CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM
3.2. Bố trí thí nghiệm
Trong hệ đo tán xạ ngược thiết lập, bia tán xạ đặt tại vị trí cách nguồn 51,4 cm và cách bề mặt tinh thể NaI(Tl) 18 cm. Nguồn, bia và đầu dò được đặt sao cho tâm của ống chuẩn trực nguồn, tâm của bề mặt bia và tâm của ống chuẩn trực đầu dò nằm trong cùng một mặt phẳng vuông góc với bề mặt bia (góc phương vị 0
90
ϕ = ).
Như đã trình bày ở phần 2.3, giá trị αRnR phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nhưng do điều kiện giới hạn nên trong luận văn này chỉ tiến hành khảo sát sự phụ thuộc của giá trị
trí hình học của phép đo khác nhau. Tuy nhiên, trong phép đo tán xạ ngược, có hai yếu tố ta cần quan tâm là diện tích và độ rộng của đỉnh tán xạ một lần. Diện tích của đỉnh tán xạ một lần đặc trưng cho xác suất ghi nhận tia gamma tán xạ trong đầu dò, do đó diện tích đỉnh càng lớn thì thống kê của phép đo đạt được càng tốt. Đối với độ rộng của đỉnh tán xạ một lần thì yêu cầu càng nhỏ càng tốt để hạn chế sự đóng góp của các sự kiện tán xạ nhiều lần. Bởi vì tán xạ nhiều lần gây ra sự thăng giáng thống kê làm tăng sai số của phép đo. Theo kết quả mô phỏng bằng chương trình MCNP của Huỳnh Đình Chương [1], tác giả đã chỉ ra rằng với góc đo 80P
0 P thì xác suất ghi nhận các tia gamma tán xạ là lớn nhất nhưng độ chính xác của phép đo là thấp nhất, trong khi đó góc đo 120P
0 P
cho khả năng đánh giá chính xác nhất nhưng thống kê của phép đo sẽ thấp hơn trong cùng điều kiện đo so với góc nhỏ hơn. Do đó, việc khảo sát theo các bề dày và theo các góc tới khác nhau được thực hiện với góc tán xạ 100P
0 P
là góc trung gian trong khoảng 80P 0 P - 120P 0 P . Và việc khảo sát theo các bề dày bia và theo các góc tán xạ khác nhau được thực hiện với góc tới là 45P
0 P .
Hình 3.4. Bố trí thí nghiệm khảo sát giá trị albedo gamma số đếm theo góc tán xạ, với góc tới θR0R = 45P
0 P
Hình 3.5. Bố trí thí nghiệm khảo sát giá trị albedo gamma số đếm theo góc tới, với góc tán xạ θ = 100P
0 P
và bề dày bia được giữ không đổi.
Hình 3.6. Bố trí thí nghiệm khảo sát giá trị albedo gamma số đếm theo bề dày vật liệu, với góc tới θR0R = 45P
0 P và góc tán xạ θ = 100P 0 Pđược giữ không đổi.
Trong thực nghiệm đo tán xạ ngược, bên cạnh các sự kiện tia gamma tán xạ trên bia được ghi nhận trong đầu dò còn có sự đóng góp của phông. Ở đây phông là các tia bức xạ được ghi nhận trong đầu dò mà chúng đến từ môi trường, đến trực tiếp từ nguồn hoặc đến đầu dò sau khi tán xạ trên các vật liệu che chắn không phải bia. Do đó, để thu được phổ tán xạ ngược gamma ta cần phải tiến hành trừ phông cho phổ thực nghiệm, với phổ phông thu được bằng cách bố trí thí nghiệm đo tương tự như phép đo tán xạ nhưng không có bia tán xạ. Như vậy, đối với mỗi phép đo ta tiến hành đo cho trường hợp khi có bia và khi không có bia. Hình 3.4 và hình 3.5 lần lượt là hình ảnh phép đo tán xạ ngược có bia và không bia với góc tới 45P
0 P , góc tán xạ 100P 0 P .
Hình 3.7.Phép đo tán xạ ngược có bia, với góc tới 45P 0 P và góc tán xạ 100P 0 P .
Hình 3.8. Phép đo phông với góc tới 45P 0 P , góc tán xạ 100P 0 P . Bố trí tương tự như phép đo tán xạ ngược nhưng không có bia tán xạ.
Với các phép đo trên, ta xác định được số đếm gamma tán xạ, tuy nhiên để tính giá trị αRnR ta cần xác định thêm số đếm gamma tới. Để thực hiện việc này, ta đặt đầu dò vào ngay vị trí của bia tán xạ để ghi nhận các gamma tới.
Hình 3.9. Bố trí thí nghiệm phép đo số đếm gamma tới.
Ngoài ra, việc xác định vị trí đỉnh năng lượng đòi hỏi ta phải chuẩn năng lượng và chuẩn FWHM. Việc chuẩn năng lượng và chuẩn FWHM được tiến hành với bộ nguồn chuẩn P 152 P Eu, P 133 P Ba, P 109 P Cd, P 57 P Co, P 54 P Mn, P 22 P Na, P 137 P Cs, P 60 P Co. Bảng 3.2 trình bày
các giá trị của số kênh và FWHM tương ứng với đỉnh năng lượng có được từ thực nghiệm.
Bảng 3.2. Giá trị thực nghiệm của số kênh và FWHM tương ứng với các đỉnh năng lượng của nguồn chuẩn.
Đồng vị E (MeV) Số kênh FWHM (MeV)
Eu-152 0,3443 1770 0,0272 Ba-133 0,0810 451 0,0088 0,3560 1839 0,0274 Cd-109 0,0880 491 0,0081 Co-57 0,1221 660 0,0107 Mn-54 0,8348 4153 0,0441 Na-22 1,2745 6272 0,0549 Cs-137 0,6617 3346 0,0438 Co-60 1,3325 6601 0,0643 1,1732 5822 0,0584
Từ đó tiến hành làm khớp, ta thu được phương trình đường chuẩn năng lượng và đường chuẩn FWHM như sau:
( ) 2 4 10 2
E MeV = −1, 022.10− +1,992.10 x− +7, 4986.10− x (3.1) Với x là số kênh.
( ) 2
FWHM MeV = −0, 01075+0, 06502 E−0, 06691.E (3.2) Với E có đơn vị MeV.
Hình 3.10.Đường làm khớp đường chuẩn năng lượng.