3.1.1.Mô hình mô phỏng
Mô hình gamma truyền qua bao gồm nguồn 137Cs, bộ chuẩn trực nguồn, vật liệu bia, bộ chuẩn trực đầu dò và đầu dò NaI(Tl).
Hình 3.1. Sơ đồ mô hình thực nghiệm gamma truyền qua
Mô hình gamma truyền qua được mô phỏng bằng phần mềm MCNP6 với cấu trúc như mô hình thực nghiệm.
21
Trong mô phỏng, khoảng cách từ nguồn đến thanh vật liệu là 28,43 cm và khoảng cách từ thanh vật liệu đến đầu dò là 20,3 cm. Sau đây trình bày một số dữ liệu mô phỏng về nguồn 137Cs, vật liệu bia và đầu dò NaI(Tl).
3.1.1.1. Nguồn 137Cs
Nguồn phát phóng xạ gamma được sử dụng trong khóa luận là nguồn 137Cs mang năng lượng 661,657 keV với hiệu suất suất phát là 84,99%. Nguồn được mô phỏng với số hạt phát ra là 6 tỷ hạt.
Hình 3.3. Thông số của nguồn phóng xạ [17]
3.1.1.2. Vật liệu bia
Vật liệu bia được chọn trong khóa luận là vật liệu polyme. Polyme là hợp chất cao phân tử, là hợp chất có khối lượng phân tử lớn do nhiều đơn vị nhỏ gọi là mắt xích (monome) liên kết với nhau tạo thành. Polyme thường được chia ra thành polyme tự nhiên, polyme nhân tạo và polyme bán nhân tạo. Polyme thường có ưu điểm là độ bền cao, có tính thẩm mĩ và rất dễ điều chế. Do đó, polyme là một vật liệu đang rất được quan tâm và có nhiều nghiên cứu về nó, ví dụ như bê tông polyme đang được nghiên cứu với ưu điểm làm giảm hiệu ứng nhà kính [18].
Chúng tôi tính toán nguyên tử số hiệu dụng của một số polyme thường dùng. Bảng sau đây gồm tên gọi, cấu trúc hóa học (CTHH) và mật độ của một số vật liệu polyme:
22
Bảng 3.1. Tên gọi, cấu trúc hóa học và mật độ của một số vật liệu polyme
Tên vật liệu Tên gọi
khác CTHH
Mật độ (g/cm3)
Giá trị Giá trị trung bình
Acrylonitrin Butadien Styren ABS C15H17N 1,06 - 1,15 [19] 1,105 High-density polyethylene HDPE C2H4 0,96 - 0,98 [19] 0,97 Polymethylmethacrylate PMMA C5H8O2 1,19 [20] 1,19 Polycarbonate PC C15H16O2 1,20 - 1,28 [19] 1,24 Polychloroprene CR C4H5Cl 1,23 [19] 1,23 Polyetheretherketones PEEK C19H12O3 1,3 - 1,4 [19] 1,35 Polyethyleneterephthalate PET C10H8O4 1,33 - 1,5 [19] 1,415 Polymethylpentene PMP C6H12 0,83 [21] 0,83 Polyoxymethylene POM CH2O 1,45 - 1,55 [20] 1,425
Polypropylene PP C3H6 0,93 [19] 0,93
Polystyrene PS C8H8 1,06 [20] 1,06
Polyvinylchloride PVC C2H3Cl 1,3 [19] 1,3
Polyethylene PE C2H4 0,94 [20] 0,94
Polyvinylidenefluoride PVDF C2H2F2 1,79 - 1,85 [19] 1,82
Trong mô hình mô phỏng, thanh vật liệu polyme được mô phỏng với đường kính ống là 2 cm.
23
3.1.1.3. Đầu dò NaI(Tl)
Khóa luận này sử dụng đầu dò loại tinh thể nhấp nháy NaI(Tl). Bảng 3.2 trình bày các thông số của đầu dò:
Bảng 3.2. Cấu hình và thông số kỹ thuật của đầu dò NaI(Tl)
Cấu hình Thông số kỹ thuật
Đường kính tinh thể NaI(Tl) 76 mm
Chiều cao tinh thể NaI(Tl) 76 mm
Độ dày lớp chì trên đầu dò 1,5 mm
Độ dày lớp silicon 2 mm
Độ dày lớp chì xung quanh đầu dò 1,5 mm Độ dày lớp phản xạ trước đầu dò 3 mm