Chất nhấp nháy Tham số theo phương trình (1.2) Dạng nhấp nháy
Thời hằng phân rã nhanh (ns) Thời hằng phân rã chậm (ns) EJ-301 (NE213) EJ-309 3,2 3,5 32,2 32,2 Lỏng Lỏng
EJ-228 (NE111) 0,5 1,4 Nhựa
EJ-204 (NE120A) 0,7 1,6 Nhựa
Vì thành phần ánh sáng chậm B phụ thuộc vào loại bức xạ nơtron hoặc gamma, do đó tỉ số B/A trong biểu thức (1.2) thường được sử dụng trong các giải thuật nhận dạng xung nơtron/gamma [50].
Hình 1.5 Sự khác nhau giữa xung nơtron và gamma trong một số chất nhấp nháy hữu cơ [51].
Khi ánh sáng sinh ra được thu gom và được PMT chuyển thành xung điện, chúng có thể được hình thành xung theo một trong hai cách: hình thành xung đi (xung tích phân) hoặc xung dịng (xung nhanh).
Trong cách hình thành xung đi (như ở TKĐ nhạy điện tích), tín hiệu được tích phân với thời hằng lớn, do đó phần đi xung kéo dài (hàng trăm µs), nên mặt trước của xung phải đủ dài để mang đặc trưng của thành phần phân rã chậm. Các giải thuật nhận dạng xung trong trường hợp này tập trung phân tích mặt trước của xung [23]. Do xung hình thành dài, nên hiện tượng chồng chập xung trong các môi trường tốc độ đếm cao là một hạn chế của phương pháp này. Hiện tượng chồng chập xung làm cho các giải thuật phân biệt dạng xung trở nên phức tạp và hiệu quả phân biệt không cao. Tuy nhiên, do mặt trước của xung trong các trường hợp này thường kéo dài (vài trăm ns) nên việc số hóa các xung để xử lý khơng cần tốc độ
quá cao, chỉ cần trong khoảng vài chục MSPS.
Trong cách hình thành xung nhanh, tín hiệu được tích phân với thời hằng nhỏ; hình dạng xung gần như cùng dạng với xung cường độ sáng thu được từ đầu nhấp nháy. Khi đó, thời gian tăng của xung rất ngắn và phụ thuộc chủ yếu vào thành phần
trưng của thành phần phân rã chậm. Các giải thuật nhận dạng xung trong trường hợp này tập trung phân tích hình dạng đi xung [4,6–10,16,18,20,25]. Do thời gian hình thành xung ngắn (vài chục ns) nên ưu điểm của các hệ đo hình thành xung
nhanh là hạn chế khả năng chồng chập xung. Ở tốc độ đếm cao mà vẫn giữ được các đặc trưng phân biệt nơtron - gamma khi sử dụng chất nhấp nháy [4,6– 10,16,18,20,25,52–55]. Tuy nhiên, các đặc trưng nơtron - gamma ở phần đuôi xung khác nhau rất ít, thời gian hình thành xung ngắn nên để dựng lại xung tương đối chính xác, thì tốc độ số hóa trong các hệ này phải cao (trên 250 MSPS). Bên cạnh đó, độ tuyến tính của phổ biên độ cũng bị ảnh hưởng do sự đóng góp chưa hồn tồn của thành phần phân rã chậm vào biên độ xung. Tuy nhiên các phân tích trong các tài liệu [56,57] cho thấy độ phi tuyến của phổ biên độ không nhiều và chấp nhận được đối với hệ đo nơtron.
1.3 Một số phương pháp phân biệt xung nơtron/gamma trong đetectơ nhấp nháy
Các phương pháp phân biệt dạng xung trong các hệ đo nơtron có thể chia làm hai nhóm chính: phân biệt dạng xung trong miền thời gian và phân biệt dạng xung trong miền tần số (bảng 1.2). Các phương pháp trong miền thời gian phân tích các đặc điểm dạng xung theo thời gian, trong khi các phương pháp trong miền tần số phân tích đặc điểm của xung trong miền tần số của xung thông qua biến đổi Fourier hoặc wavelet.
Giải thuật của các phương pháp trong miền thời gian thường đơn giản là ưu điểm khi ứng dụng trong các hệ đo có tài nguyên phần cứng nhỏ. Trong khi giải thuật của các phương pháp phân tích trong miền tần số phức tạp nên các hệ đo này địi hỏi tốc độ số hóa cao và tài nguyên lớn. Tuy nhiên, hiệu quả phân biệt của các hệ phân tích trong miền tần số thường cao hơn so với các hệ phân tích trong miền thời gian.