Hệ phổ kế gamma phông thấp sử dụng đầu dò HPGe GEM50P4-83 do hãng ORTEC sản suất được khảo sát trong khóa luận này. Trong đó, đầu dò HPGe GEM50P4-83 là loại đầu dò đồng trục loại p với hiệu suất tương đối là 50%, có đường kính tinh thể 65,9 mm và chiều cao tinh thể là 11,5 mm. Các thông số hình học của đầu dò do nhà sản xuất cung cấp được đưa ra trong Bảng 2.4. Thành phần vật liệu của mẫu chuẩn đã trình bày trong các Bảng 2.6 và Bảng 2.7. Những giá trị này được sử dụng để mô hình hóa đầu dò trong quá trình mô phỏng. Mô phỏng được thực hiện với tổng số hạt là 109 hạt. Để thực hiện các phép đo thực nghiệm, mẫu chuẩn được đặt tại vị trí sát mặt đầu dò (Hình 3.1). Mẫu chuẩn đựng trong hộp trụ có đường kính 7,3 cm, bề dày mẫu 2 cm.
Hình 3.1. Mô hình hệ phổ kế gamma xây dựng bằng chương trình MCNP6
Khóa luận sử dụng hai phần mềm xử lý phổ là GENIE 2K và COLEGRAM. Sau khi thu nhận phổ gamma của các mẫu chuẩn, tiến hành trừ phông trực tiếp trong phần mềm GENIE 2K. Việc trừ phông sẽ được tính theo tỷ lệ thời gian đo phông và đo mẫu. Đối với GENIE 2K thu được các thông tin của phổ như ngày đo, thời gian đo và có thể đọc phổ để lấy ra số kênh tương ứng với đỉnh năng lượng cần quan tâm trong khóa luận theo từng mẫu chuẩn. Sau đó, sử dụng phần mềm COLEGRAM để xác định diện tích đỉnh năng lượng toàn phần theo số kênh. Thời gian đo phổ gamma của các mẫu
chuẩn được đưa ra trong Bảng 3.1. Đối với 2 mẫu IAEA 434 và IAEA-447 có thời gian đo dài hơn so với các mẫu khác vì cần lấy đủ thống kê số đếm.
Bảng 3.1. Thời gian đo phổ gamma của các mẫu chuẩn
Tên phổ gamma Thời gian đo (s)
Phông 86400
IAEA-RGU-1 86400
IAEA-RGTH-1 86400
IAEA-434 172800
IAEA-447 172800
Phổ thực nghiệm và các đỉnh năng lượng trong mô phỏng của mẫu IAEA-RGU- 1 được trình bày trong Hình 3.2 và Hình 3.3. Đối với Hình 3.2, năng lượng được lấy theo thang đo từ 0 MeV đến 0,5 MeV, Hình 3.3 từ 0,5 đến 3 MeV. Phổ thực nghiệm là phổ đo bằng hệ phổ gamma sử dụng đầu dò HPGe. Các đỉnh màu được chú thích trên hình là đỉnh năng lượng trong phổ mô phỏng chạy với số hạt là 1 tỷ hạt.
Hình 3.3. Phổ thực nghiệm và các đỉnh năng lượng trong mô phỏng của mẫu IAEA- RGU-1 (0,5 MeV – 3 MeV)