Nghiên cứu ảnh hưởng của tán xạ nhiều lần trong phép đo tán xạ gamma theo bề dày

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Lê Thúy Ngân NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TÁN XẠ NHIỀU LẦN TRONG PHÉP ĐO TÁN XẠ GAMMA THEO BỀ DÀY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Thành phố Hồ Chí Minh – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Lê Thúy Ngân NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TÁN XẠ NHIỀU LẦN TRONG PHÉP ĐO TÁN XẠ GAMMA THEO BỀ DÀY Chuyên ngành: Vật lí nguyên tử Mã số: 60 44 01 06 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN THIỆN THANH Thành phố Hồ Chí Minh – 2015 i LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn, học viên nhận nhiều giúp đỡ Học viên xin chân thành gửi lời cảm ơn tới: - TS Trần Thiện Thanh – Thầy hướng dẫn khoa học cho luận văn Thầy nhiệt tình hướng dẫn, đưa lời khuyên, ý tưởng thực cho luận văn chỉnh sửa để luận văn hồn thành - Q Thầy Cơ hội đồng khoa học dành thời gian đọc góp ý để luận văn hồn chỉnh - Q Thầy Cơ khoa Vật lí – Trường ĐH Sư phạm Tp.HCM giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho học viên từ bậc đại học đến - Bộ mơn Vật lí Hạt nhân – Kĩ thuật Hạt nhân, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Tp.HCM hỗ trợ trang thiết bị cho thí nghiệm luận văn - Anh Võ Hoàng Nguyên hướng dẫn sử dụng phần mềm hỗ trợ xử lý số liệu thực nghiệm luận văn - Bạn bè gia đình động viên, tạo điều kiện giúp đỡ học viên suốt trình thực luận văn Tp.HCM, tháng năm 2015 Học viên Lê Thúy Ngân ii MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn i Mục lục ii Danh mục chữ viết tắt iv Danh mục bảng v Danh mục hình vẽ, đồ thị vii MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Sơ lược tình hình nghiên cứu phương pháp tán xạ ngược gamma 1.1.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.2 Sự truyền xạ gamma qua vật chất 1.2.1 Sự suy giảm xạ gamma qua vật chất 1.2.2 Các chế tương tác xạ gamma với vật chất 1.3 Phép đo tán xạ ngược gamma 12 1.3.1 Các loại tán xạ chùm tia gamma 13 1.3.2 Sự phân bố lượng chùm tia gamma tán xạ ngược 13 1.4 Xác định bề dày bão hòa 15 1.5 Phương pháp xác định bề dày bão hòa 18 1.6 Nhận xét chương 19 Chương BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 20 2.1 Thiết bị đo 20 2.1.1 Khối nguồn 20 2.1.2 Khối đầu dò 22 2.1.3 Bia tán xạ 25 2.2 Hệ khung học giá đỡ 26 2.3 Bố trí hệ đo tán xạ ngược gamma 28 2.4 Nhận xét chương 28 iii Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Dạng phổ gamma tán xạ 29 3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng tán xạ nhiều lần theo khoảng cách từ bia tới đầu dò 31 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng tán xạ nhiều lần theo đường kính ống chuẩn trực nguồn 37 3.4 Dạng phụ thuộc diện tích tán xạ vào đường kính ống chuẩn trực 43 3.5 Nhận xét chương 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 46 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 PHỤ LỤC 51 iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt FWHM Full Width at Half Maximum Bề rộng nửa đỉnh toàn phần GEB Gaussian Energy Mở rộng lượng dạng Broadenning Gauss HPGe High Purity Germanium Germanium siêu tinh khiết HVPS High-Voltage Power Supply Nguồn cao MCNP Monte Carlo N Particles Chương trình mơ MCNP USB Universal Serial Bus Chuẩn kết nối đa dụng v DANH MỤC CÁC BẢNG STT Bảng Nội dung Trang 2.1 Đặc trưng phát photon nguồn 137Cs 20 2.2 Kích thước vật liệu cấu tạo đầu dò 23 2.3 Bề dày bia nhôm 26 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Số liệu diện tích đỉnh tán xạ lần khoảng cách bia – đầu dị khác Số liệu diện tích tán xạ nhiều lần khoảng cách bia – đầu dị khác Số liệu diện tích tán xạ tổng khoảng cách bia – đầu dò khác Kết làm khớp diện tích đỉnh tán xạ lần theo khoảng cách Bề dày bão hòa theo khoảng cách bia – đầu dò khác 32 33 34 35 35 Tỉ số diện tích tán xạ nhiều lần diện tích tán xạ 3.6 lần diện tích tán xạ tổng theo khoảng cách khác 36 10 3.7 11 3.8 12 3.9 13 3.10 14 3.11 Tỉ số diện tích đỉnh tán xạ lần tán xạ nhiều lần theo khoảng cách bia – đầu dò khác Số liệu diện tích đỉnh tán xạ lần đường kính ống chuẩn trực khác Số liệu diện tích tán xạ nhiều lần đường kính ống chuẩn trực khác Số liệu diện tích tán xạ tổng đường kính ống chuẩn trực khác Kết làm khớp diện tích đỉnh tán xạ lần theo đường kính ống chuẩn trực nguồn khác 37 38 39 40 40 vi STT Bảng 15 3.12 16 3.13 Nội dung Bề dày bão hịa theo đường kính ống chuẩn trực nguồn khác So sánh tỉ số diện tích tán xạ theo đường kính ống chuẩn trực khác Trang 41 41 Tỉ số diện tích tán xạ nhiều lần với diện tích đỉnh tán 17 3.14 xạ lần diện tích tán xạ tổng theo đường kính ống 42 chuẩn trực khác 18 3.15 Số liệu diện tích tán xạ nhiều lần theo bề dày đường kính ống chuẩn trực 43 vii DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ STT Hình Nội dung Trang 1.1 Hiệu ứng quang điện 1.2 Hiệu ứng Compton 1.3 Hiệu ứng tạo cặp 11 1.4 Sơ đồ bố trí thiết bị đo tán xạ ngược gamma 12 1.5 Quá trình tán xạ lần gamma lên vật liệu 16 1.6 Dạng phụ thuộc cường độ tán xạ theo bề dày 18 2.1 Mô hình nguồn phóng xạ 21 2.2 Mơ hình hộp chứa nguồn 21 2.3 Mơ hình ống chuẩn trực nguồn 22 10 2.4 Ống chuẩn trực nguồn với đường kính khác 22 11 2.5 Mơ hình khối đầu dị 23 12 2.6 Giao diện chương trình GENIE – 2000 24 13 2.7 Bia nhôm dạng phẳng 25 14 2.8 Mơ hình xe nâng hệ dịch chuyển 27 15 2.9 Bố trí thiết bị hệ khung học 29 16 2.10 Bố trí thí nghiệm tán xạ 28 17 3.1 Phổ phông phổ tán xạ bia nhôm dày 40mm 29 18 3.2 Phổ tán xạ bia nhôm dày 40mm trừ phông 30 19 3.3 Làm khớp vùng tán xạ bia nhôm dày 40mm 31 20 3.4 Kết sau xử lý phần mềm Colegram bia 31 nhôm dày 40mm 21 3.5 Đường cong bão hịa theo diện tích tán xạ nhiều lần với 33 khoảng cách bia – đầu dò 22 3.6 Đường cong bão hòa theo diện tích tán xạ nhiều lần với 39 đường kính ống chuẩn trực nguồn 23 3.7 Dạng phụ thuộc diện tích tán xạ nhiều lần vào đường kính ống chuẩn trực 44 MỞ ĐẦU Ngày có nhiều phương pháp kiểm tra không phá hủy mẫu nghiên cứu đưa vào sử dụng như: phương pháp siêu âm, phương pháp chụp ảnh phóng xạ, phương pháp gamma truyền qua, phương pháp gamma tán xạ ngược, phương pháp dịng điện xốy… Tuy nhiên, phương pháp sử dụng luận văn phương pháp gamma tán xạ phương pháp có ưu điểm cho kết nhanh chóng với độ xác cao, đo chiều dày vật liệu cần tiếp xúc với phía vật liệu, thiết bị chiếu đo không cần tiếp xúc trực tiếp với đối tượng cần đo đo đối tượng điều kiện khắc nghiệt nhiệt độ cao, áp suất lớn Năm 2015, Đại học Quốc gia Tp.HCM giao cho Bộ môn Vật lí Hạt nhân – Kỹ thuật Hạt nhân Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Tp.HCM nhiệm vụ “Nghiên cứu phương pháp xác định thành phần tán xạ lần nhiều lần phép đo tán xạ gamma đánh giá biến thiên chúng theo thơng số hình học khác nhau” Luận văn phần nhiệm vụ nêu Mục tiêu luận văn khảo sát ảnh hưởng tán xạ nhiều lần đến việc đo bề dày vật liệu phương pháp gamma tán xạ Phương pháp nghiên cứu sử dụng thực nghiệm để đánh giá ảnh hưởng tán xạ nhiều lần thay đổi khoảng cách từ bia đến đầu dò thay đổi đường kính ống chuẩn trực Luận văn tập trung nghiên cứu vật liệu nhôm dạng phẳng có bề dày khác Trong q trình đo đạc, tác giả sử dụng đầu dò nhấp nháy NaI(Tl), nguồn phóng xạ Cs hoạt độ 5mCi Luận văn thực phịng thí nghiệm 137 Bộ mơn Vật lý Hạt nhân – Kỹ thuật Hạt nhân, Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG – Tp.HCM Nội dung luận văn trình bày ba chương: Chương 1: Cơ sở lý thuyết Trình bày sơ lược tình hình nghiên cứu phương pháp tán xạ ngược gamma nước giới, nêu kết số nhóm nghiên cứu; trình bày số vấn đề lý thuyết liên quan đến phép đo tán xạ ngược gamma 37 Bảng 3.7 Tỉ số diện tích tán xạ lần diện tích tán xạ nhiều lần theo khoảng cách bia – đầu dị khác Bề dày Tỉ số diện tích tán xạ lần Tỉ số diện tích tán xạ nhiều lần (mm) 21cm/16cm 25,3cm/16cm 21cm/16cm 25,3cm/16cm 2,0 0,57 0,36 0,73 0,67 5,0 0,59 0,41 0,68 0,50 8,3 0,57 0,37 0,68 0,51 10,1 0,60 0,38 0,65 0,49 12,5 0,60 0,40 0,64 0,47 16,7 0,59 0,39 0,65 0,47 20,5 0,60 0,40 0,63 0,45 30,2 0,58 0,39 0,64 0,46 40,0 0,57 0,38 0,64 0,46 50,2 0,59 0,39 0,63 0,45 60,2 0,59 0,40 0,63 0,45 70,6 0,59 0,40 0,63 0,44 80,0 0,58 0,39 0,64 0,44 90,9 0,58 0,40 0,62 0,44 100,6 0,58 0,40 0,61 0,44 Các kết thực nghiệm cho thấy rằng, thành phần phần trăm đóng góp tán xạ nhiều lần vào tán xạ tổng không biến thiên nhiều (thay đổi khoảng 3%) ta thay đổi khoảng cách từ bia đến đầu dị Vì vậy, ta nên sử dụng hệ đo với khoảng cách từ bia đến đầu dò 16,0cm để giảm thời gian đo mà đảm bảo thống kê cho phép đo 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng tán xạ nhiều lần theo đường kính ống chuẩn trực nguồn Trong thí nghiệm này, hệ đo bố trí với góc tán xạ khơng thay đổi 1200, khoảng cách từ nguồn đến bia không đổi 34,0cm, khoảng cách từ bia đến đầu dị khơng đổi 16,0cm, đường kính ống chuẩn trực nguồn thay đổi 1,0cm, 38 1,5cm 2,0cm Tác giả tiến hành thực phép đo thời gian sử dụng phần mềm COLEGRAM để xử lý phổ thu Kết diện tích đỉnh tán xạ lần, diện tích tán xạ nhiều lần diện tích tán xạ tổng cho bảng 3.8, 3.9, 3.10 Bảng 3.8 Số liệu diện tích đỉnh tán xạ lần với đường kính ống chuẩn trực khác Bề dày Diện tích tán xạ lần (mm) 1cm 1,5cm 2cm 2,0 16899 ± 130 47929 ± 219 76832 ± 277 5,0 41120 ± 203 105868 ± 325 177846 ± 422 8,3 64468 ± 254 153351 ± 392 262090 ± 512 10,1 70672 ± 266 179134 ± 423 301490 ± 549 12,5 81774 ± 286 201038 ± 448 342384 ± 585 16,7 95124 ± 308 234962 ± 485 389562 ± 624 20,5 103693 ± 322 261385 ± 511 428636 ± 655 30,2 119731 ± 346 295703 ± 544 493920 ± 703 40,0 131301 ± 362 318044 ±564 525923 ± 725 50,2 131414 ± 363 326315 ± 571 541475 ± 736 60,3 131513 ± 363 333148 ± 577 549491 ± 741 70,6 135179 ± 368 331735 ± 576 551405 ± 743 80,0 136473 ± 369 334299 ± 578 553342 ± 744 90,9 133296 ± 365 335231 ± 579 552485 ± 743 100,6 133018 ± 365 333133 ± 577 549737 ± 741 Từ bảng 3.9 hình 3.6, ta nhận thấy tăng đường kính ống chuẩn trực nguồn, số lượng tia gamma tán xạ nhiều lần ghi nhận tăng Nguyên nhân đường kính ống chuẩn trực nguồn tăng độ rộng trường chiếu tăng lên, q trình tán xạ tăng lên dẫn tới diện tích tán xạ tăng Tuy nhiên, đường kính ống chuẩn trực nguồn tăng lên, vùng bão hịa khơng thay đổi 39 Bảng 3.9 Số liệu diện tích tán xạ nhiều lần với đường kính ống chuẩn trực khác Bề dày (mm) Diện tích tán xạ nhiều lần 1cm 1,5cm 2cm 2,0 16146 ± 127 36201 ± 190 73998 ± 272 5,0 37375 ± 193 100364 ± 317 200046 ± 447 8,3 62976 ± 251 175831 ± 419 338225 ± 582 10,1 81183 ± 285 224660 ± 474 419850 ± 648 12,5 101475 ± 319 280989 ± 530 502353 ± 709 16,7 137412 ± 371 378117 ± 615 639432 ± 800 20,5 171962 ± 415 461603 ± 679 791184 ± 889 30,2 238459 ± 488 645988 ± 804 1095092 ± 1046 40,0 285843 ± 535 773071 ± 879 1305395 ± 1143 50,2 327820 ± 573 872813 ± 934 1473569 ± 1214 60,3 353557 ± 595 936213 ± 968 1582432 ± 1258 70,6 371995 ± 610 986589 ± 993 1670070 ± 1292 80,0 377721 ± 615 1005179 ± 1003 1698577 ± 1303 90,9 390236 ± 625 1030440 ± 1015 1733275 ± 1317 100,6 401439 ± 634 1065752 ± 1032 1788118 ± 1337 Hình 3.6 Đường cong bão hịa tán xạ nhiều lần theo đường kính ống chuẩn trực 40 Bảng 3.10 Số liệu diện tích tán xạ tổng đường kính ống chuẩn trực khác Bề dày (mm) Diện tích tán xạ tổng 1cm 1,5cm 2cm 2,0 33045 ± 182 84130 ± 290 150830 ± 388 5,0 78495 ± 280 206232 ± 454 377892 ± 615 8,3 127444 ± 357 329182 ± 574 600315 ± 775 10,1 151855 ± 390 403794 ± 635 721340 ± 849 12,5 183249 ± 428 482027 ± 694 844737 ± 919 16,7 232536 ± 482 613079 ± 783 1028994 ± 1014 20,5 275655 ± 525 722988 ± 850 1219820 ± 1104 30,2 358190 ± 598 941691 ± 970 1589012 ± 1261 40,0 417144 ± 646 1091115 ± 1045 1831318 ± 1353 50,2 459234 ± 678 1199128 ± 1095 2015044 ± 1420 60,3 485070 ± 696 1269361 ± 1127 2131923 ± 1460 70,6 507174 ± 712 1318324 ± 1148 2221475 ± 1490 80,0 514194 ± 717 1339478 ± 1157 2251919 ± 1501 90,9 523532 ± 724 1365671 ± 1169 2285760 ± 1512 100,6 534457 ± 713 1398885 ± 1183 2337855 ± 1529  Dựa vào bảng 3.8 để làm khớp diện tích đỉnh tán xạ lần, hàm làm khớp có dạng biểu thức (1.32), kết làm khớp trình bày bảng 3.11 Bảng 3.11 Kết làm khớp diện tích đỉnh tán xạ lần theo đường kính ống chuẩn trực nguồn khác Hệ số Đường kính ống chuẩn trực nguồn 1,0cm 1,5cm 2,0cm Is 134945 ± 870 333923 ± 1081 552273 ± 1981 μ s (mm-1) 0,073 ± 0,001 0,075 ± 0,001 0,076 ± 0,001 R2 0,9988 0,9997 0,9996 41 Thay giá trị I s μ s đường cong bão hòa tán xạ lần vào công thức (1.35) (1.36), tác giả tính bề dày bão hịa sai số bia nhơm theo khoảng cách bia – đầu dị, kết cho bảng 3.12 Bảng 3.12 Bề dày bão hịa theo đường kính ống chuẩn trực nguồn khác Đường kính ống chuẩn trực nguồn Bề dày bão hòa (mm) 1,0cm 1,5cm 2,0cm T0 71,33 ± 1,33 75,75 ± 0,65 78,11 ± 0,74  Từ bảng 3.8, 3.9, 3.10, lập tỉ số diện tích đỉnh tán xạ lần diện tích tán xạ nhiều lần theo đường kính ống chuẩn trực khác ta thu bảng 3.13 Bảng 3.13 So sánh tỉ số diện tích tán xạ theo đường kính ống chuẩn trực khác Bề dày Diện tích đỉnh tán xạ lần Diện tích tán xạ nhiều lần (mm) 1,5cm/1cm 2cm/1cm 1,5cm/1cm 2cm/1cm 2,0 2,84 4,55 2,24 4,58 5,0 2,58 4,33 2,69 5,35 8,3 2,38 4,07 2,79 5,37 10,1 2,54 4,27 2,77 5,17 12,5 2,46 4,19 2,77 4,95 16,7 2,47 4,10 2,75 4,65 20,5 2,52 4,13 2,68 4,60 30,2 2,47 4,13 2,71 4,59 40,0 2,42 4,01 2,71 4,57 50,2 2,48 4,12 2,66 4,50 60,3 2,53 4,18 2,65 4,47 70,6 2,45 4,08 2,65 4,49 80,0 2,45 4,06 2,66 4,50 90,9 2,52 4,15 2,64 4,44 100,6 2,50 4,13 2,66 4,45 42 Bảng 3.13 cho thấy tăng đường kính ống chuẩn trực tán xạ lần tán xạ nhiều lần tăng Tỉ số tán xạ lần tăng từ 2,5 đến 4,1 (khoảng 65%)và tán xạ nhiều lần tăng từ 2,7 đến 4,7 (khoảng 75%) tăng đường kính ống chuẩn trực đến 1,5cm 2,0cm Từ cho thấy tăng tán xạ nhiều lần nhanh tán xạ lần  Kết hợp bảng 3.8, 3.9, 3.10, lập tỉ số diện tích tán xạ nhiều lần với diện tích đỉnh tán xạ lần diện tích tán xạ nhiều lần với diện tích tán xạ tổng theo đường kính ống chuẩn trực khác nhau, ta thu bảng 3.14 Bảng 3.14 Tỉ số diện tích tán xạ nhiều lần với diện tích tán xạ lần diện tích tán xạ tổng theo đường kính ống chuẩn trực khác Bề dày Tán xạ nhiều lần/ tán xạ lần Tán xạ nhiều lần/ tán xạ tổng (mm) 1cm 1,5cm 2cm 1cm 1,5cm 2cm 2,0 1,00 0,76 0,96 0,48 0,43 0,49 5,0 0,91 0,95 1,13 0,48 0,49 0,53 8,3 0,98 1,15 1,29 0,49 0,53 0,56 10,1 1,15 1,25 1,39 0,53 0,56 0,58 12,5 1,24 1,40 1,47 0,53 0,58 0,60 16,7 1,42 1,61 1,64 0,59 0,62 0,62 20,5 1,66 1,77 1,85 0,62 0,64 0,65 30,2 2,00 2,19 2,22 0,67 0,69 0,69 40,0 2,18 2,43 2,48 0,69 0,71 0,71 50,2 2,50 2,68 2,72 0,71 0,73 0,73 60,3 2,67 2,81 2,88 0,73 0,74 0,74 70,6 2,75 2,97 3,03 0,73 0,75 0,75 80,0 2,77 3,01 3,07 0,74 0,75 0,75 90,9 2,93 3,07 3,14 0,75 0,76 0,76 100,6 3,02 3,20 3,25 0,75 0,76 0,77 Từ số liệu bảng 3.14, ta nhận thấy tỉ số diện tích tán xạ nhiều lần với diện tích đỉnh tán xạ lần tăng từ 0,8 đến 3,2 tăng bề dày bia từ 2,0mm đến 43 100,6mm thay đổi khoảng 5% tăng đường kính ống chuẩn trực nguồn Ngồi ra, tỉ số diện tích tán xạ nhiều lần với diện tích tán xạ tổng tăng từ 0,48 đến 0,76 bề dày bia tăng, nhiên, tỉ số tăng khoảng 3% đường kính ống chuẩn trực tăng Điều cho thấy tỉ lệ phần trăm đóng góp tán xạ nhiều lần vào tán xạ tổng biến thiên không nhiều (khoảng 3%) thí nghiệm có đường kính ống chuẩn trực nguồn khác Như vậy, từ kết ta nhận thấy đường kính ống chuẩn trực nguồn tăng tán xạ nhiều lần tăng, tỷ lệ phần trăm đóng góp vào diện tích tán xạ tổng thay đổi khoảng 3% tăng đường kính thêm 0,5cm Vì vậy, tác giả kiến nghị hệ đo nên sử dụng ống chuẩn trực có đường kính 1cm để giảm độ rộng trường chiếu, từ giảm thăng giáng thống kê cho phép đo Tuy nhiên, tùy thuộc vào điều kiện thực tế mà sử dụng đường kính ống chuẩn trực cho phù hợp 3.4 Dạng phụ thuộc diện tích tán xạ vào đường kính ống chuẩn trực Ở phần ta khảo sát mẫu có bề dày mỏng, trung bình cao, từ rút dạng phụ thuộc chung tán xạ nhiều lần theo bề dày khác vào đường kính ống chuẩn trực nguồn thay đổi từ 1,0cm đến 2,0cm Bảng 3.15 Số liệu diện tích tán xạ nhiều lần theo bề dày đường kính ống chuẩn trực Đường kính Bề dày (mm) ống chuẩn trực (cm) 5,0 40,0 100,6 1,0cm 37375 285843 401439 1,5cm 100364 773071 1065752 2,0cm 200046 1305395 1788118 Từ bảng số liệu 3.15 cho thấy tán xạ nhiều lần tăng nhanh tăng bề dày đường kính ơng chuẩn trực Kết hợp với hình 3.7, tác giả thấy dạng phụ thuộc tán xạ nhiều lần vào đường kính ống chuẩn trực ứng với bề dày khác hàm tuyến tính Từ hàm làm khớp ta suy diện tích tán xạ nhiều lần đường kính ống chuẩn trực khoảng từ 1,0cm đến 2,0cm theo bề dày 44 Hình 3.7 Dạng phụ thuộc diện tích tán xạ nhiều lần vào đường kính ống chuẩn trực 3.5 Nhận xét chương Trong chương luận văn trình bày bước tiến hành thực nghiệm đo tán xạ ngược gamma hệ đo sử dụng nguồn 137Cs hoạt độ 5mCi, đầu dị NaI(Tl), bia tán xạ bia nhơm dạng phẳng; đưa kết gồm phổ đo số liệu trình bày bảng, nêu nhận xét giải thích cho kết thu 45 KẾT LUẬN Với mục tiêu nghiên cứu ảnh hưởng tán xạ nhiều lần, dùng nguồn 137Cs với lượng 662keV, bia tán xạ bia nhôm dạng phẳng kích thước 10 x 30cm thực với góc tán xạ 1200 sử dụng đầu dò NaI(Tl), luận văn đạt kết sau: - Tính tốn diện tích đỉnh đỉnh tán xạ lần, diện tích tán xạ nhiều lần, diện tích tán xạ tổng bia tán xạ kỹ thuật khớp phổ Từ đó, xây dựng đường cong bão hịa biểu diễn phụ thuộc diện tích tán xạ vào bề dày vật liệu bia nhôm dạng phẳng - Trong nghiên cứu ảnh hưởng tán xạ nhiều lần theo khoảng cách từ bia đến đầu dò, tác giả cố định khoảng cách từ nguồn đến bia, thay đổi khoảng cách từ bia đến đầu dò, kết bề dày bão hòa thu khoảng cách 16,0cm; 21,0cm; 25,3cm 7,13cm; 6,64cm 6,60cm Từ kết này, tác giả nhận thấy bề dày bão hịa khơng thay đổi nhiều tăng khoảng cách từ bia đến đầu dị Ngồi ra, tỉ lệ phần trăm đóng góp tán xạ nhiều lần vào tán xạ tổng tăng từ 50% đến 75% tăng bề dày tăng khoảng 3% tăng khoảng cách từ bia đến đầu dị Vì vậy, hệ đo nên sử dụng khoảng cách từ bia đến đầu dò ngắn (16,0cm) nhằm giảm thời gian đo mà đảm bảo thống kê cho kết - Đối với nghiên cứu ảnh hưởng tán xạ nhiều lần theo đường kính ống chuẩn trực nguồn, tác giả cố định khoảng cách từ nguồn đến bia từ bia đến đầu dị, thay đổi đường kính ống chuẩn trực nguồn, kết bề dày bão hòa thu đường kính ống chuẩn trực 1,0cm; 1,5cm; 2,0cm 7,13cm; 7,58cm; 7,81cm Từ kết này, tác giả nhận thấy bề dày bão hòa tăng tăng đường kính ống chuẩn trực Ngồi ra, tăng đường kính ống chuẩn trực nguồn tán xạ nhiều lần tăng (khoảng 3%) Vì vậy, tùy điều kiện chọn đường kính ống chuẩn trực cho phù hợp - Từ kết thực nghiệm xây dựng dạng phụ thuộc tán xạ nhiều lần vào đường kính ống chuẩn trực 46 KIẾN NGHỊ Từ kết thu luận văn này, tác giả xin phép kiến nghị vài công việc sau: - Thực lại phép đo với nhiều đường kính ống chuẩn trực nguồn khác nhau, thay đổi nhiều khoảng cách từ bia đến đầu dị để có liệu chi tiết hơn, từ đánh giá ảnh hưởng tán xạ nhiều lần cụ thể xác - Tiến hành khảo sát phép đo theo nhiều góc tán xạ khác - Sử dụng nguồn phát gamma có lượng lớn 60Co, 65Zn,… để nghiên cứu ảnh hưởng tán xạ nhiều lần 47 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ Huỳnh Đình Chương, Võ Hồng Ngun, Trần Thiện Thanh, Hứa Tuyết Lê, Lê Bảo Trân, Phạm Việt Dũng, Thạch Trung, Lê Thúy Ngân, Hoàng Đức Tâm, Nguyễn Văn Thái Bình, Châu Văn Tạo (2015), “Nghiên cứu ảnh hưởng tán xạ nhiều lần theo khoảng cách từ nguồn đến đầu dị vật liệu nhơm”, Hội nghị Khoa học Cơng nghệ hạt nhân tồn quốc lần thứ 11, Đà Nẵng, – 2015 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Thị Bình (2014), Xác định đặc trưng bão hịa thép C45 hình trụ thực nghiệm tán xạ ngược gamma kết hợp mô MCNP5, Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Sư phạm Tp.HCM Huỳnh Đình Chương (2013), Khảo sát bề dày thép C45 phương pháp tán xạ ngược gamma sử dụng chương trình MCNP5, Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQG Tp.HCM Ngô Quang Huy (2006), Cơ Sở Vật Lý Hạt Nhân, Nxb Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Thị Mỹ Lệ, Hồng Đức Tâm, Huỳnh Đình Chương, Trần Thiện Thanh, Châu Văn Tạo (2015), Áp dụng kĩ thuật gamma tán xạ ngược để xác định độ dày thành bình phương pháp Monte Carlo,Tạp chí Khoa học Đại học Sư phạm Tp.HCM, tập 5(70), 55 – 64 Trương Thị Hồng Loan, Phan Thị Qúy Trúc, Đặng Nguyên Phương, Trần Thiện Thanh, Trần Ái Khanh, Trần Đăng Hoàng (2008), Nghiên cứu phổ gamma tán xạ ngược đầu dị HPGe chương trình MCNP, Tạp chí phát triển KH&CN, 11(6), 61 – 66 Võ Hoàng Nguyên (2014), Kiểm tra khuyết tật vật liệu thép C45 dạng thực nghiệm đo tán xạ ngược gamma, Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQG Châu Văn Tạo (2004), An toàn xạ ion hóa, Nxb Đại học Quốc gia Tp.HCM Hoàng Đức Tâm, Trần Thiện Thanh, Trịnh Văn Danh, Võ Thị Thắm, Châu Văn Tạo (2013), Xác định độ dày thép chịu nhiệt vùng bị ăn mòn phương pháp Monte Carlo kết hợp với phương pháp giải tích, Tạp chí Khoa học Đại học Sư phạm Tp.HCM, 47, 172 – 183 Tiếng Anh Clarke R L., Van Dyk G (1973), “A New Method for Measurement of Bone Mineral Content using both Transmitted and Scattered Beams of Gamma-rays”, Physics Medicine Biology, 18, (4), 532 – 539 49 10 Fernández J E (1991), “Compton and Rayleigh double scattering of unpolarized radiation”, Physical Review A, 44, (7), 4232 – 4248 11 Kiran K U., Ravindraswami K., Eshwarappa K M., Somashekarappa H M (2014), “An investigation of energy dependence on saturation thickness for 59.54, 123, 279, 360, 511, 662, 1115 and 1250 keV gamma photons in carbon and aluminium”, Radiation Physics and Chemistry, 97, 107 – 112 12 Paramesh L., Venkataramaiah P., Gopala K., Sanjeeviah H (1983), “Z-dependence of saturation depth for multiple backscattering of 662 keV photon from thick samples”, Nuclear Instruments and Methods, 206, 327-330 13 Priyada P., Margret M., Ramar R., Shivaramu (2012), “Intercomparison of gamma ray scattering and transmission techniques for fluid-fluid and fluid-air interface levels detection and density measurements”, Applied Radiation and Isotopes, 70, 462 – 469 14 Priyada P., Margret M., Ramar R., Shivaramu, Menaka M., Thilagam L (2011), “Intercomparison of gamma scattering, gammatography, and radiography techniques for mild steel nonuniform corrosion detection”, Review of Scientific Instruments, 82, 035115, 035115-1 – 035115-8 15 Singh M., Singh G., Singh B., and Sandhu B S (2006), “Energy and intensity distributions of multiple Compton scattering of 0.279-, 0.662-, and 1.12-MeV γ rays”, Physical Review A, 74, 042714, 042714-1 – 042714-9 16 Singh M., Singh G., Sandhu B.S., Singh B (2006), “Effect of detector collimator and sample thickness on 0.662 MeV multiply Compton scattered gamma rays”, Applied Radiation and Isotopes, 64, 373-378 17 Singh M., Singh G., Sandhu B.S., Singh B (2007), “Angular distribution of 662 keV multiply – Compton scattered gamma rays in copper”, Radiation Measurements, 42, 420 – 427 18 Tam H D., Chuong H D., Thanh T T., Nguyen V H., Trang H T K., Tao C V (2015), “Advanced gamma spectrum processing technique applied to the analysis of scattering spectra for determining material thickness”, Journal Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 303, (1), 693 - 699 50 Trang web 19 http://laraweb.free.fr/ 20 http://www.nist.gov/pml/data/xcom/index.cfm 21.http://www.canberra.com/products/radiochemistry_lab/pdf/Osprey-SS-C40303.pdf 51 PHỤ LỤC Phụ lục: Độ rộng trường chiếu theo đường kính ống chuẩn trực Hình PL Trường chiếu chùm tia gamma lên bia Độ rộng trường chiếu ống chuẩn trực có đường kính 1,0cm; 1,5cm; 2,0cm 2,4cm; 3,1cm 3,8cm Như vậy, độ rộng trường chiếu khơng vượt q kích thước bia ... Tỉ số diện tích tán xạ nhiều lần với diện tích tán xạ lần diện tích tán xạ tổng theo đường kính ống chuẩn trực khác Bề dày Tán xạ nhiều lần/ tán xạ lần Tán xạ nhiều lần/ tán xạ tổng (mm) 1cm... tăng tán xạ nhiều lần nhanh tán xạ lần  Kết hợp bảng 3.8, 3.9, 3.10, lập tỉ số diện tích tán xạ nhiều lần với diện tích đỉnh tán xạ lần diện tích tán xạ nhiều lần với diện tích tán xạ tổng theo. .. 3.1 Dạng phổ gamma tán xạ 29 3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng tán xạ nhiều lần theo khoảng cách từ bia tới đầu dò 31 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng tán xạ nhiều lần theo đường kính