Giá trị Zeff của một vật liệu hỗn hợp xem là đạt yêu cầu khi nó nằm trong khoảng Zmin < Zeff < Zmax. Ví dụ, đối với axit sunfuric có cơng thức hóa học của một đơn vị cấu thành là H2SO4, bao gồm nguyên tố H, S và O tạo thành. Trong đó, H có Z = 1 , O có Z = 8 và S có Z = 16, mà Zeff của H2SO4 có giá trị bằng 7,87 nằm trong khoảng 1 đến 16. Từ đó, tơi thấy rằng, tất cả các vật liệu mà tơi tính được đều có nguyên tử số hiệu dụng đạt yêu cầu. Ngồi ra, nhìn vào số liệu của NIST có thể thấy
các điểm Zeff có xu hướng tăng dần theo mật độ. Chứng tỏ mật độ của chất lỏng càng lớn thì Zeff càng tăng, mà Zeff càng cao thì độ che chắn của vật liệu càng tốt. Nhìn chung, các giá trị thực nghiệm có xu hướng phù hợp với các giá trị của NIST. Axit có độ lệch chuẩn lớn nhất là Sunfuric với 10,17% và độ lệch chuẩn nhỏ nhất là Nitric với 0,07%. Hạn chế trong thực nghiệm cũng là nguyên nhân lớn nhất gây ra sự chênh lệch này chính là việc sử dụng ống hình trụ để chứa vật liệu đo. Vì thế rất khó để chắn chắn rằng chùm tia chuẩn trực đi qua tâm của ống và đến tâm chuẩn trực đầu dị mà khơng bị lệch đi một góc nào đó.
4.2. Mơ phỏng
Để tính nguyên tử số hiệu dụng của các hợp chất theo cách tính trực tiếp, ta phải biết rõ các nguyên tố thành phần trong hợp chất và giá trị hệ số suy giảm khối của các nguyên tố đó.
Bảng 4.3. Hệ số suy giảm khối lượng của các nguyên tố
STT Nguyên tố Hệ số suy giảm khối m(cm2/g)
1 H 0,1531 2 C 0,0771 3 N 0,0771 4 O 0,0771 5 S 0,0770 6 Cl 0,0740 7 P 0,0747
Xét phương pháp thứ hai – xác định nguyên tử số hiệu dụng theo tiết diện tổng, sau khi thu được diện tích đỉnh từ việc xử lý phổ, tơi tính tốn được hệ số suy giảm khối lượng của các chất mô phỏng dựa vào công thức (1.8) và (1.9), được trình bày ở bảng 4.4 bên dưới:
Bảng 4.4. Hệ số suy giảm khối lượng của các chất mô phỏng
Loại axit N (số đếm)
Hệ số suy giảm khối lƣợng
(10-4cm2/g) Độ sai biệt (%) Mô phỏng NIST Acetic 280668200 772,5 ± 3,0 822 6,5 Acrylic 280922900 764,5 ± 3,0 815 6,7 Adipic 263218300 769,7 ± 2,9 824 7,2 Aminobutanoic 269064800 783,3 ± 3,0 839 7,1 Arachidic 290741500 818,4 ± 3,2 869 6,2 Behenic 290792700 819,3 ± 3,2 871 6,3 Cerotic 290865100 821,6 ± 3,2 872 6,3 Formic 272289900 753,3 ± 2,9 804 6,8 Histine 318118600 787,1 ± 3,5 815 3,6 Lactic 271655200 769,2 ± 3,0 822 6,9 Lauric 280006100 809,0 ± 3,1 864 6,8 Leucine 271711600 792,0 ± 3,0 847 6,9 Lignoceric 290847800 820,2 ± 3,2 871 6,2 Methionine 263900100 773,3 ± 3,0 827 7,0 Montanic 290874900 821,2 ± 3,2 873 6,3 Myristic 280869700 811,5 ± 3,2 866 6,7 Nitric 258996800 731,6 ± 2,8 783 7,2 Oleic 293746100 814,8 ± 3,2 864 6,1 Palmitic 289146700 816,0 ± 3,2 867 6,3 Palmitoleic 286898700 810,5 ± 3,2 862 6,4 Perchloric 247787200 718,8 ± 2,7 771 7,4 Phosphoric 250143900 733,2 ± 2,8 787 7,3 Steararic 283632800 815,3 ± 3,2 868 6,5 Sunfuric 243181500 733,9 ± 2,8 786 7,3
Tôi nhận thấy rằng độ lệch tương đối giữa lý thuyết và NIST của giá trị m dưới 8% và các độ lệch này lặp lại đều cho các chất. Điều này cho thấy rằng mơ hình mơ phỏng của tôi cần được cải tiến thêm các chi tiết để giảm sự chênh lệch giữa mô
phỏng và thực nghiệm. Từ việc nhận thấy các giá trị mô phỏng phù hợp với chuẩn NIST, tôi tiến hành xác định nguyên tử số hiệu dụng Zeff. Kết quả tính tốn cùng với sự so sánh các giá trị Zeff với nghiên cứu trước đây [1] được trình bày ở bảng 4.5:
Bảng 4.5. Kết quả nguyên tử số hiệu dụng Zeff thu được từ mô phỏng
STT Loại axit NIST Zeff,II RD(%) Các nghiên cứu trƣớc
1 Acetic 4,00 3,75 6,14 -- 2 Acrylic 4,23 3,96 6,32 -- 3 Adipic 3,90 3,64 6,71 -- 4 Aminobutanoic 3,74 3,49 6,64 -- 5 Arachidic 2,84 2,67 5,83 2,84 tại 1MeV 6 Behenic 2,83 2,66 5,94 2,82 tại 1MeV 7 Cerotic 2,80 2,64 5,89 2,80 tại 1MeV 8 Formic 4,80 4,49 6,34 -- 9 Histine 4,10 3,96 3,43 -- 10 Lactic 4,00 3,74 6,42 -- 11 Lauric 2,95 2,76 6,36 2,95 tại 1MeV 12 Leucine 3,27 3,06 6,44 -- 13 Lignoceric 2,75 2,59 5,85 2,81 tại 1Mev 14 Methionine 4,71 4,40 6,56 -- 15 Montanic 2,79 2,63 5,94 2,79 tại 1MeV 16 Myristic 2,91 2,73 6,31 2,91 tại 1MeV 17 Nitric 6,29 5,87 6,69 -- 18 Oleic 2,93 2,76 5,76 2,93 tại 1MeV 19 Palmitic 2,88 2,71 5,93 2,88 tại 1MeV 20 Palmitoleic 2,96 2,78 6,05 2,96 tại 1MeV 21 Perchloric 9,71 9,05 6,87 -- 22 Photphoric 6,18 5,76 6,80 -- 23 Stearic 2,86 2,68 6,10 2,86 tại 1MeV 24 Sunfuric 7,14 6,65 6,84 --
Như đã nêu ở phần trình bày kết quả thực nghiệm, các giá trị nguyên tử số hiệu dụng tính tốn dựa trên mơ phỏng cũng nằm trong giới hạn Zmin < Zeff < Zmax được cho là phù hợp. Bên dưới là đồ thị biểu diễn sự phù hợp giữa hai giá trị tính tốn bằng hai phương pháp khác nhau. Dựa vào bảng số liệu bảng 4.5 tôi thể hiện chúng trên đồ thị và có thể thấy các kết quả giữa hai phương pháp có độ xen phủ cao ở phía mật độ nhỏ.