1.3.2.1. Độ phân giải năng lượng
Độ phân giải năng lượng của detector được định nghĩa là tỉ số giữa FWHM và vị trí đỉnh hấp thụ toàn phần H0, trong đó FWHM là bề rộng của phân bố tại tọa độ bằng một nửa độ cao cực đại của đỉnh.
Detector HPGe có thể đạt độ phân giải vào khoảng 1,8 keV ở đỉnh năng lượng 1332 keV của 60Co. Trong khi detector NaI chỉ đạt độ phân giải vào khoảng 100 keV ở đỉnh 1332 keV.
Độ phân giải tốt không những giúp nhận biết các đỉnh kề nhau mà còn giúp ghi nhận được các nguồn yếu có năng lượng riêng biệt khi nó nằm chồng lên miền liên tục. Các detector có hiệu suất bằng nhau sẽ có kết quả là các diện tích đỉnh bằng nhau, nhưng những detector có độ phân giải năng lượng tốt sẽ tạo nên các đỉnh năng lượng hẹp và cao, các đỉnh năng lượng này có thể nhô lên cao hơn so với vùng nhiễu thống kê của miền liên tục.
1.3.2.2. Tỉ số đỉnh/Compton (P/C)
Tỉ số này cho phép đánh giá khả năng phân biệt được các đỉnh yếu có năng lượng thấp nằm trên nền Compton của các đỉnh năng lượng cao của detector. Đó là tỉ số chiều cao của đỉnh hấp thụ toàn phần với chiều cao của nền Compton tương ứng (thường lấy ở mép Compton). Tỉ số này càng cao thì càng có lợi cho phép đo hoạt độ thấp và phổ gamma phức tạp. Tỉ số này phụ thuộc vào thể tích của detector, các detector lớn có tỉ số P/C lớn vì phần đóng góp của tán xạ Compton vào đỉnh hấp thụ toàn phần lớn. Tỉ số P/C theo quy định thường được tính bằng cách chia độ cao của đỉnh 1332 keV cho độ cao trung bình của nền Compton trong khoảng 1040 – 1096 keV. Đối với detector HPGe, tỉ số P/C thông thường nằm trong khoảng 40:1 đến 60:1 ứng với đỉnh năng lượng 1332 keV.
1.3.2.3. Dạng của đỉnh
Dạng chi tiết của các đỉnh quan sát được trong phổ gamma là một thông số quan trọng nếu diện tích đỉnh cần được đo một cách chính xác. Hầu hết sự làm khớp dạng đỉnh đều sử dụng dạng sửa đổi của phân bố Gauss cho phép thể hiện phần đuôi ở phía năng lượng thấp của phân bố. Phần đuôi có thể xuất hiện do nhiều hiệu ứng vật lý, bao gồm sự thu gom điện tích không hoàn toàn trong một số vùng của detector hoặc do các electron thứ cấp và bức xạ hãm trong vùng thể tích hoạt động.
Để chỉ ra đặc trưng của phần đuôi, người ta thường sử dụng đại lượng 1/10 chiều cao (FWTM) của đỉnh năng lượng toàn phần. Đối với các detector tốt, phần đuôi của đỉnh sẽ nhỏ, FWTM sẽ nhỏ hơn hai lần FWHM (tỷ lệ FWTM/FWHM đối với đỉnh dạng Gauss là 1,823) [30].
1.3.2.4. Hiệu suất detector
Trong thực nghiệm hiệu suất detector được tính theo công thức sau [34]:
w 1/ 2 pe e t ln 2 T m N t yAke − ε = (1.13)
Trong đó: εe là hiệu suất thực nghiệm của detector, N pe là số đếm đóng góp trong quang đỉnh của phổ gamma thực nghiệm, tm là thời gian đo, y là cường độ phát của tia gamma, A là hoạt độ của nguồn tại thời điểm chứng nhận, k là hệ số chuyển đổi từ đơn vị đo hoạt độ phóng xạ khác sang đơn vị Bq, tw là thời gian phân rã từ thời điểm chứng nhận đến thời điểm đo và T1/ 2 là chu kỳ bán rã.
Sai số tương đối của hiệu suất thực nghiệm Ue được tính theo công thức:
2 2 2
e p y a
U = U +U +U (1.14)
Trong đó: Up, Uy, Ua là sai số tương đối của số đếm đóng góp trong quang đỉnh của phổ gamma thực nghiệm (Npe), cường độ phát xạ của tia gamma (y) và hoạt độ nguồn đo (A) tương ứng.
Trong tính toán bằng chương trình MCNP5, hiệu suất của detector được xác định bằng công thức [36]: pc c s N N ε = (1.15)
Trong đó: εc là hiệu suất tính toán của detector, Ns là số photon phát ra từ nguồn theo mọi hướng, Npc là số photon đóng góp vào quang đỉnh của phổ gamma mô phỏng bằng chương trình MCNP.
Sai số tương đối của hiệu suất tính toán Uc được xác định theo công thức: c pc 1 U N = (1.16)