CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM
3.5.3. Khảo sát giá trị αn theo bề dày vật liệu
Bố trí thí nghiệm khảo sát giá trị αR
nR theo các bề dày khác nhau cho các bia tán xạ là bia nhôm, bia thép C45 và bia đồng, góc tán xạ 100P
0 P , góc tới 45P 0 P , nguồn sử dụng là nguồn P 60 P
Co. Kết quả thu được là giá trị αRnR ứng với các bề dày khác nhau được trình bày ở bảng 3.7, 3.8 và 3.9 lần lượt cho bia nhôm, bia đồng và bia thép C45.
Sự biến thiên của giá trị αRnR theo bề dày vật liệu cho các bia nhôm, đồng và thép C45 lần lượt được trình bày ở hình 3.14, 3.15 và 3.16. Ngoài ra tiến hành làm khớp các dữ liệu thực nghiệm theo dạng hàm như Bulatov và Garusov đề xuất [8]:
( ) ( )( cx)
x 1 e−
α = α ∞ − (3.8)
Trong đó α(x) là albedo gamma số đếm ứng với bề dày x, α ∞( ) là giá trị giới hạn của albedo gamma số đếm ứng với bề dày vô hạn, c là một hằng số. Ta được các hàm làm khớp như thể hiện trong hình 3.14, 3.15 và 3.16 với sự phù hợp khá tốt.
Bảng 3.7. Giá trị αR
nRứng với các bề dày khác nhau cho bia nhôm. Bề dày bia nhôm
(cm) αRnR (srP -1
P
) Bề dày bia nhôm
(cm) αRnR (srP -1 P ) 0,60 0,0211 ± 0,0011 4,17 0,0862 ± 0,0045 0,80 0,0301 ± 0,0016 4,35 0,0880 ± 0,0046 1,03 0,0403 ± 0,0021 4,70 0,0874 ± 0,0046 1,42 0,0512 ± 0,0027 4,74 0,0903 ± 0,0047 1,62 0,0593 ± 0,0031 5,22 0,0884 ± 0,0046 2,08 0,0630 ± 0,0033 5,76 0,0905 ± 0,0047 2,10 0,0633 ± 0,0033 6,04 0,0881 ± 0,0046 2,56 0,0749 ± 0,0039 6,70 0,0878 ± 0,0046 3,02 0,0777 ± 0,0041 7,09 0,0901 ± 0,0047 3,42 0,0821 ± 0,0043 7,30 0,0895 ± 0,0047 3,62 0,0855 ± 0,0045 7,66 0,0905 ± 0,0047 3,84 0,0848 ± 0,0044 8,11 0,0902 ± 0,0047
Hình 3.19. Sự biến thiên của giá trị αR
Từ hình 3.14, ta thấy khi bề dày bia nhôm tăng thì giá trị αR
nR tăng lên. Nhưng khi bề dày khoảng 4,74 cm thì giá trị αRnRkhông tăng nữa và đạt giá trị bão hòa. Làm khớp dữ liệu theo dạng hàm (3.8), ta được đường làm khớp có sự phù hợp khá tốt.
Bảng 3.8. Giá trị αR
nRứng với các bề dày khác nhau cho bia đồng. Bề dày bia đồng (cm) αRnR (srP -1 P ) Bề dày bia đồng (cm) αRnR (srP -1 P ) 0,30 0,0305 ± 0,0016 2,23 0,1161 ± 0,0060 0,50 0,0560 ± 0,0029 2,40 0,1169 ± 0,0061 0,80 0,0800 ± 0,0042 2,60 0,1174 ± 0,0061 1,00 0,0902 ± 0,0047 2,80 0,1165 ± 0,0061 1,40 0,0980 ± 0,0051 3,00 0,1166 ± 0,0061 1,60 0,1057 ± 0,0055 3,20 0,1167 ± 0,0061 1,80 0,1094 ± 0,0057 3,45 0,1163 ± 0,0061 2,06 0,1161 ± 0,0060 3,60 0,1169 ± 0,0061
Tương tự như đối với bia nhôm, ta thấy khi bề dày bia đồng tăng thì giá trị αR nR tăng lên. Khi bề dày bia đồng tăng lên đến khoảng 2,40 cm thì giá trị αRnRkhông tăng nữa và đạt giá trị bão hòa. Làm khớp dữ liệu theo dạng hàm (3.8), ta cũng có được đường làm khớp có sự phù hợp khá tốt. Ngoài ra, ta cũng thấy rằng do mật độ ρ của đồng lớn hơn của nhôm nên giá trị αR
nR cho bia đồng lớn hơn giá trị αR
nR của bia nhôm.
Cũng tương tự, từ hình 3.16 ta nhận thấy giá trị αRnR tăng lên khi bề dày bia thép C45 tăng. Khi bề dày bia thép C45 tăng lên đến khoảng 2,45 cm thì giá trị αRnR không tăng nữa và đạt giá trị bão hòa. Làm khớp dữ liệu theo dạng hàm (3.8), ta có được đường làm khớp. Tuy nhiên do số điểm dữ liệu giá trị αRnR khảo sát theo giá trị bề dày bia thép C45 không được chi tiết nên đường làm khớp có sự phù hợp không tốt như đối với bia nhôm và bia đồng. Do mật độ ρ của đồng và của thép C45 tương đối gần nhau nên giá trị αR
nR của chúng cũng xấp xỉ nhau.
Bảng 3.9. Giá trị αR
nRứng với các bề dày khác nhau cho bia thép C45. Bề dày bia thép C45 (cm) αRnR (srP -1 P ) 1,02 0,0879 ± 0,0046 1,30 0,1071 ± 0,0056 2,04 0,1271 ± 0,0066 2,20 0,1307 ± 0,0068 2,45 0,1360 ± 0,0071 2,70 0,1359 ± 0,0071 3,06 0,1357 ± 0,0071 3,75 0,1358 ± 0,0071
Hình 3.21. Sự biến thiên của giá trị αR
nR theo bề dày vật liệu cho bia thép C45.
Như vậy, qua đây ta thấy giá trị αRnR tăng lên khi bề dày bia tăng lên và sau đó đạt giá trị bão hòa. Các vật liệu có mật độ vật chất ρ khác nhau có bề dày bão hòa khác nhau như trình bày ở bảng 3.10. Mật độ của nhôm là nhỏ hơn
( 3)
Al 2, 7 g / cm
ρ = nên bão hòa ở bề dày lớn hơn. Riêng đối với đồng và thép C45 do có giá trị mật độ tương đối gần nhau nên bề dày bão hòa của chúng xấp xỉ bằng nhau. Các kết quả này phù hợp với thảo luận nêu ra trong mục 2.3.2 ở chương 2 là khi bề dày bia tăng lên thì giá trị αRnR tăng lên và đạt giá trị bão hòa ở một bề dày nào đó, vật liệu có mật độ vật chất càng lớn thì giá trị bề dày bão hòa càng nhỏ.
Bảng 3.10. Giá trị bề dày bão hòa của bia nhôm, đồng và thép C45 đối với nguồn P
60P P Co.
Vật liệu bia Nhôm Đồng Thép C45
Bề dày bão hòa (cm) 4,74 2,40 2,45
Tiến hành đo giá trị αRnRở một bề dày nhất định, sau đó so sánh với giá trị bề dày tính được dựa vào công thức hàm làm khớp từ các dữ liệu thực nghiệm, ta thu được kết quả được trình bày trong bảng 3.11.
Bảng 3.11. So sánh giá trị bề dày tính được dựa vào công thức hàm làm khớp từ các dữ liệu thực nghiệm và bề dày thực nghiêm. Vật liệu bia αRn (srP -1 P )
Giá trị bề dày tính dựa vào hàm làm khớp (cm)
Giá trị bề dày đo đạc thực nghiệm (cm) Độ lệch (%) Nhôm 0,0791 3,29 3,25 1,22 Đồng 0,0935 1,16 1,20 3,77 Thép C45 0,1364 2,93 3,22 9,90
Ta thấy giá trị bề dày tính dựa vào hàm làm khớp khá phù hợp với bề dày thực nghiệm với độ lệch nhỏ hơn 10%. Ngoài ra, đối với bia thép C45, ta nhận thấy rằng giữa giá trị bề dày tính toán dựa vào công thức hàm làm khớp và giá trị bề dày thực nghiệm có độ lệch khá lớn so với trường hợp bia nhôm và bia đồng. Điều này là do giá trị bề dày khảo sát cho bia thép C45 lớn hơn giá trị bề dày bão hòa của thép C45. Và do vậy, trong các phép đo khảo sát theo góc cần tránh sử dụng vật liệu có bề dày gần bề dày bão hòa vì sẽ không đánh giá được chính xác kết quả đo.