Như đã trình bày ở trong phần 1.1.2, bức xạ gamma sau khi tán xạ Compton trên vật liệu bia sẽ bị giảm cường độ và năng lượng theo góc tán xạ được tính theo công thức (1.4). Xuất phát từ ý tưởng của Shamshad và cộng sự trong công trình [27], luận văn sẽ kết hợp phương pháp gamma tán xạ để tạo các bức xạ có năng lượng theo ý muốn bằng cách thay đổi góc tán xạ θ với phương pháp gamma truyền qua truyền thống đã trình bày
trong phần 1.2.1.
Nguồn
Đầu dò
Gamma tới E, I
Gamma tán xạ E’, I’ Bia
Hình 1.7. Kết hợp phương pháp gamma tán xạ làm thay đổi năng lượngtrong phương pháp gamma truyền qua
Một nguồn gamma đơn năng 662 keV được chiếu tới bia tán xạ, bằng cách đặt cả vật liệu bia cần xác định hệ số suy giảm gamma và đầu dò trên một trục có thể xoay theo các hướng hợp với hướng của photon tới một góc θ, chúng tôi có thể thu được các photon tán xạ với mức năng lượng nhỏ hơn 662 keV theo ý muốn bằng cách xoay trục để thay đổi góc θ. Các mức năng lượng của photon tán xạ được tính theo công thức (1.4). Các photon sau tán xạ này được truyền qua bia vật liệu và đến đầu dò theo cơ chế gamma truyền qua. Hệ số suy giảm tuyến tính của vật liệu bia được xác định giống hoàn toàn phương pháp gamma truyền qua theo định luật Beer-Lambert về sự suy giảm cường độ chùm bức xạ gamma khi đi qua vật chất.
Vì các bức xạ gamma sau tán xạ có cường độ và năng lượng thấp hơn bức xạ gamma tới nên nguồn bức xạ gamma ban đầu thường dùng là các nguồn phóng xạ có cường độ cao. Để đảm bảo an toàn, nguồn phóng xạ được bọc trong khối chì. Ngoài ra, các bức xạ gamma phát ra từ nguồn, các photon sau khi tán xạ trên bia tán xạ và các photon sau khi
Bia vật liệu Bia tán xạ Góc tán xạ Nguồn Đầu dò Gamma tới Gamma tán xạ Gamma truyền qua
truyền qua bia vật liệu đều được chuẩn trực bằng ống chì có đường kính nhỏ. Việc này giúp làm giảm ảnh hưởng của thành phần tán xạ nhiều lần, đồng thời bảo đảm các photon sau tán xạ theo đúng góc tán xạ θ đã xác định được truyền qua vật liệu bia cần đo. Từ
đó, tạo thêm sự tin cậy của kết quả đo được.
Đầu dò được sử dụng để ghi nhận hiệu suất các photon truyền qua bia vật liệu thường là loại bán dẫn HPGe hoặc loại đầu dò nhấp nháy NaI(Tl). Trong luận văn này, chúng tôi khảo sát sự thay đổi các đặc trưng suy giảm bức xạ gamma của vật liệu che chắn theo các mức năng lượng khác nhau sử dụng loại đầu dò nhấp nháy NaI(Tl). Đầu dò cũng được bọc lớp chì xung quanh để tránh các bức xạ không mong muốn.
1.3. Cơ sở lý thuyết tính các đặc trưng suy giảm gamma
Trong hai phương pháp gamma truyền qua và gamma tán xạ, chúng tôi đã trình bày cách xác định hệ số suy giảm tuyến tính của bức xạ gamma khi xuyên qua một lớp vật chất. Dễ thấy rằng, sự suy giảm cường độ của tia gamma khi truyền qua môi trường vật chất phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: năng lượng chùm tia gamma tới, bề dày vật liệu, mật độ khối lượng của vật liệu và nguyên tử số của vật liệu. Từ hệ số suy giảm tuyến tính sẽ lần lượt xác định các tham số suy giảm liên quan bao gồm hệ số suy giảm khối, nguyên tử số hiệu dụng, mật độ electron hiệu dụng, quãng đường tự do trung bình, bề dày một nửa và bề dày một phần mười.