1.3.3.1. Ảnh hưởng do khoảng cách của nguồn và đầu dò
Nói chung cường độ tia gamma phát ra từ một nguồn sẽ giảm theo khoảng cách tương ứng với quy luật nghịch đảo bình phương. Điều này có thể áp dụng cho các nguồn điểm và các đầu dò điểm.
Một vấn đề dễ nhận thấy nhất là không thể đo trực tiếp khoảng cách thực sự từ nguồn đến bề mặt vùng hoạt động của đầu dò. Bởi vì sự hấp thụ toàn phần của các tia gamma thường bao gồm cả tán xạ nhiều lần bên trong đầu dò, điểm tương ứng khoảng cách zero phải ở đâu đó bên trong tinh thể đầu dò. Điểm này có thể được suy ra bằng thực nghiệm.
11/2 =kD+kd0
R (1.9) Với R là tốc độ đếm, k là hằng số, D là khoảng cách đã biết từ nguồn đến lớp vỏ ngoài của đầu dò, d0 khoảng cách chưa biết từ điểm tương ứng khoảng cách zero bên trong đầu dò đến lớp vỏ ngoài đầu dò.
Vậy nếu như hoạt độ của một nguồn được đo ở các khoảng cách D khác nhau và 1/R1/2 được vẽ theo khoảng cách, điểm giao với trục x sẽ là d0, R có thể là tốc độ đếm toàn phần hay tốc độ đếm ở một đỉnh riêng biệt được xác định bằng diện tích đỉnh trong phổ.
1.3.3.2. Ảnh hưởng của sự khác biệt hình học nguồn
Tại một khoảng cách từ nguồn đến đầu dò cố định, sự phân bố vật liệu phóng xạ bên trong một thể tích khác với việc tập trung nó trong một nguồn điểm làm giảm cường độ tia gamma đến đầu dò. Với một nguồn điểm việc tính toán góc khối tới đầu
dò giúp xác định cường độ tia gamma đến là dễ dàng. Đối với các nguồn có kích thước, sự tính toán góc khối hiệu dụng là phức tạp vì mỗi điểm bên trong nguồn đều có một ảnh hưởng khác nhau đối với đầu dò và do vậy sẽ đóng góp vào cường độ tia gamma toàn phần với các mức độ khác nhau. Đối với một đĩa mỏng, phương trình xấp xỉ đã được đưa ra và bảng của các hệ số đã được xuất bản mà có thể được dùng để hiệu chỉnh độ phóng xạ của một nguồn phân bố đối với một nguồn điểm tương đương (ví dụ Faires và Boswell (1981) và Debertin và Helmer (1988)). Đối với nguồn có kích thước, các tích phân phức tạp hơn và không thể dẫn ra được một biểu thức đơn giản để tính toán hệ số hiệu chỉnh hình học. Thực tế là hầu hết các phòng thí nghiệm chỉ làm việc với một số nhỏ các hình học mẫu chuẩn và giả sử rằng cách đơn giản nhất để thiết lập mối quan hệ của các mẫu có hình học khác nhau là bằng các phương pháp xác định hệ số thông qua việc đo đạc thực sự. Đối với những hình học không chuẩn, sự ước lượng của các hệ số hiệu chỉnh hình học sẽ phức tạp hơn. Việc tính toán ngay cả với sự hỗ trợ của máy tính là rất khó khăn và việc so sánh với thực nghiệm với các hình học khác nhau có thể khó thực hiện bởi việc không tìm thấy một hình dạng thích hợp.
1.3.3.3. Ảnh hưởng của mật độ nguồn lên hiệu suất
Đối với nguồn có kích thước, cần để ý đến hiệu ứng tự hấp thụ gamma trong chính bản thân vật liệu nguồn. Khi đó ảnh hưởng chất liệu nền (matrix) trong nguồn và mật độ của nó cũng phải được hiệu chỉnh khi tính toán hiệu suất của hệ phổ kế. Để hiệu chỉnh sự tự hấp thụ cho tốc độ đếm của đỉnh phổ gamma R chúng ta có thể sử dụng phương trình đơn giản:
R0=Rµt/ (1-e- µt) (1.10)
Với t là bề dày của mẫu và µ là hệ số suy giảm tuyến tính ở năng lượng thích hợp của vật liệu làm thành mẫu. Việc áp dụng phương trình (1.10) là đủ đơn giản khi mà hệ số suy giảm được biết. Nếu matrix của mẫu không phải là một hợp chất đơn giản, giá trị của µ hầu như không biết. Đối với nhiều loại matrix giá trị µ hiệu dụng có thể được ước lượng từ những vật liệu tương tự. Nếu hợp chất của mẫu được thiết lập hợp lí một phương pháp để ước lượng hệ số hấp thụ khối (µ/ρ) cho hợp chất từ các hệ số hấp thụ khối của các thành phần (µ/ρ)I được trình bày theo cách dưới đây:
i i μ μ = f ρ ρ ∑ (1.11)
Với fi là tỉ số của mỗi thành phần riêng biệt và ρ là mật độ tương ứng.
1.3.3.4. Ảnh hưởng của trùng phùng ngẫu nhiên
Trong quá trình xử lý xung tín hiệu của đầu dò, khi nguồn có hoạt độ cao thì sẽ có hiện tương trùng phùng ngẫu nhiên xảy ra. Một xung được tính trong một tổng bất cứ khi nào nó không đi trước hay theo sau một xung khác trong một khoảng thời gian cố định. Khoảng thời gian τ này là thời gian phân giải của hệ điện tử. Sử dụng phân bố Poisson thì xác suất của một trùng phùng ngẫu nhiên trong khoảng thời gian τ là:
A =AeT 2Rτ (1.12)
Với A là diện tích đỉnh được đo và AT là diện tích đỉnh thực, R là tốc độ đếm trung bình, τ là thời gian.
Bởi vì trùng phùng là ngẫu nhiên nên sự hiệu chỉnh này là có thể áp dụng cho tất cả các đỉnh trong phổ.
1.3.3.5. Hiệu chỉnh phân rã phóng xạ
Hoạt độ của các nguồn chuẩn phải được hiệu chỉnh phân rã về cùng một thời gian thông qua phương trình phân rã thông thường:
1/2 ln2 t T 0 t R =R e (1.13)
Cần thận trọng khi hiệu chỉnh phân rã đối với từng trường hợp riêng biệt. Để hiệu chỉnh sự rã trong thời gian đo thì Rt phải được tính như sau:
R =Rt MλΔt/(1-e )-λΔt (1.14)
Với λ là hằng số phân rã, Rt là hoạt độ ở thời điểm bắt đầu đo và RM là hoạt độ được đo, ∆t là thời gian đo toàn phần, T ½ là chu kì bán rã của hạt nhân.
1.3.3.6. Ảnh hưởng trùng phùng tổng
Nguồn gốc của hiện tượng này là do kết quả của tổng của các tia gamma được phát gần như đồng thời từ một hạt nhân. Nó là nguyên nhân tất yếu gây nên sai biệt đối với phép đo hạt nhân phóng xạ có sơ đồ phân rã phức tạp với sự nối tầng của các tia gamma. Không giống với trùng phùng ngẫu nhiên phụ thuộc vào tốc độ đếm, trùng phùng tổng phụ thuộc vào hình học và đặc biệt khi nguồn được đặt ở vị trí rất gần đầu
dò. Với nguyên nhân này, các nguồn phát nhiều tia gamma không nên được sử dụng cho việc chuẩn hiệu suất của hình học gần đầu dò.