Dựa vào chi tiết về các thành phần vật liệu, thông số kích thước của đầu dò plastic và đầu dò NaI(Tl) được trình bày ở phụ lục 2, chúng tôi thiết lập hình học hệ đo trong file DetectorContruction.cc.
Vật liệu của hệ đo được định nghĩa theo thành phần nguyên tố hóa học, hợp chất. Các vật liệu được khai báo gồm:
- Đầu dò plastic với thành phần chính là vinyltoluen (C10H11) có 91.5% cacbon, 8.5% hydrogen với mật độ là 1.032 g/cm3. Hai đầu dò plastic có dạng hình hộp chữ nhật kích thước 80 cm (dài) x 40 cm (rộng) x 3 cm (dày).
- Đầu dò NaI(Tl) có 99.6% NaI, 0.04% Thalium (Tl) với mật độ 3.67 g/cm3
với lớp ngoài bao bọc bởi nhôm oxit, silic, silic oxit và ống nhân quang điện PMT được thay thế tương đương lớp nhôm với bề dày 3 cm. Chi tiết về các thông số khai báo kích thước của đầu dò NaI(Tl):
NaI(Tl) (ρ = 3.67 g/cm3) dạng trụ, đường kính ngoài 7.62 cm, bề dày 7.62 cm. Si (ρ = 2.329 g/cm3) dạng trụ, đường kính ngoài 8 cm, bề dày 0.11 cm.
SiO2 (ρ = 2.648 g/cm3
) dạng trụ, đường kính ngoài 8 cm, bề dày 0.3 cm. Al (PMT) dạng trụ, đường kính ngoài 8.62 cm, bề dày 3.0 cm.
Hình 2.3. Thông số về kích thước của các thành phần trong đầu dò NaI(Tl)
Vị trí tâm của đầu dò NaI(Tl) được đặt ở gốc toạ độ (0,0,0) trong hệ trục tọa độ, như trình bày trong hình 2.2. Đầu dò NaI(Tl) với các thông số kích thước của các thành phần như NaI(Tl), Al, Si được trình bày chi tiết trong hình 2.3.
- Buồng chì bao bên ngoài đầu dò NaI(Tl) với mật độ 11.34 g/cm3. Buồng chì có dạng trụ rỗng, gồm thân và nắp buồng chì có đường kính trong 8.35 cm, đường kính ngoài 16.5 cm và cao 15.5 cm. Nắp buồng chì là trụ đặc cao 2 cm, đường kính ngoài bằng đường kính ngoài của thân buồng chì. Tâm của thân chì, nắp chì cách tâm NaI lần lượt là 0.64 cm và 9.39 cm.
- Không khí xung quanh chứa 80% là nitrogen và 20% oxygen với mật độ là 1.29 mg/cm3.
Hình 2.4 trình bày kết quả hình học của hệ đo trong mô phỏng GEANT4 và mặt cắt của đầu dò NaI(Tl) với tinh thể NaI, ống nhân quang điện – Al, chì gồm thân chì và nắp chì và hai tấm plastic đặt song song phía trên đầu dò NaI(Tl). Các thông số vị trí, kích thước, vật liệu được thiết kế đúng theo các thông số thực nghiệm.
Hình 2.4. Hệ đo được xây dựng trong mô phỏng GEANT4 và hệ đo tại Bộ Môn Vật lý hạt nhân – trường Đại học Khoa học tự nhiên – TPHCM.