Chiếu xạ thanh long bằng máy gia tốc điện tử UERL 10-15S2

THIẾT BỊ GIA TỐC ĐIỆN TỬ UERL 10-15S2 VÀ CODE MCNP

Để tránh bất kỳ hậu quả nào liên quan đến sự kích hoạt hạt nhân, động năng của điện tử do hệ thống máy gia tốc sinh ra được giới hạn theo quy định là 10 MeV đối với tia điện tử chiếu trực tiếp và 5 MeV ( hay 7,5 MeV ở Hoa Kỳ) đối với chiếu xạ gián tiếp ( bằng tia X bức xạ hãm). Vì khả năng xuyên sâu của chùm tia điện tử tỷ lệ với động năng và vì hiệu suất sinh tia X cũng tỷ lệ thuận với động năng nên người ta thiết kế vận hành hệ thống gia tốc ở gần với các giới hạn cho phép tối đa này. Khi xử lý sản phẩm trực tiếp bằng tia điện tử, thì chùm tia đã gia tốc sẽ ra khỏi buồng chân không của máy gia tốc qua một cửa sổ lối ra (thường là một tấm titan mỏng ở cuối đầu quét (scan horn) sẽ chiếu thẳng lên sản phẩm.

Đối với các thiết bị có công suất chùm tia trung bình lớn hơn 10 kW thì đèn vi sóng thông dụng nhất là một klystron; đối với hệ thống máy gia tốc có công suất trung bình thấp hơn thì thường dùng một đèn magnetron. Với mỗi loại sản phẩm được xử lý trên máy chiếu xạ EB thường có một giới hạn liều cực tiểu Dmin để thu được hiệu ứng mong muốn và một giới hạn liều cực đại để tránh phá hỏng sản phẩm Dmax .Trị số liều hấp thụ mà phép xử lý EB cần phải thực hiện, mức độ đồng nhất của liều hấp thụ trong thể tích sản phẩm chiếu là quyết định hiệu năng và năng suất của quy trình công nghệ ấy. Một đặc trưng khác của độ mất năng lượng riêng của electron là hiệu suất sử dụng chùm tia electron, bằng tỷ số giữa phần năng lượng trong hình vuông giới hạn bởi Dmin trong hình 2.4 (chính là phần năng lượng cần thiết cho quá trình chiếu xạ), với phần năng lượng mà chùm electron để lại trong vật chất (giới hạn bởi đường cong liều).

Máy gia tốc UERL-10-15S2 là một hệ thống bao gồm: hệ thống che chắn bức xạ, hệ thống gia tốc, hệ băng chuyền, nguồn cao thế..; thiết bị chiếu xạ có công suất 15kW, gia tốc chùm electron đạt năng lượng 10 MeV. MCNP là phần mềm ứng dụng phương pháp Monte Carlo để mô phỏng các quá trình vật lý hạt nhân đối với nơtron, photon và electron mang tính chất thống kê (các quá trình phân rã hạt nhân, tương tác giữa hạt nhân với vật chất, tính thông lượng photon, tính thông lượng electron…). MCNP sử dụng các thư viện số liệu hạt nhân của các quá trình tính toán, gieo số ngẫu nhiên tuân theo các qui luật phân bố, ghi lại sự kiện lịch sử của một hạt phát ra từ nguồn đến hết thời gian sống của nó.

Chương trình có nhiều ứng dụng như: thiết kế lò phản ứng, an toàn tới hạn, che chắn và bảo vệ, phân tích và thiết kế đầu dò, vật lý trị liệu, nghiên cứu khí quyển, nhiệt phát quang do phóng xạ, chụp ảnh bằng phóng xạ…. Ngoài việc sử dụng các bảng dữ liệu có sẵn trong MCNP, người dùng còn có thể sử dụng các dữ liệu được tái tạo từ các dữ liệu gốc bên ngoài thông qua một chương trình chuyển đổi chẳng hạn như NJOY hay là các dữ liệu mới được đưa vào trong MCNP bởi chính bản thân người dùng. Các yếu tố trong chương trình gồm: Các đặc trưng vật lý trong tính toán, các mô hình toán học, tính chính xác của các số liệu sử dụng như tiết diện phản ứng, số Avogdro…Chất lượng của việc mô tả các tiết diện vi phân theo năng lượng, theo góc.

Yếu tố con người ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả có thể là lỗi trong khi đưa số liệu, lỗi trong các chương trình con…Nhiều trường hợp quá lạm dụng các kỹ thuật giảm sai số nờn đó gõy ra những thiếu hụt về đúng gúi vào kết quả. Ngoài các thông tin về kết quả, MCNP còn đưa ra những thông tin giúp cho người sử dụng biết về hoạt động của chương trình, làm sáng tỏ những vấn đề vật lý của bài toán và sự thích ứng của phương pháp Monte Carlo. Qua các thông số nhận được MCNP sử dụng thư viện số liệu hạt nhân và các quá trình tính toán, gieo số ngẫu nhiên tuân theo quy luật phân bố, ghi lại sự kiện lịch sử phát ra từ nguồn cho đến hết thời gian sống của nó.

Dòng phân tích trên bề mặt Thông lượng mặt trung bình Thông lượng ô trung bình Thông lượng điểm hay đầu dò Năng lượng để lại trung bình trong ô Năng lượng mất mát trong phân hạch Phân bố tạo xung trong đầu dò, F8:E cho điện tích giải phóng. - geom: phần mô tả hình học của cell, bao gồm chỉ số các mặt tùy theo vùng giới hạn ( thường là một dãy các mặt có dấu (âm hoặc dương) kết hợp với nhau thông qua các toán tử giao, hợp , bù để tạo thành cell.