDE=152917 HIST=1 NPS 6000000000 M1 82204 -0.015 82206 -0.236 82207 -0.226 82208 -0.523 $ LEAD M2 17035 -0.210579 55137 -0.789421 $ CESIUM CHLORIDE SOURCE M3 13027 -1.000 $ ALUMINIUM M4 6012 -0.000124 7014 -0.755268 8016 -0.231781 18040 -0.012827 $ DRY AIR M5 11023 0.499 53127 0.500 81205 0.001 $ NaI(Tl) M6 13027 -0.529411 8016 -0.470589 $ ALUMINIUM OXIDE M7 14028 -0.922297 14029 -0.046832 14030 -0.030871 $ SILICON M8 8016 -0.532565 14028 -0.467435 $ SILICA SIO2 M11 5011 -0.040066 8016 -0.539559 11023 -0.028191 13027 -0.011644 & 14028 -0.377220 19039 -0.003320 $ GLASS PYREX M12 1001 -0.103558 7014 -0.019330 8016 -0.877112 $ HNO3 10ml 42 PHỤ LỤC B Thành phần nguyên tố hỗn hợp axit khảo sát Số liệu thành phần nguyên tố tra NIST ngày 10/11/2019 Axit HNO3 H3PO4 Thể tích Axit Nồng độ (ml) (%) 10 8,6959 25 Thành phần nguyên tố (%) H 0,103558 N O P 0,01933 0,877112 - 20,5809 0,092161 0,045748 0,862091 - 40 31,2630 0,081916 0,069493 0,848591 - 55 40,9160 0,072659 0,09095 0,836392 - 70 49,6819 0,064252 0,110435 0,825313 - 85 57,6774 0,056584 0,128208 0,815208 - 100 65,0000 0,049562 0,144485 0,805954 - 10 13,5529 0,100915 - 0,856248 0,042837 25 30,8802 0,086872 - 0,815523 0,097604 40 45,3870 0,075116 - 0,781428 0,143457 55 57,7102 0,065129 - 0,752464 0,182407 70 68,3082 0,05654 - 0,727555 0,215904 85 77,5197 0,049075 - 0,705905 100 85,6000 0,042527 - 0,686914 0,270559 0,24502 XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2020 Sinh viên thực ĐẶNG HOÀI AN ... thực mô để phục vụ nghiên cứu xác định nồng độ dung dịch sử dụng phương pháp gamma truyền qua 20 CHƯƠNG XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH SỬ DỤNG KỸ THUẬT GAMMA TRUYỀN QUA VỚI ĐẦU DÒ NaI(Tl) 3.1 Đầu... hoạt độ 170 MBq) Các công trình cho thấy kỹ thuật gamma tán xạ gamma truyền qua ứng dụng rộng rãi việc xác định mật độ loại chất lỏng Kỹ thuật gamma tán xạ có độ nhạy cao hạn chế kỹ thuật cường độ. .. tác xạ gamma với vật chất, suy giảm cường độ chùm gamma 11 truyền qua môi trường vật chất, xác định tỉ số R phương pháp nội suy nồng độ phần trăm dung dịch sử dụng kỹ thuật gamma truyền qua Các