ẹãy laứ phửụng phaựp truyền thoỏng trong vieọc chuaồn hoaự hieọu suaỏt cuỷa caực detector baựn daĩn laứ xaực ủũnh trửùc tieỏp sửù ủaựp ửựng cuỷa detector ủoỏi vụựi caực bửực xá gamma vụựi naờng lửụùng khaực nhau ủeồ bieỏt hoát ủoọ cuỷa caực ủồng vũ phoựng xá ủaởc trửng ủửụùc chón thõng thửụứng ụỷ dáng dung dũch ủụn hay ủa nguyẽn toỏ. Hieọu suaỏt ủửụùc tớnh toaựn cuỷa caực ủồng vũ hay naờng lửụùng ủửụùc chón sau ủoự seừ ủửụùc ngoái suy trẽn toaứn boọ vuứng naờng lửụùng quan tãm ủeồ táo nẽn ủửụứng cong hieọu suaỏt ủuỷ ủeồ tớnh toaựn caực hoát ủoọ cuỷa caực ủồng vũ coự trong maĩu maứ gamma
phaựt ra coự theồ coự hoaởc khõng tồn tái trong boọ gamma chuaồn ủửụùc duứng ủeồ táo nẽn ủửụứng cong chuaồn.
Hoát ủoọ cuỷa caực maĩu trong heọ phoồ keỏ gamma ủửụùc tớnh toaựn tửứ ủửụứng cong hieọu suaỏt ε(E) ủửụùc xaực ủũnh bụỷi moọt nguồn chuaồn. Trong trửụứng hụùp nguồn coự theồ tớch phửụng phaựp ủửa ra caực keỏt quaỷ xuaỏt saộc khi maứ maĩu vaứ chuaồn coự cuứng caỏu hỡnh ủo, cuứng hụùp chaỏt hoựa hóc vaứ maọt ủoọ, do ủoự coự cuứng sửù tửù haỏp thú.
Trong ửựng dúng thửùc teỏ, khõng phaỷi luực naứo vaọt lieọu maĩu vaứ nguồn hoaứn toaứn gioỏng nhau. Caực maĩu mõi trửụứng coự theồ thay ủoồi raỏt lụựn về thaứnh phần hoaự hóc, maọt ủoọ cuỷa chuựng coự theồ thay ủoồi tửứ gần 0 cho ủeỏn gần 2.0 g/cm3. ẹoự laứ lyự do maứ heọ soỏ tửù haỏp thú fS ủửụùc ủửa vaứo ủeồ hieọu chổnh sửù tửù haỏp thú giửừa maĩu vaứ chuaồn.
2.4.2 Phửụng phaựp Monte Carlo
Phửụng phaựp Monte Carlo ủửụùc ủửa ra cuứng vụựi sửù phaựt trieồn cuỷa maựy tớnh ủieọn tửỷ vaứ laứ moọt phửụng phaựp coự theồ ủửa ra nhửừng hửựa hén cho tửụng lai. Khi caực detector baựn daĩn ủát ủửụùc sửù thoỏng trũ vaứo ủầu thaọp kổ 1970, sửù quan tãm ủaừ ủửụùc dũch chuyeồn về caực ửựng dúng cuỷa phửụng phaựp Monte Carlo ủeồ tớnh toaựn hieọu suaỏt cuỷa caực detector naứy.
Trẽn nguyẽn taộc, khõng coự giụựi hán naứo ủửụùc ủửa ra cho nguồn hay dáng cuỷa detector vaứ hỡnh hóc ủo duứ cho coự sửù saộp xeỏp ủoỏi xửựng trú seừ laứm cho deĩ daứng hụn trong tớnh toaựn. Ngay caỷ sửù vaọn chuyeồn cuỷa photon qua moọt collimator ngoaứi cuừng coự theồ aỷnh hửụỷng ủeỏn keỏt quaỷ. Nhửừng thõng tin ủầu vaứo cần thieỏt cho nhửừng chửụng trỡnh Monte Carlo nhử vaọy bao gồm:
– Kớch thửụực nguồn vaứ khoaỷng caựch nguồn ủeỏn detector.
– Kớch thửụực cuỷa giaự ủụừ detector, vuứng nháy vaứ vuứng baỏt hoát cuỷa detector. – Thaứnh phần vaứ maọt ủoọ cuỷa taỏt caỷ vaọt lieọu maứ photon coự theồ ủi qua.
– Tieỏt dieọn phú thuoọc naờng lửụùng vaứ goực cuỷa vaọt lieọu detector cho caực loái tửụng taực photon khaực nhau.
– Thõng tin về sửù vaọn chuyeồn electron vaứ positron trong vaọt lieọu detector. Wainio vaứ Knoll (1966) vaứ De Castro Faria vaứ Levesque (1967) vaứ Peterman et al (1972) sửỷ dúng phửụng phaựp Monte Carlo ủeồ tớnh toaựn hieọu suaỏt ủổnh naờng lửụùng toaứn phần cuỷa detector baựn daĩn. Nhửừng tớnh toaựn naứy ủửụùc thửùc hieọn cho caực detector germanium vaứ silicon phaỳng vaứ naờng lửụùng dửụựi 2 MeV. Tửứ ủoự, nhiều nhoựm khaực ủaừ phaựt trieồn caực chửụng trỡnh Monte Carlo vụựi nhiều mửực ủoọ khaực nhau về sửù phửực táp cuừng nhử tinh teỏ vaứ aựp dúng chuựng vaứo hỡnh hóc detector ủồng trúc vaứ naờng lửụùng lẽn ủeỏn 12 MeV. Sửù tửù haỏp thú trong nguồn ủửụùc xem xeựt lần ủầu tiẽn bụỷi Nakamura (1975) cho nguồn ủúa vaứ sau ủoự bụỷi Biratarri vaứ Salomone (1980), Rieppo (1981) vaứ Nakamura vaứ Suzuki (1983) cho nguồn ủúa vaứ caực dáng khaực chaỳng hán nhử Marinelli beaker.
Hầu heỏt caực taực giaỷ nẽu trẽn ủaừ so saựnh caực keỏt quaỷ mõ phoỷng ủoỏi vụựi thửùc nghieọm vaứ coự ủửụùc sửù phuứ hụùp trong voứng ±10% vaứ trong moọt soỏ trửụứng hụùp laứ ±5%. Do ủoọ baỏt ủũnh cuỷa caực giaự trũ thửùc nghieọm thửụứng laứ nhoỷ hụn nhiều so vụựi 5%, sửù khaực bieọt tửứ 5 ủeỏn 10% phaỷi ủửụùc gãy ra bụỷi sai soỏ hay ủoọ baỏt ủũnh cuỷa caực giaự trũ tớnh toaựn. ẹoọ baỏt ủũnh hay sai soỏ ụỷ mửực naứy laứ hụùp lớ vaứ ủửụùc gãy ra chuỷ yeỏu bụỷi 3 nguyẽn nhãn sau:
ẹầu tiẽn ủoự laứ sửù hán cheỏ về maởt thoỏng kẽ. Moọt chửụng trỡnh Monte Carlo mõ phoỷng caực quaự trỡnh vaọt lyự thaọt cuỷa sửù maỏt naờng lửụùng trong tinh theồ maứ khõng laứm quaự nhiều caực xaỏp xổ ủụn giaỷn cần moọt thụứi gian cháy maựy daứi tớnh trẽn moọt ủổnh naờng lửụùng neỏu caực keỏt quaỷ cần coự sửù baỏt ủũnh thaỏp. ẹãy laứ moọt vaỏn ủề trong vieọc tớnh toaựn ủoỏi vụựi caực tinh theồ lụựn vaứ naờng lửụùng cao. ẹeồ ủát ủửụùc sai soỏ thoỏng kẽ tửụng ủoỏi cụừ 2% ủoỏi vụựi detector kớch thửụực trung bỡnh vụựi naờng lửụùng cụừ 3 MeV, quaự trỡnh laỏy maĩu phaỷi tớch luừy khoaỷng 2500 hieọn tửụùng
haỏp thú naờng lửụùng toaứn phần. Vỡ chổ coự moọt vaứi phầm traờm cuỷa taỏt caỷ caực hieọn tửụùng laứ haỏp thú toaứn phần, lũch sửỷ cuỷa khoaỷng 105 photon phaựt vaứo goực khoỏi cuỷa detector phaỷi ủửụùc theo doừi. Bụỷi vỡ sửù cần thieỏt cuỷa moọt soỏ lụựn caực hieọn tửụùng nhử vaọy cho nẽn vụựi thụứi gian tiẽu thú ủeồ cháy maựy thaỏp thỡ keỏt quaỷ ủửa ra coự ủoọ baỏt ủũnh khoaỷng vaứi phần traờm.
Thửự hai, baỷn thãn detector cuừng coự sửù giụựi hán laứ coự moọt ủoọ baỏt ủũnh ủaựng keồ trong hỡnh dáng vaứ kớch thửụực nháy cuỷa tinh theồ, ủaởc bieọt laứ cho caực detector khueỏch taựn lithium vaứ ủồng trúc laứ nhửừng loái detector coự hụn moọt vuứng baỏt hoát. Caực nhaứ saỷn xuaỏt detector cung caỏp thõng tin về kớch thửụực cuỷa detector vaứ cuỷa vuứng baỏt hoát nhửng nhửừng kớch thửụực naứy thửụứng khõng chớnh xaực tuyeọt ủoỏi.
Thửự ba, coự moọt sửù giụựi hán trong vieọc mõ phoỷng caực quaự trỡnh vaọt lyự, xaực suaỏt tửụng taực cuỷa caực photon vaứ electron vaứ sửù phãn boỏ goực laứ baỏt ủũnh. Caực heọ soỏ haỏp thú khoỏi cuỷa photon (Hubbell 1982) coự theồ coự ủoọ baỏt ủũnh tửứ 2% ủeỏn 5% tuyứ thuoọc vaứo naờng lửụùng. Do vaọy, gãy nẽn ủoọ baỏt ủũnh heọ thoỏng trong phãn boỏ riẽng phần cuỷa sửù chuyeồn hoaự naờng lửụùng. Tỡnh tráng naứy coự theồ trụỷ nẽn tồi teọ hụn ủoỏi vụựi caực tieỏt dieọn quang ủieọn, Compton vaứ táo caởp riẽng leỷ maứ ủoọ baỏt ủũnh cuỷa chuựng coự theồ lụựn hụn. Raỏt khoự ủeồ ửụực lửụùng sửù truyền sai soỏ cuỷa chuựng vaứo sai soỏ toaứn phần cuỷa hieọu suaỏt ủổnh naờng lửụùng toaứn phần ủửụùc tớnh toaựn.
Moọt vaỏn ủề khaực naỷy sinh khi so saựnh hieọu suaỏt tớnh toaựn vaứ thửùc nghieọm. Soỏ ủeỏm ủửụùc xaực ủũnh tửứ ủổnh naờng lửụùng toaứn phần ủo ủửụùc khõng cần phaỷi tửụng ửựng vụựi soỏ hieọn tửụùng haỏp thú naờng lửụùng toaứn phần ủửụùc tớnh bụỷi Monte Carlo. Trong trửụứng hụùp caự bieọt ủuõi naờng lửụùng thaỏp cuỷa moọt ủổnh ủửụùc ủo coự theồ chổ ủửụùc bao gồm moọt phần trong dieọn tớch ủổnh, nhửng taỏt caỷ nhửừng hieọn tửụùng naứy ủều coự khaỷ naờng ủửụùc bao gồm trong dieọn tớch ủổnh tớnh toaựn. Do vaọy,
khi keỏt quaỷ thu ủửụùc baống Monte Carlo so vụựi dửừ lieọu thửùc nghieọm, sửù khaực bieọt trong ủũnh nghúa naứy coự theồ aỷnh hửụỷng ủeỏn sửù sai bieọt trong so saựnh.