3.1. Xây dựng bộ số liệu đầu vào
3.1.1. Mô tả hệ đo
% Cấu tạo của đầu đò nhấp nháy Gamma-Rad
Dau dò nhấp nháy Gamma-Rad được sản xuất bởi hãng Amptek là thiết bị dùng cho việc đo phô gamma. Về cơ bản Gamma-Rad bao gồm tinh thé Nal(TI) kích thước 76x 76mm (3 x 3in) được nói với ông nhân quang điện. Ngoài ra trong thực nghiệm còn có máy tinh cai đặt các chương trình ghi nhận và xử lý phô kèm theo.
315
Hình 3.1. Cau tạo về mặt kỹ thuật của Gamma-Rad 5 76x 76mm [14]
Các thông số của đầu dò dùng trong mô phỏng dựa vào thông tin từ nhà sản xuất (Amptek, USA). Phan quan trọng của dau dò là tinh thé Nal được chế tạo dang trụ tròn có kích thước là 76x76 mm có pha một hàm lượng rất nhỏ hoạt chất Thalium (TI). Mặt trước tỉnh thê được thiết kế từ trong ra ngoài gồm 3 lớp: lớp bột oxít nhôm. lớp silicon
và lớp nhôm bao bên ngoài. Trong đó, lớp bột oxít nhôm day Imm đóng vai trò lớp phản
xạ và liên kết, lớp silicon day 2mm và lớp vỏ nhôm dày 1.5mm đóng vai trò bảo vệ đầu dd. Xung quanh tinh thê từ trong ra ngoài gồm 2 lớp: lớp bột oxít nhôm day 2mm và lớp
nhôm bao bọc bên ngoài đày 1,6 mm. Mặt sau tỉnh thể được nỗi với ống nhân quang
29
điện, đo tính phức tạp của ống nhân quang nên nó được mô phỏng là khối nhôm dày
30mm.
Hình 3.2. Cấu tạo chỉ tiết của đầu dò [8]
% Bộ nguồn chuẩn
Bộ nguồn phóng xạ chuẩn dùng trong thực nghiệm [8] gồm có 7 nguồn: "Eu, Cd. “Co, “Mn, 2Na, Zn, !?Cs. Mặt trên cùng của nguồn có đán một lớp decal ghi các thông tin về nguyên tô phóng xạ, hoạt độ, chu kì bán rã, ngày sản xuất, công ty sản xuất. Thông tin chỉ tiết về các nguồn sử dụng trong dé tai được trình bày trong phan phụ
lục 1.
30
% Xây dựng tệp đầu vào
Đề xây dựng một tệp đầu vào cho bài toán mô phỏng hiệu suất của đầu dò theo năng lượng gamma cần các số liệu về thông số kỹ thuật, bồ trí hình học, vật liệu của hệ đầu đò-nguồn. Ngoài ra loại bức xạ quan tâm, năng lượng bức xạ và số các bin năng lượng tương ứng với số kênh trong phô đo thực nghiệm đều sẽ được mô tả chỉ tiết trong tệp đầu vào.
Bồ trí hình học hệ nguồn và dau dò đặt cách 20 cm và trong mô phỏng hệ được chia lần lượt thành 14 6 cơ bản 1: tinh thé Nal(TI); 2: lớp nhôm ôxít; 3: lớp silicon; 4:
lớp vỏ nhôm; 5: ông nhân quang điện (khối nhôm đồng trục): 6: lớp hoạt chất phóng xạ:
7: lớp mylar; 8: lớp decal; 9: hộp chứa nguôn; 10: giá đỡ; 11,12 và 13: phần không khí
xung quanh đầu đò và nguồn; 14: phần không gian bên ngoài vùng quan tâm.
Mỗi ô được giới hạn bởi các mặt phăng cầu hoặc trụ và được lắp day bởi vật liệu tương ứng với một thành phần của hệ với thông tin chỉ tiết các loại vật liệu này được
giới thiệu trong phụ lục 2 và 3.
Hình 3.4. Minh họa các mặt cắt của đầu đò và nguồn được về bằng MCNPS a). Minh họa mặt cắt dọc và ngang của đầu dò.
b). Minh họa mặt cắt đọc của nguồn.
31
Tương ứng với 14 ô cần nhiều mặt phẳng, trụ đẻ liên kết tạo ra các ô với độ quan trọng của 13 6 dau là 1 và trong quá trình mô phỏng các hạt bay ra phan không gian bên ngoài vùng quan tâm thì quá trình theo dõi hạt sẽ kết thúc nên độ quan trọng của ô 14 được gan băng 0.
Trong bài toán này sự đánh gia phan bố độ cao xung F8 được sử dụng, các hat
bay vào dau đò, tương tác với vật chất và truyền năng lượng cho dau dò và được chương
trình ghi nhận vảo các kênh năng lượng tương ứng.
Đề mô phỏng giống với thực nghiệm thì các bin năng lượng được chia thành 8192 bin tương ứng với 8192 kênh của hệ phô kế.
Các tham số của GEB cho việc hiệu chỉnh lại tally F8 được xác định bằng VIỆC
làm khớp các số liệu thực nghiệm theo dang FWHM = a+bVE +c E? với các hệ số [8]:
a =- 00137257 MeV; b = 0.0739501 MeV; c = - 0,152982 MeV. Quá trình mô phỏng
sẽ kết thúc khi số lịch sử hạt đạt 10° hạt.
3.1.2. Kiểm tra khả năng mô phỏng của tệp đầu vào
Trước khi tiễn hành các khảo sát hay hiệu chỉnh lại các thông số kỹ thuật của dau đò ta cần kiểm tra khả năng mô phỏng của tệp đầu vào, dau tiên ta sẽ dùng chương trình MCNPS dé mô phóng dau dò nhấp nháy Nal(TI) với các thông số hình học của đầu dò
được giữ như nhà san xuất đã cung cấp, sau đó so sánh với kết quả thực nghiệm [§], từ đó rút ra kết luận.
+ So sánh phố mô phỏng và thực nghiệm
Hình 3.5a, b, ¢ và 3.5đ biểu điễn phô gamma thu được từ mô phỏng băng chương trình MCNPS và dit liệu thực nghiệm lần lượt theo từng nguồn “Na, '*?Cs, Co, "Eu
với các thông số dau dd cung cấp bởi nhà sản xuất và bẻ day lớp phản xạ Al›O: theo
nghiên cứu [8] là 1,0 mm. Từ hình vẽ 3.5 cho thay kha năng đáp ứng phô từ mô phỏng so với thực nghiệm là có sự phù hợp tốt. Đối với một số nguồn “Mn, !Cd, Zn việc so sánh phô mô phỏng và thực nghiệm được trình bày trong phan phụ lục 5.
32
100300
1000
Số d&avkénh 100
10
° 1600 300 4500 600 7500 9000 ° 1500 3000 402 00D, 750 9080
Kénh Kénh
a) b)
100000
"Co
—_—` 7 Ss
10800 MCNP
' _ Thực nghiệm
"
ơ"
š
1W 100
>
”
0 1500 3000 4500 6000 750) 9000 ° 1500 200) 4500 6000 7500 $000
Kênh Kénh
c) d)
Hình 3.5. So sánh phô thực nghiệm và mô phỏng lần lượt của nguôn ?°Na, "Cs. “Co,
l5
So sánh hiệu suất ghi giữa mô phỏng và thực nghiệm
Hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phân theo mô phóng được xác định bởi công thức:
_ N rep
Ê sinnut ~ N (3.1)
với £z„„ là hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phan theo mô phỏng; N ppp là số đếm của
diện tích đỉnh năng lượng toàn phan, N là số photon phát ra ứng với đỉnh năng lượng
quan tâm.
33
Bảng 3.1. Hiệu suất đỉnh hap thụ năng lượng toàn phan theo mô phỏng và thực nghiệm
với các thông sô của nha sản xuât và lớp AlaO› dày [mm
FEPEx10ˆ` FEPExI0"
(mô phỏng) (thực nghiệm [8])
88,03 Mã:
661.66
834,85 1115.54 1173.23 1274,54 1332,49
ưng: - z A
RD (%} = E=—2|, 100 là độ lệch tương đôi giữa hiệu suât đỉnh hap thụ năng lượng
Ey
toàn phan tính theo mô phỏng và thực nghiệm [8]
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
Hình 3.6. Ti số giữa hiệu suất đỉnh nang lượng toàn phân tính theo mô phỏng và thực
nghiệm
34
* Nhận xét
Từ hình 3.5, 3.6 và bảng 3.1 cho ta thay về khả nang đáp ứng phô gamma của các nguôn được dùng trong mô phông và thực nghiệm có sự phù hợp tốt và độ lệch tương đối của hiệu suất đỉnh hap thụ năng lượng toàn phần giữa thực nghiệm và mô phỏng là dưới 2% cho tất cả năng lượng khảo. Kết quả này là hoàn toàn phù hợp với dữ liệu đã được công bố trong công trình [8].
Vậy tệp đầu vào cho kết quả về khả năng đáp ứng phô và hiệu suất mô phỏng là
tốt và trên cơ sở này chúng tôi sẽ khảo sát các thông số kĩ thuật khác gồm ống nhân quang điện (PMT) được thay thé bởi khối nhôm hình trụ đồng trục, silicon, lớp vỏ nhôm, khảo sát đầu đò nhưng chỉ giữ lại tinh thé Nal(TI) và sau đó thêm từng lớp vật liệu bao
quanh tinh thé lần lượt là AlzOs_ lớp silicon, lớp vỏ nhôm.
3.2. Khảo sát, đánh giá và hiệu chỉnh các thông số kỹ thuật của đầu đò
Khảo sat PMT
Bảng 3.2. Hiệu suất đỉnh hap thụ năng lượng toàn phan theo mô phỏng với các giá trị bé day PMT khác nhau của đầu đò
E(keV)
Bé diy | 903 S11 661,66 83485 111554 117323 127454 133249
PMT(cm) }_—~_~— SE — Z 2 2et
éxl0”
0 590 365 299 249 4198 187 78 171 I 590 365 299 249 198 187 178 171 2 590 365 299 249 198 187 178 4171
3 590 365 299 249 198 187 178 171
4 590 365 299 249 198 187 178 171 5 580 365 299 249 198 187 178 171 6 580 365 299 249 198 187 178 171 7 590 365 299 249 198 187 178 T7
§ 589 365 299 249 198 187 178 171 9 580 365 299 249 198 187 178 171
35
Nâng lượng (keV)
ME 1352
1275
G21 1115 GE sss
662
SS
Hình 3.7. Hiệu suất định hap thụ năng lượng toàn phan theo mô phỏng với các giá trị bé day PMT khác nhau của đầu dò
Từ bảng 3.2 và kết quả thé hiện thông qua hình 3.7 cho thấy, khi thay đồi bề day PMT từ 0 đến 9 em thì hiệu suất định hap thụ năng lượng toàn phan được tính cho sáu
nguồn điềm !Cd, “Co, “Mn, Na, “Zn, !°?Cs ứng với tám mức năng lượng thì kết qua
hau như không thay đồi.
Bang 3.3. Độ lệch tương đối khi thay đôi bẻ day PMT
E (keV)
họ 8803 S11 661,66 83484 1115,54 117323 127454 133249
(cm) RD (%) = Sint — ÊBq x100
Exy
0 | 109 043 029 005 0,54 1,03 1,85 1,38 1 | 109 042 032 005 0,53 0,97 1,86 1,35 2 | 109 042 032 0,06 0,53 0,94 1,85 1,34 3 | 109 042 031 0,06 0,53 0,93 1,86 1,33 4 |109 043 031 006 0,53 0,94 1,86 1,33 5 | 109 042 031 0,06 0,53 0,92 1,84 1,34 6 | 109 042 031 006 0,53 0,92 1,84 1,34 7 | 109 043 O31 0.06 0,53 0,93 1,86 1,33
8 | 1,09 042 036 006 0,53 0,94 1,86 1,33 9 | 109 042 031 0,06 0,53 0,93 1,86 1,33
36
Nãng lượng (keV)
Hình 3.8. Độ lệch tương đối khi thay đổi bề day PMT của dau đò
Từ bảng 3.3 cho thấy độ lệch tương đối giữa mô phỏng và dữ liệu thực nghiệm [8] đều dưới 2% và hiệu suất ghi của đầu đò chỉ thay đổi 0,01% đến 0,11% giữa các kết quả tinh toán khi tăng lem bé dày PMT cho mỗi lan mô phỏng. Kết quả này được thé hiện thông qua hình 3.8. Vậy bé day lớp PMT có ảnh hưởng không đáng ké đến kết qua mô phóng đầu đò. Kết quả này khác với công bố trong công trình [9]. Theo nghiên cứu của Shi và cộng sự thì bề dày của lớp nhôm này là 3 em tuy nhiên khảo sát của chúng tôi cho thay rằng độ day của lớp nhôm ảnh hưởng không đáng kế đến hiệu suất đỉnh năng
lượng toàn phân.
% Khảo sát các lớp vật liệu bao quanh tinh thé
NaẲICEFI)
Hình 3.9. Ti số giữa hiệu suất đính hap thụ năng lượng toàn phan tình theo mô phỏng
dau dò chi với khối tinh thé và thực nghiệm [8]
37
Bang 3.4. So sánh hiệu suất mô phỏng và thực nghiệm [8] khi mô phỏng đầu dd chỉ với khối tinh thé Nal(TI)
FEPE x10 ` FEPEx10°
(mô phóng) (thye nghiệm [8])
€ Exe
Tir bang 3.4 cho thay khi mô phỏng đầu dò chỉ với khối tinh thé Nal(T)) thì kết qua mô phỏng bị lệch rất lớn so với thực nghiệm mà đặc biệt là đỉnh 662,66 keV có độ
lệch là 17,76% và đỉnh 1115,5 keV là 10,08% so với dit liệu thực nghiệm [8]. Đối với
các đỉnh năng lượng còn lại là đưới 10%. Vậy các lớp vật liệu bao quanh tỉnh thê có ảnh
hưởng đến hiệu suất của đầu dò.
Nal(T1) + ALO,
Hình 3.10. Ti số giữa hiệu suat đỉnh hap thy năng lượng toàn phan tinh theo mô phỏng dau dò với khối tinh thé, lớp AlsO: và thực nghiệm [8]
38
Bang 3.5. So sánh hiệu suất mô phỏng và thực nghiệm [8] khi mô phỏng dau dd với khối tinh thê Nal(TI) và lớp AlsOs dày Imm
Năng FEPEx10° FEPEx10° .. . Độ lệch tương doi (%) Tỉ số lượng (mô phóng) (thực nghiệm [8])
é eta!
(keV) Ê sient = Chụp :
E simul €pụ RD (%) = — x 100 E gs
fay
88,03 5,31 5,96 10,91] 0,89
S11 3,44 3.63 5,30 0,95
661,66 3,41 2,98 14,30 1,14
$34.84 223 2.49 10.63 0,89
1115,54 2,12 1,97 7,51 1,08 1173.23 1.85 1.85 0,05 1.00
1274.34 1,64 1,75 6,34 0,94 1332.49 1.68 1.69 0,34 1,00
Từ hình 3.10 cho thay độ lệch giữa hiệu suất mô phỏng và thực nghiệm là rat lớn đối với một số đỉnh năng lượng. Kết quả được chỉ rõ trog bảng 3.5, đối với các đỉnh
88,03 keV là 10,91%, đình 661,66 keV là 14,30% và đình 834.84 keV có độ lệch tương
đôi là 10,63%. Vậy khi đầu dò chỉ được khai báo tinh thé Nal(TI) và lớp Al:O: thì sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của đầu dò.
Nal(TD + ALO, + Sĩ
Hình 3.11. Ti số giữa hiệu suất đỉnh hap thụ năng lượng toàn phan tính theo mô phỏng dau đò với khối tinh thẻ, lớp Al2Os, lớp silicon và thực nghiệm [8]
39
Bang 3.6. So sánh hiéu suất mô phỏng và thực nghiệm [8] khi mô phỏng dau dò với khối tinh thé Nal(TI), lớp Al2O; và lớp silicon day 2mm
Năng FEPEx10 ` FEPExl0 `
Độ lệch tương đối (%) Tỉ số
lượng (mô phỏng) (thực nghiệm [§])
(keV) - - _— |Êgmu —Ếng =
E mut frp RD (%) = ——————— x 100 fry
CE
88.03 4.86 5.96 18,38 0.82 511 3.31 3,63 8.94 0,91
661.66 3,29 2.98 10,33 1,10
834.84 2,18 249 12,52 0,87
1115,54 2,06 1,97 4,61 1,05
1173,23 1,80 1,85 2,95 0,97 1274,34 1,60 1,75 8,72 0,91
1332.49 | 1,64 1,69 2,88 0.97 |
Tir bang 3.6 cho thay độ lệch khá lớn giữa hiệu suất mô phỏng và thực nghiệm đối với các đỉnh 88,03 keV là 18,38%, đỉnh 661,66 keV là 10,33% và định §34,84 keV có độ lệch tương đôi là 12,52%. Và độ lệch này được thẻ hiện thông qua hình 3.11. Vậy
các lớp vật chat bao quanh tinh thé này có ảnh hưởng đến hiệu suất ghi của dau dò.
Khảo sát lớp vỏ nhôm
Nang ligne CkeV>
1332 1275 1173
__ _ iis
Bas
aa
Hình 3.12. Hiệu suất dinh hap thụ năng lượng toàn phan theo mô phóng khi thay đổi
be day lớp nhôm trước tinh thé của dau dò
40
Bang 3.7. Hiệu suất đỉnh hap thụ năng lượng toàn phan theo mô phỏng với các giá trị bề dày của lớp nhôm trước tinh thê đầu dò
Bè day lớp E (keV)
vOnhém §§03 511 661,66 834,84 1115,54 117323 127454 1332/49
(em) ex”
0 5,90 3,70 3,03 2,52 2,00 1,89 1,80 1,73 0,05 606 3,68 3,02 250 2.00 1,89 1.79 1.72 0.1 5.97 367 3,01 2,50 1,99 1,88 1,78 1,72 0.15 590 3,65 2,99 249 1,98 1,87 1,78 1,71
0.2 5.81 3.62 2,97 2,48 1,97 1,86 1,77 1,71 0,25 5.74 3,60 2,96 2,46 1,96 1,85 1,77 1,70
03 5.66 3,58 2,94 245 1.95 1,84 1.76 1,69 0,35 5,60 3,56 2,93 1,79 1,94 1,83 1,76 1,68 04 554 3.53 2.91 2,42 1,94 1.82 1,75 1.68
0,45 5.48 3,50 2,89 2,41 1,93 1,82 1,74 1,67
0.5 5.41 3.47 2.86 2,39 1.91 1.81 1.73 1.66
0,55 5,32 3,43 2,84 2,37 1,90 1,80 1.71 1,64
0.6 | 524 3,39 2.81 235 1,89 1,78 1,70 1,63
Từ bang 3.7 và kết qua thê hiện thông qua hình 3.12 cho thay, khi thay đôi bề day lớp nhôm trước tỉnh thẻ từ 0 đến 0.6 em ( mỗi lần mô phỏng tăng 0,05 em) thì hiệu suất đỉnh hap thụ năng lượng toàn phần càng giảm.
Hình 3.13. Độ lệch tương đối khi thay đôi bề day của lớp nhôm trước tinh thé dau đò
41
Bảng 3.8. Độ lệch tương đối khi thay đổi be day lớp nhôm trước tinh thẻ của đầu dd
E (keV)
In = 8803 5Il 661,66 834,84 1115.54 117323 127454 133249
n ho m Es nwt &p ad
(em) RD (%)- “Tx 100
; fxg
0 103. 192 160 113 158 219 289 2,40
0.05 1,62 1,50 1,19 0.60 1,43 2,25 2,20 2,05 0.1 0.23 1.02 0.91 0.34 1,12 1,85 1,84 1,69 0.15 1,09 0.42 0.31 0.06 0,53 0,93 1,86 1,33
0,2 2.47 0.19 0.25 0.57 0,09 0,44 1,41 0,91
0.25 3.69 0.81 0.84 1,07 0.33 0,01 1,15 0.49
0.3 5,00 1.43 1,35 1,63 0,77 0,46 0,63 0,06
0.35 6.09 2.03 1,80 1,87 1,37 0,95 0,42 0,35 0.4 6.98 2,62 245 2,63 1,67 1.41 0,14 0.75
0.45 8.05 3.47 3,12 3.18 2,15 1,37 0.31 1,15 0.5 9.20 4.47 3.95 4.15 2,97 2.16 1,39 1,87 0.55 10,71 5.57 4.62 4.78 3.40 2,92 2,42 2.68 0,6 12,12 6,61 5.70 5.61 4,14 3,69 2,89 3,39
Bang 3.8 cho thay lớp vỏ nhôm có bề dày nhỏ hơn 0,1em hoặc lớn hơn 0,15 em
thì độ lệch tương đôi là trên 2%. Với bề day lớp vó nhôm 0,1 cm và 0,15 cm có độ lệch tương đối là dưới 2%. Và kết quả này được thê hiện qua hình 3.13. Và bẻ day lớp nhôm
trước tinh thê chúng tôi đẻ nghị là 0,15 cm.
* Khảo sát lớp Silicon
Nitin: lifes CK NỈ}
1332 1275 L173 1L11S Ras OOo?
sit
Hình 3.14. Hiệu suất đỉnh hap thụ năng lượng toàn phan theo mô phỏng khi thay đôi
lớp silicon trước tinh thé
42
Bảng 3.9. Hiệu suất mô phỏng đầu đò với các giá trị bè dày lớp silicon
silicon
(cm)
0,08
0,1
0,12 0.14 0.16 0,18
0,2
0,22 0,24 0,26 0,28
0,3
0,32
0,34
0,36 0,38
0,4
Từ hình 3.14 cho thay hiệu suất đỉnh hap thụ năng lượng toàn phan giảm rất ít khi thay đôi từng 0,02 cm cho mỗi lần mô phỏng, kết quả cụ thé được thé hiện thông qua bang 3.9 cho thấy khi thay đôi bề day lớp silicon trước tinh thé từ 0 đến 0,4 cm thì hiệu
suất đỉnh hap thụ năng lượng toàn phần có giảm.
43
Bảng 3.10. Độ lệch tương đối giữa mô phỏng và thực nghiệm khi thay đổi bè dày lớp
silicon
(cm)
0.08 0,1
0,12
0,14 0,16 0.18
0.2 0.22
0,24
0,26 0,28
0,3 0,32 0,34 0,36
0,38
0,4
silicon
E (keV)
88,03 S11 661,66 834,84 1115,54 117323 127454 1332,49
RD (%) - [Psmut — Fool 100
Exp
4,84 1,96 1,75 1,26 1,68 2,26 2,93 2,41
3,84 1,90 1,67 1,01 1,55 0.74 2,50 1,19
351 1/70 1.55 0.93 1,66 245 2.39 2,21 2.83 1,55 1,44 0.82 1,58 2.32 2.09 2,10
225 1,39 1,30 0.72 1,48 2.20 2.01 2,00
0.90 1.50 1,16 0,51 1,33 2,06 1,83 1,90
135 1,11 1,0] 0,48 1,20 1,94 2,10 1,78
074 0,96 0,90 0,36 0,90 1,81 1,65 1,68
0,32 0,81 0,77 0,15 0,90 1,68 1,49 1,56
0.70 0.66 0,58 0.05 0.65 1.56 1.36 1,45
1,09 042 0.31 0.06 0.53 0.93 1,86 1,33
1,62 0,22 0,21 0,10 0,45 0.75 1,65 1,19 2,06 0/00 0,07 0,26 0,37 0,60 1,59 1,05 2,62 0,20 0,13 0,35 0,23 0,44 1,54 0,91 3409 040 0,30 0,49 0,23 0.29 1,23 0,78 3.47 0,60 0,46 071 0.29 0.15 1.40 0,65 3.97 0,80 0,59 0.92 0.19 0.01 1.51 0,50 441 0,99 0.78 1.08 0,57 0.14 1,15 0,37
491 1,19 0,99 1,23 0,47 0,32 0,79 0,22
5,29 1,40 1,22 1,41 0.61 0.49 1,06 0,08 4,31 1,60 1,55 1,57 0,77 0,64 0,62 0,05
Kết qua từ bang 3.10 cho thay rằng với bè day lớp silicon trong khoảng 0,14 em đến 0.22 em. độ lệch tương đối hiệu suất đỉnh hap thụ năng lượng toàn phan là dưới 2%
cho tat cả năng lượng được khảo sát, với các bề day khác có độ lệch tương đối là trên 2%. Kết quả biêu diễn thông qua hình 3.15. Chúng tôi dé nghị bé dày lớp silicon can khai báo cho tệp đầu vào khi mô phỏng dau dò là 0,2 em.
44
Ning lượng (keV) 1332
1275 1173
1115 835 662
x 2 % =
Hình 3.15. Độ lệch tương đối khi thay đôi bề dày của lớp silicon trước tinh thé đầu dò
45
KET LUẬN
Trong dé tài này, chúng tôi đã được tiếp cận chương trình MCNPS dé mô phỏng đầu đò Nal(TI) với sự thay đổi các thông số kỹ thuật của dau dò, bởi theo thời gian các
thông số này có thê bi thay đôi và làm cho hiệu suât ghi cua dau dò giảm so với ban dau.
Dai lượng được dùng đánh giá sự thay đổi các thông số này là hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phan.
Từ kết quả thu được của đề tài, chúng tôi đưa ra được một số kết luận sau:
- Trong quá trình mô phỏng. ống nhân quang điện có thé thay thé bằng khối nhôm hình trục đặc. Khác với đề xuất của Shi rằng bè dày ống nhôm này là 3em, kết quả nghiên cứu của chúng tôi chỉ ra, việc chọn độ đày này bằng bao nhiêu không ảnh hưởng lớn đến hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phan cũng như dang hàm đáp ứng. Do vậy, vé cơ bản có thé chọn độ day này sao cho phù hợp với yêu cầu của
mô phỏng.
Khi chúng tôi mô phỏng chi với khối tinh tinh thé Nal(TI) thì kết quả tính toán hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phần có độ lệch tương đối lớn nhất giữa mô phỏng với thực nghiệm lên đến 17,76%. Ngoài ra, khi chỉ thêm các lớp AlaO: dày Imm, lớp silicon day 2mm thi độ lệch tương đối giữa mô phỏng và thực nghiệm là khá lớn doi với một số nguồn. Điều nay khang định rằng việc thực hiện mô phỏng phải khai báo day đủ các thông số kỳ thuật.
Khi mô phỏng đầu dò với sự thay đôi bề dày lớp vỏ nhôm trước tinh thé và lớp
silicon thì kết quả tính toán chỉ ra rằng bè dày lớp nhôm 0,15 em và lớp silicon day 0,2 cm có độ lệch tương đối giữa hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phan theo
mô phỏng và thực nghiệm là đưới 2%. Vì vậy chúng tôi để nghị với hai thông số này không cần phải hiệu chỉnh khi khai báo các thông số kỹ thuật của đầu dò.
46
Tài liệu tham khảo
Tiếng Việt
[1| — Ngô Quang Huy, Cơ sở vật lý hạt nhần, Nxb Khoa học và kỹ thuật.
(2| Nguyễn Xuân Hải (2010), Đầu dò bán dẫn và ứng dụng.
[3] Ngô Quang Huy, Đỗ Quang Binh, Võ Xuân Ân (2007), “Khao sát ảnh hưởng của các thông số vật lý đến hiệu suất ghi của Detector bán dẫn siêu tinh khiết bằng chương trình MCNP4C2”, Tap chí Phát triển Khoa học & Công nghệ, Tập 10- Số 05/2007, 21-25.
(4l Tran Phong Vũ - Châu Văn Tạo - Nguyễn Hải Dương (2005), Phương pháp ghi bức xạ ion hóa, Nxb Dai học Quốc Gia Tp. Hè Chí Minh.
Tiếng Anh
[5] M. Noguchi (2006), Introduction to Nuclear Radiation.
[6] E. Nardi (1970), “A note on Monte Carlo calculations in Nal crystals”, Nuclear Instruments and Methods 83 (1970), 331-332.
[7] Glenn E. Knoll (1999), Radiation Detection and Measurement, 3TM Edition, John
Wiley & Sons, Inc., New York, NY USA.
[8] | Hoang Duc Tam, Huynh Dinh Chuong, Tran Thien Thanh, Chau Van Tao (2016),
“A Study of the effect of AlsOs; reflector on response function of Nal(TI) detector”, Radiation Physics and Chemistry 125 (2016), 88-93.
{9} Hu-Xia Shi, Bo-Xian Chen, Ti-Zhu Li, Pi Yun (2002), “Precise Monte Carlo
simulation of gamma-ray response functions for an Nal(TI) detector”, Appied
Radiation and isotopes 57 (2002), 517-524.
[10] Hoang Duc Tam, Tran Thien Thanh, Chau Van Tao (2013), * Evaluation of the total and intrinsic efficiencies of a 3inx3in Naẽ(T]) crystal by using the hybrid Monte Carlo method”, Science & Technology development journal, Volume 16-
15/2013, 26-34.
4?