Nghiên cứu sự đóng góp của tán xạ nhiều lần trong phổ tán xạ compton

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP CƠ SỞ NGHIÊN CỨU SỰ ĐĨNG GÓP CỦA TÁN XẠ NHIỀU LẦN TRONG PHỔ TÁN XẠ COMPTON Mà SỐ: CS.2015.19.64 Chủ nhiệm: TS Hoàng Đức Tâm Thành phố Hồ Chí Minh – 10/2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP CƠ SỞ NGHIÊN CỨU SỰ ĐÓNG GÓP CỦA TÁN XẠ NHIỀU LẦN TRONG PHỔ TÁN XẠ COMPTON Mà SỐ: CS.2015.19.64 Xác nhận quan chủ trì đề tài Chủ nhiệm TRƯỞNG KHOA VẬT LÝ TS.Cao Anh Tuấn Hoàng Đức Tâm Thành phố Hồ Chí Minh – 10/2016 DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH TS Hồng Đức Tâm, chủ nhiệm đề tài i MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu 1.2 Tổng quan lý thuyết tán xạ nhiều lần 1.2.1 Nghiên cứu Fernández tán xạ nhiều lần 1.2.2 Vấn đề nghiên cứu đề tài 1.3 Phương pháp bố trí thực nghiệm 1.3.1 Phương pháp tính lượng đóng góp tán xạ nhiều lần phổ tán xạ Compton 1.3.2 Phương pháp Monte Carlo 1.3.3 Bố trí thực nghiệm CHƯƠNG KẾT QUẢ 2.1 Đánh giá khả áp dụng kỹ thuật xử lý phổ cải tiến phân tích phổ tán xạ 2.1.1 Khảo sát lượng đỉnh tán xạ 2.1.2 Kết tính tốn độ dày vật liệu dựa cường độ tán xạ lần 2.2 Kết tính toán 13 2.2.1 Tỉ số đỉnh tổng (P/T) 13 2.2.2 Lượng đóng góp tán xạ nhiều lần phổ tán xạ Compton thực nghiệm 14 KẾT LUẬN 18 TÀI LIỆU THAM KHẢO 21 ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 So sánh giá trị lượng photon tán xạ đơn mô lý thuyết Bảng 2.2 Kết tính tốn Độ dày vật liệu từ diện tích đỉnh tán xạ lần vật liệu có Z thấp 10 Bảng 2.3 Kết tính tốn Độ dày vật liệu từ diện tích đỉnh tán xạ lần vật liệu có Z trung bình 11 Bảng 2.4 Kết tính tốn độ dày vật liệu từ diện tích đỉnh tán xạ lần vật liệu có Z cao 12 Bảng 2.5 Các thông số phổ thu từ mô MCNP5 14 Bảng 2.6 Số liệu tán xạ lần tán xạ nhiều lần phổ tán xạ Compton với ống chuẩn trực đầu dị có đường kính 3,0 cm 14 Bảng 2.7 Số liệu tán xạ lần tán xạ nhiều lần phổ tán xạ Compton với ống chuẩn trực đầu dị có đường kính 9,5 cm 15 iii DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Phổ tán xạ nhiều lần loại vật liệu a) ô-xi, b) nhôm c) đồng Hình 1.2 Kỹ thuật xử lý phổ [6] Hình 1.3 Bố trí thực nghiệm đo phổ tán xạ Compton với trường hợp sử dụng ống chuẩn trực đầu dị có đường kính cm Hình 2.1 Phổ tán xạ chùm photon lượng 662 keV số loại vật liệu Hình 2.2 Đường cong biểu diễn thay đổi diện tích đỉnh tán xạ lần theo số Z 10 Hình 2.3 Phổ mơ Monte Carlo đỉnh lượng tồn phần 224,9 keV với ống chuẩn trực đầu dị có đường kính a) 3,0cm b) 9,5cm 13 Hình 2.4 So sánh đóng góp phổ với ống chuẩn trực đầu dị có kích thước 3,0 cm 9,5 cm .17 Hình 2.5 Tỉ số tín hiệu nhiễu (S/N) ống chuẩn trực đầu dị có kích thước khác 17 iv TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP CƠ SỞ Tên đề tài: NGHIÊN CỨU SỰ ĐÓNG GÓP CỦA TÁN XẠ NHIỀU LẦN TRONG PHỔ TÁN XẠ COMPTON Mã số: CS.2015.19.64 Chủ nhiệm đề tài: TS Hoàng Đức Tâm Tel: 0909598871 E-mail: hoangductam@hcmup.edu.vn Cơ quan chủ trì đề tài : Khoa Vật lí, Trường Đại học Sư phạm TP.HCM Cơ quan cá nhân phối hợp thực : Thời gian thực hiện: 09/2015 – 09/2016 Mục tiêu Tính tốn lượng đóng góp thành phần tán xạ nhiều lần phổ tán xạ Compton Nội dung - Nghiên cứu lý thuyết tán xạ nhiều lần - Viết code mô Monte Carlo chương trình MCNP5 - Khảo sát tồn tán xạ nhiều lần kỹ thuật phân tích phổ tán xạ phù hợp - Khảo sát tính tốn lượng đóng góp tán xạ nhiều lần Kết đạt (khoa học, ứng dụng, đào tạo, kinh tế-xã hội) - Tính tốn lượng đóng góp tán xạ nhiều lần đo phổ tán xạ đầu dị nhấp nháy NaI(Tl) - Cơng bố ba báo liên quan đến đề tài tạp chí kỷ yếu hội nghị - Đã hướng dẫn sinh viên bảo vệ thành công luận văn đại học theo hướng nghiên cứu đề tài v SUMMARY Project Title: A STUDY ON MULTIPLE SCATTERING COMPONENT IN COMPTON PROFILE Code number: CS.2015.19.64 Coordinator: Hoang Duc Tam, Ph.D Implementing Institution: Faculty of Physics, Ho Chi Minh City University of Pedagogy Cooperating Institution(s): Faculty of Physics and Engineering Physics, Ho Chi Minh City Univercity of Science, Vietnam National University Duration: from Sep-2015 to Sep-2016 Objectives Evaluation of contribution of multiple scattering in Compton profile Main contents - Overview of multiple scattering - Coding the input file of Monte Carlo simulation using MCNP5 code - Evaluation of existence of multiple scattering using the advanced gamma spectrum analysing technique - Determination of contribution of multiple scattering component in Compton profile Results obtained - Results of contribution of multiple scattering component in Compton profile with two cases: detector collimator diameter of 3,0 cm and 9,5 cm - Publishing three papers related to research project - Guiding a student in doing the dissertation CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu Hiện nay, đầu dò nhấp nháy NaI(Tl) sử dụng nhiều ứng dụng đo độ dày vật liệu [6], dị tìm lắng đọng paraffin bên đường ống [8],… loại đầu dị có có nhiều ưu điểm hiệu suất dò cao, chế độ vận hành đơn giản cần kết nối với máy tính qua giao thức USB đặc biệt không cần làm lạnh hoạt động Tuy nhiên, nhược điểm đầu dò NaI(Tl) độ phân giải so sánh với đầu dò bán dẫn HPGe Do đó, phổ tán xạ Compton ghi nhận loại đầu dò thường chồng chập thành phần tán xạ lần tán xạ nhiều lần [2], điều gây khó khăn cho việc xử lý phổ để trích xuất thơng tin cần thiết Trong ứng dụng kỹ thuật gamma tán xạ, để đơn giản việc thiết lập biểu thức tính tốn, q trình tán xạ photon vật liệu xem tán xạ lần trước khỏi bia Tuy nhiên nghiên cứu Fernández [4] nghiên cứu thực nghiệm Singh [10] có tồn thành phần tán xạ nhiều lần phổ tán xạ Nhìn chung, đóng góp tán xạ nhiều lần phụ thuộc vào nhiều yếu tố có lượng tia gamma, bố trí thí nghiệm đo độ dày bia vật liệu Như thấy rằng, tán xạ lần thông tin quan tâm, tán xạ nhiều lần xem nhiễu làm giảm độ xác kết Do cần phải có nghiên cứu thực nghiệm đóng góp thành phần nhằm loại bỏ chúng phổ tán xạ Đã có nhiều nghiên cứu vấn đề tán xạ nhiều lần cách hạn chế ảnh hưởng Giải pháp mang tính kỹ thuật mà Priyada cộng [9] thực để hạn chế tán xạ nhiều lần cách sử dụng ống chuẩn trực đầu dò nhỏ đồng thời sử dụng đầu dò HPGe với độ phân giải tốt để ghi nhận phổ tán xạ đóng góp chủ yếu thành phần tán xạ lần Ưu điểm phương pháp thu nhận thông tin cần thiết (phổ tán xạ lần) cách trực tiếp thực với nguồn có hoạt độ lên đến vài Ci sử dụng ống chuẩn trực có đường kính nhỏ nên cần phải sử dụng nguồn có hoạt độ lớn Một giải pháp khác mà Singh cộng [10] tiến hành tính tốn đóng góp thành phần tán xạ nhiều lần dựa việc tái tạo phổ tán xạ lần phương pháp giải tích Khi phổ tán xạ nhiều lần thu cách trừ phổ tán xạ tổng với phổ tán xạ lần Trong nghiên cứu này, phương pháp xử lý phổ dựa kết hợp phương pháp xử lý phổ cải tiến [6] với phương pháp Singh [10] đưa để xác định thành phần tán xạ nhiều lần phổ tán xạ Compton Ưu điểm phương pháp kết hợp xác định đỉnh phân bố Gauss (đóng góp chủ yếu tán xạ lần) cách dễ dàng dựa việc làm khớp bình phương tối thiểu sử dụng chương trình Colegram [7] Đồng thời, phép đo tán xạ tiến hành để đánh giá đóng góp tán xạ nhiều lần phổ thực nghiệm bề dày bia ống chuẩn trực đầu dò đường kính khác 1.2 Tổng quan lý thuyết tán xạ nhiều lần 1.2.1 Nghiên cứu Fernández tán xạ nhiều lần Nghiên cứu tán xạ nhiều lần Fernández [4] rằng, tán xạ nhiều lần cường độ tán xạ phụ thuộc vào nguyên tử số Z vật liệu Theo đó, với vật liệu có Z lớn đóng góp tán xạ nhiều lần (từ lần trở lên) giảm a) b) CHƯƠNG KẾT QUẢ 2.1 Đánh giá khả áp dụng kỹ thuật xử lý phổ cải tiến phân tích phổ tán xạ 2.1.1 Khảo sát lượng đỉnh tán xạ Như đề cập phần trước, việc đánh giá khả áp dụng kỹ thuật xử lý phổ quan trọng sử dụng trực tiếp kỹ thuật để tách thành phần tán xạ lần Phần bên dưới, chúng tơi trình bày kết phân tích phổ tán xạ nhiều loại vật liệu có nguyên tử số Z khác gồm ba nhóm Z thấp (C, Al), Z trung bình (Fe, Zn, Sn) Z cao (Au, Pb) Sử dụng kỹ thuật xử lý phổ cải tiến [6] để làm khớp phổ mơ thu được, từ tách đỉnh tán xạ đơn khỏi phổ tán xạ Kết tính tốn lượng đỉnh tán xạ đơn so sánh với giá trị lý thuyết trình bày bảng 2.1 Bảng 2.1 So sánh giá trị lượng photon tán xạ đơn mô lý thuyết Vật liệu Z C Năng lượng (keV) RD (%) Lý thuyết Mô 224,9 223,0 0,8 Al 13 224,9 223,1 0,8 Cr 24 224,9 223,1 0,8 Mn 25 224,9 223,5 0,6 Fe 26 224,9 223,6 0,6 Cu 29 224,9 223,7 0,5 Zn 30 224,9 223,6 0,6 Ag 47 224,9 224,0 0,4 Sn 50 224,9 223,8 0,5 Au 79 224,9 224,5 0,2 Pb 82 224,9 224,4 0,2 Có thể thấy rằng, lượng đỉnh tán xạ tách đỉnh kỹ thuật xử lý phổ cải tiến xác tất giá trị lượng tính từ phổ tán xạ có độ lệch 1% Kết tốt qua khẳng định độ tin cậy kỹ thuật phân tích phổ tán xạ cải tiến mà chúng tơi sử dụng nghiên cứu 550 500 450 DiÖn tích đỉnh tán xạ đơn 400 350 300 C (6) Al (13) Cr (24) Mn (25) Fe (26) Cu (29) Zn (30) Ag (47) Sn (50) Au (79) Pb (82) 250 200 150 100 50 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 Năng lượng (MeV) 0.25 0.30 0.35 Hỡnh 2.1 Ph tán xạ chùm photon lượng 662 keV số loại vật liệu 2.1.2 Kết tính tốn độ dày vật liệu dựa cường độ tán xạ lần Tiếp theo, phần đánh giá kỹ thuật xử lý phổ cải tiến việc tính tốn diện tích đỉnh tán xạ lần Trong kỹ thuật gamma tán xạ diện tích đỉnh đóng góp chủ yếu tán xạ lần thông tin quan trọng xây dựng biểu thức giải tích cường độ tán xạ theo bề dày, điều kiện thiết lập xét kiện tán xạ lần mà bỏ qua tán xạ nhiều ln 10 5.0x104 4.5x104 Diện tích đỉnh tán xạ ®¬n 4.0x104 3.5x104 3.0x104 2.5x104 2.0x104 1.5x104 1.0x104 5.0x103 10 20 30 40 Z 50 60 70 80 90 Hình 2.2 Đường cong biểu diễn thay đổi diện tích đỉnh tán xạ lần theo số Z Kết phân tích diện tích đỉnh phổ tán xạ lần trình bày hình 2.2 Theo với Z cao thấp, cường độ đỉnh tán xạ lần thu bé sai số thống kê cao dùng kết để tính độ dày vật liệu khí đó, với Z trung bình khoảng từ 20 đến 30 cường độ đỉnh tán xạ lần lớn Điều có nghĩa với nguồn Cs, việc đo độ dày cho 137 vật liệu có Z trung bình thu kết tốt mặt thơng kê Dựa vào diện tích đỉnh tán xạ lần, chúng tơi tiến hành tính tốn bề dày loại vật liệu thuộc ba nhóm: nhóm có Z thấp (C, Al), nhóm có Z trung bình (Fe, Zn, Sn) nhóm có Z cao (Au, Pb) Kết tính tốn trình bày bảng 2.2, 2.3 2.4 Bảng 2.2 Kết tính tốn Độ dày vật liệu từ diện tích đỉnh tán xạ lần vật liệu có Z thấp Độ dày thực C Al Độ dày tính tốn (cm) RD (%) Độ dày tính tốn (cm) RD (%) 0,34 0,37 ± 0,01 7,6 0,36 ± 0,00 6,5 0,54 0,57 ± 0,01 5,9 0,57 ± 0,01 5,7 0,62 0,65 ± 0,01 4,8 0,65 ± 0,01 4,1 11 0,92 0,96 ± 0,01 4,3 0,95 ± 0,01 3,3 1,01 1,04 ± 0,01 3,0 1,04 ± 0,01 2,9 1,23 1,27 ± 0,01 2,8 1,26 ± 0,01 2,3 1,57 1,60 ± 0,02 2,0 1,59 ± 0,02 1,5 1,83 1,86 ± 0,02 1,6 1,85 ± 0,02 0,9 2,03 2,06 ± 0,02 1,2 2,04 ± 0,02 0,7 2,33 2,35 ± 0,03 0,8 2,35 ± 0,03 0,7 2,40 2,36 ± 0,03 1,5 2,41 ± 0,03 0,6 2,54 2,55 ± 0,03 0,6 2,55 ± 0,03 0,4 3,02 3,03 ± 0,04 0,2 3,02 ± 0,04 0,1 4,00 3,99 ± 0,06 0,3 3,97 ± 0,07 0,8 5,02 5,01 ± 0,10 0,2 6,03 6,09 ± 0,16 1,0 Bảng 2.3 Kết tính tốn Độ dày vật liệu từ diện tích đỉnh tán xạ lần vật liệu có Z trung bình Độ dày thực Fe Zn Sn (cm) Độ dày tính tốn (cm) RD (%) Độ dày tính tốn (cm) RD (%) Độ dày tính tốn (cm) RD (%) 0,34 0,36 ± 0,00 5,9 0,33 ± 0,00 5,3 0,35 ± 0,01 2,6 0,54 0,58 ± 0,01 6,5 0,52 ± 0,01 5,0 0,55 ± 0,01 1,8 0,62 0,66 ± 0,01 6,4 0,61 ± 0,01 5,7 0,63 ± 0,02 1,1 0,92 0,95 ± 0,02 2,9 0,88 ± 0,02 3,1 0,91 ± 0,04 0,7 1,01 1,03 ± 0,02 2,4 1,04 ± 0,02 3,0 0,99 ± 0,05 1,5 1,23 1,25 ± 0,03 2,0 1,18 ± 0,03 2,2 1,18 ± 0,08 4,2 12 1,57 1,66 ± 0,07 5,7 1,59 ± 0,06 5,0 1,83 1,77 ± 0,08 0,5 Bảng 2.4 Kết tính tốn độ dày vật liệu từ diện tích đỉnh tán xạ lần vật liệu có Z cao Độ dày thực Au Pb (cm) Độ dày tính tốn (cm) RD (%) Độ dày tính tốn (cm) 0,05 0,05 ± 0,00 5,6 0,05 ± 0,00 6,0 0,10 0,10 ± 0,00 4,3 0,10 ± 0,00 3,8 0,15 0,15 ± 0,01 2,9 0,16 ± 0,01 3,0 0,25 0,20 ± 0,01 1,5 RD (%) Đối với nhóm vật liệu có Z thấp độ lệch tương đối lớn C 7,6% giá trị Al 6,5% Kết tốt trường hợp sử dụng nguồn 137Cs Trên thực tế với vật liệu có Z thấp nguồn phóng xạ thường sử dụng để đo độ dày nguồn 241Am Do vậy, kết mô sử dụng nguồn 137Cs để đo độ dày vật liệu Đối với nhóm vật liệu có Z trung bình, kết khả quan ba vật liệu mà khảo sát, độ lệch tương đối 6,5% Ở nhóm vật liệu có Z lớn, hai loại vật liệu mà chúng tơi khảo sát Au Pb cho kết tương tự với độ dày khảo sát cho độ lệch tương đối 6,0% Như vậy, kỹ thuật xử lý phổ cải tiến không áp dụng phổ tán xạ bia thép C45 nghiên cứu trước [6], kỹ thuật áp dụng cho nhiều loại vật liệu có Z khác từ thấp đến cao Do vậy, việc sử dụng kỹ thuật nghiên cứu xác định đóng góp thành phần tán xạ 13 nhiều lần đảm bảo tính tin cậy Kết nghiên cứu [1] cho thấy phù hợp kỹ thuật 2.2 Kết tính tốn Phần trình bày kết tính tốn đóng góp thành phần tán xạ nhiều lần phổ tán xạ với hai trường hợp : ống chuẩn trực đầu dị có đường kính 3,0 cm 9,5 cm Đầu tiên kết tính tốn tỉ số đỉnh tổng (P/T) phương pháp Monte Carlo sử dụng chương trình MCNP5 sau kết tính tốn lượng đóng góp tán xạ nhiều lần phổ thực nghiệm ghi nhận tương ứng cho hai trường hợp ống chuẩn trực đầu dị có đường kính 3,0 cm 9,5 cm 2.2.1 Tỉ số đỉnh tổng (P/T) Như đề cập trên, với bố trí thí nghiệm sử dụng nghiên cứu này, lượng chùm photon đến bề mặt đầu dị 224,9keV Do đó, dể tính tỉ số P/T, tiến hành mô Monte Carlo với nguồn có lượng 224,9 keV đặt vị trí bia bố trí thí nghiệm đo phổ tán xạ Phổ mô thu cho hai trường hợp ống chuẩn trực có đường kính 3,0 cm 9,5 cm trình bày hình 2.3 a) b) Hình 2.3 Phổ mơ Monte Carlo đỉnh lượng tồn phần 224,9 keV với ống chuẩn trực đầu dị có đường kính a) 3,0cm b) 9,5cm 14 Tỉ số P/T xác định dựa việc xử lý liệu từ phổ mô sử dụng chương trình Colegram [7] Kết trình bày bảng 2.5 Bảng 2.5 Các thông số phổ thu từ mơ MCNP5 Ống chuẩn trực đường kính 9,5cm Ống chuẩn trực đường kính 3,0cm Năng lượng đỉnh quang điện (keV) 224,5 224,5 FWHM (keV) 21,5 21,3 Tỉ số P/T 0,8429 0,9253 Từ bảng 2.5 thấy lượng đỉnh quang điện gần không đổi thay đổi đường kính ống chuẩn trực đầu dị (lệch 0,18% so với lý thuyết) Ngồi FWHM gần khơng thay đổi đường kính ống chuẩn trực đầu dò Tuy nhiên tỉ số P/T lại có thay đổi lớn Điều hồn tồn hợp lý tỉ số P/T phụ thuộc vào góc khối nhìn đầu dị tất nhiên chúng khác trường hợp đường kính ống chuẩn trực đầu dị khác Kết tính tốn tỉ số P/T đầu dị NaI(Tl) với tia gamma có lượng 224,9 keV nằm vùng giá trị khảo sát công ty Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc đầu dị nhấp nháy [12] 2.2.2 Lượng đóng góp tán xạ nhiều lần phổ tán xạ Compton thực nghiệm Kết xác định số đếm tán xạ lần, số đếm tỉ lệ đóng góp tán xạ nhiều lần (với thời gian ghi nhận chuẩn giờ) phổ tán xạ Compton ghi nhận với bề dày bia thép khác cho hai trường hợp ống chuẩn trực đầu dò 3,0 cm 9,5 cm trình bày bảng 2.6 bảng 2.7 Bảng 2.6 Số liệu tán xạ lần tán xạ nhiều lần phổ tán xạ Compton với ống chuẩn trực đầu dị có đường kính 3,0 cm 15 Độ dày vật liệu (mm) Số kiện tán xạ lần Số kiện tán xạ nhiều lần Tỉ lệ (%) đóng góp tán xạ nhiều lần phổ 3,4 2039 2336 53,4 5,4 2899 3856 57,1 6,2 3053 4510 59,6 9,2 3784 5908 61,0 10,1 3854 6232 61,8 12,3 3982 7043 63,9 15,7 4209 8148 65,9 18,3 4077 8287 67,0 20,3 4166 8777 67,8 23,3 4323 9059 67,7 24,0 4286 9200 68,2 25,4 4268 9100 68,1 Bảng 2.7 Số liệu tán xạ lần tán xạ nhiều lần phổ tán xạ Compton với ống chuẩn trực đầu dị có đường kính 9,5 cm Độ dày vật liệu (mm) Số kiện tán xạ lần Số kiện tán xạ nhiều lần Tỉ lệ (%) đóng góp tán xạ nhiều lần phổ 3,4 13035 16616 56,0 5,4 17349 28024 61,8 16 6,2 18733 31821 62,9 9,2 22274 46054 67,4 10,1 22796 48734 68,1 12,3 24291 55982 69,7 18,3 26104 69289 72,6 20,3 26648 71594 72,9 23,3 27142 75120 73,5 24,0 27021 75639 73,7 25,4 26701 75647 73,9 Sự phụ thuộc tán xạ nhiều lần vào độ dày bia thể hình 2.4 Từ đồ thị hình 2.5 cho thấy rằng, với thời gian đo, số kiện tán xạ nhiều lần giảm đáng kể dùng ống chuẩn trực đầu dị có đường kính 3,0cm so sánh với ống chuẩn trực đầu dị có đường kính 9,5cm Tuy nhiên, vấn đề số kiện tán xạ lần giảm theo đáng kể (Bảng 2.6 2.7) vấn đề giảm tán xạ nhiều lần trường hợp khơng mang ý nghĩa làm tăng tính thống kê phép đo Thực vậy, thấy từ bảng 2.6 2.7 thấy tỉ lệ đóng góp tán xạ nhiều lần phổ hai trường hợp ống chuẩn trực đầu dị có đường kính 3,0 cm giảm ít, tối đa 6% tất bề dày khảo sát so sánh với ống chuẩn trực có đường kính 9,5 cm 17 Hình 2.4 So sánh đóng góp phổ với ống chuẩn trực đầu dị có kích thước 3,0 cm 9,5 cm Đồ thị hình 2.5 tỉ số tín hiệu nhiễu giảm độ dày vật liệu tăng lên, điều có nghĩa số kiện tán xạ nhiều lần tăng tăng độ dày vật liệu Do vậy, để hạn chế tán xạ nhiều lần, cần sử dụng bia với độ dày mỏng Hình 2.5 Tỉ số tín hiệu nhiễu (S/N) ống chuẩn trực đầu dò có kích thước khác 18 KẾT LUẬN Trong nghiên cứu này, thực mục tiêu đề tài thu kết sau: - Đã nghiên cứu tán xạ nhiều xạ nhiều lần sở đưa sở kỹ thuật phân tích phổ cải tiến áp dụng cho việc phân tích phổ tán xạ thu nghiên cứu - Đã đánh giá kỹ thuật phân tích phổ phương pháp Monte Carlo qua mở rộng khả áp dụng kỹ thuật việc phân tích phổ tán xạ nhiều loại vật liệu khác từ vật liệu có Z thấp đến vật liệu có Z cao - Đã tính tốn lượng đóng góp thành phần tán xạ nhiều lần phổ thực nghiệm thu Theo đó, ống chuẩn trực có đường kính 3,0 cm 9,5 cm lượng đóng góp thành phần tán xạ nhiều lần thay đổi từ 53% đến 74% tùy vào độ dày vật liệu - Một điều đáng lưu ý mà nghiên cứu mở rộng ống chuẩn trực đầu dò lên lần (từ 3,0 đến 9,5 cm) lượng đóng góp tán xạ nhiều lần lại tang lên không đáng kể (chỉ 6% độ dày lớn nhất) Theo phát quan trọng việc sử dụng ống chuẩn trực đầu dị có đường kính lớn có nhiều thuận lợi rút ngắn thời gian đo, sử dụng nguồn hoạt độ nhỏ đảm bảo đóng góp tán xạ nhiều lần không tăng lên đáng kể so với ống chuẩn trực có đường kính nhỏ nghiên cứu Tuy nhiên, nghiên cứu số hạn chế: - Tỉ số P/T tính mơ mà chưa có thực nghiệm điều nhiều ảnh hưởng đến độ tin cậy kết nghiên cứu Tuy nhiên nghiên cứu [5], khẳng định phù hợp mô thực nghiệm 19 - Chỉ sử dụng hai ống chuẩn trực đầu dị để tính tốn lượng đóng góp tán xạ nhiều lần nên để kết nghiên cứu áp dụng rộng rãi cần phải tiến hành đo đạc nhiều với đường kính khác ống chuẩn trực đầu dò 20 SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI Bài báo “Nghiên cứu đóng góp thành phần tán xạ nhiều lần phổ tán xạ Compton đo đầu dò nhấp nháy NaI(Tl)” – Tạp chí khoa học Trường Đại học Sư phạm TP.HCM (Đã chấp nhận đăng) Bài báo “Khảo sát phổ gamma tán xạ chùm photon phát từ nguồn 65Zn sử dụng chương trình MCNP5 ” - Tạp chí khoa học Trường Đại học Sư phạm TP.HCM, số 12(78) – 2015 (trang 83 – 91) Bài báo “Đánh giá khả áp dụng kỹ thuật phân tích phổ tán xạ cải tiến việc xác định độ dày vật liệu có Z khác nhau” – Kỷ yếu hội nghị toàn quốc vật lý kỹ thuật ứng dụng – 2015 (Hà Nội) Luận văn sinh viên Nguyễn Thị Mỹ Lệ : “Đánh giá kỹ thuật xử lý phổ cải tiến áp dụng cho việc xác định bề dày nhiều loại vật liệu Z khác phương pháp Monte Carlo” (Đã bảo vệ thành công năm 2016) 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Thị Mỹ Lệ, Hoàng Đức Tâm, Huỳnh Đình Chương, Trần Thiện Thanh, Châu Văn Tạo (2015), “Khảo sát phổ gamma tán xạ chùm photon phát từ nguồn 65Zn sử dụng chương trình MCNP5”, Tạp chí khoa học Trường Đại học Sư phạm Tp.HCM, 12 (78), 83 – 91 Tiếng Anh [2] Abd A.E (2014), “Intercomparison of gamma ray scattering and transmission techniques for gas volume fraction measurements in two phase pipe flow”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 735, 260 – 266 [3] Baccouche, S., Al-Azmi, D., Karunakara, N., Trabelsi, A (2012), “Application of the Monte Carlo method for the efficiency calibration of CsI and NaI detectors for gamma-ray measurements from terrestrial samples” Applied Radiation and Isotope 70, 227–232 [4] Fernández J.E (1991), “Compton and Rayleigh double scattering of unpolarized radiation”, Physical Review A 44, 4232 – 4248 [5] Hoang Duc Tam, Huynh Dinh Chuong, Tran Thien Thanh, Chau Van Tao (2016), "A study of the effect of Al O reflector on response function of NaI(Tl) detector”, Radiation Physics and Chemistry 125, 88 - 93 [6] Hoang Duc Tam, Huynh Dinh Chuong, Tran Thien Thanh, Vo Hoang Nguyen, Hoang Thi Kieu Trang, Chau Van Tao (2015), “Advanced gamma spectrum processing technique applied to the analysis of scattering spectra for determining material thickness”, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 303, 693 – 699 22 [7] Lépy, M.C (2004), “Presentation of the COLEGRAM software”, Note technique Laboratoire National Henri Becquerel/04/26 [8] Lopes R.T., Valente C.M., De Jesus E.F.O., Camerini C.S (1997), “Detection of paraffin deposition inside draining tubulation by the Compton scattering technique”, Applied Radiation and Isotopes 48, 1443 – 1450 [9] Priyada P., Margret M., Ramar R., Shivaramu, Menaka M., Thilagam L., Venkataraman B., Raj B (2011), “Intercomparison of gamma scattering, gammatography, and radiography techniques for mild steel nonuniform corrosion detection”, Review of Scientific Instruments 82, 035115 [10] Singh M., Singh G., Singh B., 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 [11] X-5 Monte Carlo Team, 2003 MCNP – A General Monte Carlo N-Particle Transport Code, Version 5, Volume I: Overview and Theory, LA-UR-03-1987 Los Alamos National Laboratory [12] Effciency Calculations for Selected Scintillators, www.crystals.saintgobain.com ... tính tốn đóng góp thành phần tán xạ nhiều lần dựa việc tái tạo phổ tán xạ lần phương pháp giải tích Khi phổ tán xạ nhiều lần thu cách trừ phổ tán xạ tổng với phổ tán xạ lần Trong nghiên cứu này,... 2.2.2 Lượng đóng góp tán xạ nhiều lần phổ tán xạ Compton thực nghiệm Kết xác định số đếm tán xạ lần, số đếm tỉ lệ đóng góp tán xạ nhiều lần (với thời gian ghi nhận chuẩn giờ) phổ tán xạ Compton ghi... liệu tán xạ lần tán xạ nhiều lần phổ tán xạ Compton với ống chuẩn trực đầu dị có đường kính 3,0 cm 15 Độ dày vật liệu (mm) Số kiện tán xạ lần Số kiện tán xạ nhiều lần Tỉ lệ (%) đóng góp tán xạ nhiều