Đề xác định được hiệu suất đỉnh thực nghiệm. trước tiên cần chuẩn năng lượng và trừ phông bằng chương trình Genie 2000 cho các phô gamma của mẫu RGU tương ứng với các bề dày 1.0 cm; 1,5 em; 2,0 cm; 2.6 cm; 2,9 cm; 3,7 cm. Sau đó diện tích đỉnh của từng đỉnh năng lượng sẽ được xác định bằng cách sử dụng chương trình Colegram. Cuối cùng, khoá luận sử dụng công thức (1.1) và (1.2) dé tính toán hiệu suất đỉnh thực nghiệm của mẫu RGU và sai số với hoạt độ mẫu đã có sẵn, thời gian đo là 86400 s. Sir dụng số đếm tương ứng với mỗi đỉnh năng lượng tương ứng với từng đồng vị có trong mẫu RGU, khối lượng mẫu (Bảng 2.1) và xác suất phát gamma của các đồng vị trong mẫu (Bảng 3.1) để xác định hiệu suất đỉnh thực nghiệm.
Bang 3.1. Xác suất phát gamma của các đông vị trong mẫu RGU [16]
45,49 % 0,190 %
4B; | 12810 1.435 %
1764,5 15,31 %
204.1 | 4.913 %
17
Bảng 3.2. Hiệu suất đỉnh thực nghiệm của mẫu RGU Hiệu suất thực nghiệm
vị ; 1,5 em 2,0 cm
?!9Pb 0,00307 + 0,00006 | 0,00254 + 0,00005 | 0,00220 + 0,00004
4
?#Th 0,02727 + 0,00063 | 0,02258 + 0,00052 | 0,01940 + 0,00044
0,05701 + 0.00502 | 0,04902 + 0,00431
Ra ; 0863 : 0,06982 + 0,00059 | 0,06404 + 0,00054
*!4Pb ; ) 2 | 0,06285 + 0,00045 | 0,05315 + 0,00038
*!4Pb h 06291 +0. 2 | 0,05515 + 0,00036 | 0,04692 + 0.00031
*!4Pb : : +0, 0,04948 + 0,00032 | 0,04250 + 0,00028 Bi K 0,02813 + 0,00021 | 0,02462 + 0,00018
“4Bi | 768.4 | 0.02689 + 0.00023 3 0,02421 + 0.00020 | 0,02129 + 0.00017
4B; 0,01784 + 0,00016
?!4B¡ | 1120,3 | 0,02044 + 0,00015 | 0,01837 + 0,00013 | 0,01635 + 0,00011
“14Bi_ | 1238.0 | 0.01842 + 0,00016 | 0,01739 + 0,00014 | 0,01506 + 0,00012
*4Bi | 1281.0 | 0,01896 + 0,00026 | 0,01710 + 0,00021 | 0,01497 + 0,00018
4Bi | 1764,5 | 0,01755 + 0,00014 | 0,01568 + 0,00012 | 0,01363 + 0,00010
?14Bị 0,01443 + 0,00015 | 0,01296 + 0,00013 | 0,01146 + 0.00011
Bị | 2447,9 | 0.01374 + 0,00021 | 0,01217 + 0,00017 0,01049 + 0,00014
Bảng 3.2 thé hiện hiệu suất thực nghiệm và sai số của hiệu suất thực nghiệm của các đồng vị có trong mẫu RGU tir bẻ dày 1,0 em đến 3,7 em. Xét đồng vị ?'°Pb, hiéu suất đỉnh thực nghiệm tại bề day 1 em là 0,00307 và hiệu suất đỉnh thực nghiệm tại bé day 2 cm 1a 0,00220. Tương tự với đồng vị ?!*Bi ứng tại năng lượng 609,3 keV,
hiệu suất đỉnh thực nghiệm tại bề day 1 em là 0,03130 và hiệu suất đỉnh thực nghiệm tại bé day 2 cm là 0,02462.
18
Bang 3.2. Hiệu suat dinh thực nghiệm của mẫu RGU (tiếp theo)
0,00172 + 0,00003 | 0,00149 + 0,00003 0,01610 + 0,00037 | 0,01353 + 0,00031 0,04152 + 0,00365 | 0,03597 + 0.00317 0,05592 + 0,00047 | 0,04764 + 0,00040 0,04692 + 0,00033 | 0,03952 + 0,00028 0,04146 + 0,00027 | 0,03498 + 0.00023 0,03752 + 0,00024 | 0,03167 + 0,00020 0,02203 + 0,00016 | 0,01898 + 0,00014
768.4 | 0.01969 + 0,00016 | 0,01924 + 0,00015 | 0,01665 + 0.00013
?4B¡ | 2447,9 | 0.01003 + 0,00012 | 0,00957 + 0.00012 | 0,00826 + 0.00010
Tương tự, với đồng vị 7!"Pb, hiệu suất đỉnh thực nghiệm tại bè day 2,6 cm là
0,00187 và hiệu suất đỉnh thực nghiệm tại bề dày 3.7 cm là 0,00149. Với đồng vị
?Bị tại năng lượng 609,3 keV, hiệu suất đỉnh thực nghiệm tại bề day 2,6 em là
0,02317 và hiệu suất đỉnh thực nghiệm tại be day 3,7 cm 1a 0,01898. Qua do, khoa luận thấy rằng hiệu suất của đỉnh thực nghiệm tại đỉnh năng lương tương ứng sẽ giảm khi bé day mẫu tăng với sai số tương đối của hiệu suất nhỏ hơn 9%.
19
3.2. Hệ sé trùng phùng theo bề day mẫu
Khoá luận sử dụng chương trình MCNP — CP đề xác định hệ số trùng phùng và được tinh theo công thức (2.1). Chương trình MCNP - CP sẽ lần lượt chạy các mô phỏng tương ứng với các bê day va mật độ khác nhau cho hai trường hợp có trùng phùng và không có trùng phùng. Vì khoá luận mô phỏng cho 2.10* hạt nên sai số nhỏ hơn 1%, do đó, khoá luận không thẻ hiện sai số của hệ số trùng phùng trên bảng 3.3.
Bang 3.3. Hệ số trùng phùng theo bề day của mẫu RGU
1/000. 1001. 1002. 1002. 1,002 | 1,002 1,000 | 0,999 | 0,990 | 0,999 | 0,998 | 1,000
768,4 1227 | 1,208 | 1,196 | 1,181 1175 | 1,164
1120.3 | 1192 | 1176 | 1165 | 1153 | 1148 | 1,139 12380 | 1/187 | 1171 | 1163 | 1148 | 1,142 | 1,138
12810 | 1,176 | 1,172 | 1,166 | 1148 | 1,149 | 1,144
1764.5 | 0.999 | 1.000 | 1.001 | 1.002 | 1.001 | 1.002
2204.1 | 0,999 | 0,999 | 0,999 | 0,999 | 1,000 | 0,999
2447,9 | 0,966 | 0,968 | 0972 | 0973 | 0973 | 0974
20
Bảng 3.3 cho thấy hệ số trùng phùng của các đồng vị ?'%Pb, "Th, ??5Ra, ?!“Pb xấp xi 1, riêng hệ số trùng phùng của đồng vị *!“Bi là khác 1. Tại năng lượng 609,3 keV, hệ số trùng phùng của đồng vị "Bi ứng với bề dày I em là 1,178 và hệ số trùng phùng ứng với bẻ đày 3,7 em là 1,133, qua đó cho thấy hệ số trùng phùng phụ thuộc
vào bê day của mẫu và tuân theo quy luật hệ số trùng phùng giảm khi bề day tăng.
Hiệu suất đỉnh thực nghiệm đã hiệu chỉnh trùng phùng được tính toán bằng công
thức [14]:
e{E)= ứ(E)-Cv
Trong đó:
e(E): hiệu suất đỉnh đỉnh thực nghiệm tại năng lượng E trước khi hiệu chỉnh
trùng phùng.
£'(E ): hiệu suất đỉnh thực nghiệm đã hiệu chỉnh trùng phùng.
Cig: hệ số trùng phùng tại đỉnh năng lượng.
Bảng 3.4. Hiệu suất thực nghiệm đã hiệu chỉnh trùng phùng của mẫu RGU
Ding| E Hiệu suất đã hiệu chỉnh
|? | tem | 15cm | 20cm | 26m | 28cm | 37em |
?!?Pb 0,00306 | 0,00254 | 0.00221 | 0,00188 | 0,00173 | 000150
*⁄Th| 63,3 | 0,02729 | 0,02261 | 0,01944 | 0,01694 | 0,01613 | 0,01355
24D) 0.06802 | 0,05696 | 0.04852 | 0,04343 | 0,04144 | 0.03596
=6Ra | 186,2 | 0.08639 | 0,06982 0,05939 | 0,05582 | 0,04757 24Pb | 241,9 | 0,07209 | 0,06304 | 0,05328 | 0,05020 | 0,04705 | 0,03960
2i 0,06290 | 0,05514 | 0.04691 | 0,04408 | 0,04143 | 0.03497
?4Pb | 351,9 | 0.05618 | 0,04958 | 0.04259 | 0.03986 | 0,03750 | 0,03176 Bi 3 | 0,03686 | 0,03271 | 0.02842 | 0,02652 | 0,02512 | 0.02149
HN 0,03299 | 0,02925 0.02325 | 002261 | 0,01938 24Bi 0.02738 | 0.02352 0.01939 | 0.01831 | 0.01596
È!4B¡ | 1120,3 | 0,02437 | 0,02160 | 0,01905 | 0,01774 | 0,01687 | 0,01470
i | 1238,0 | 0.02187 | 0,02037 | 0,01751 | 001655 | 0,01567 | 0,01375 1 | 1281.0 | 0.02229 | 0,02004 | 0,01745 | 0.01561 | 0,01620 | 0,01374
1764,5 | 0.01753 | 0,01567 | 0.01364 | 0,01302 | 0,01236 | 0,01079
mẫu RGU. Với đồng vị ?!°Pb, hiệu suất đỉnh thực nghiệm đã hiệu chỉnh tại bê day 1 cm là 0,00306 và hiệu suất đính thực nghiệm đã hiệu chỉnh tại bề dày 3,7 cm là 0,00150. Với đồng vị ?!#Bi tại nang lượng 609.3 keV, hiệu suất đỉnh thực nghiệm đã hiệu chính tại bề day 1 cm là 0,03686 và hiệu suất đỉnh thực nghiệm đã hiệu chỉnh tại bé day 3.7 cm là 0.02149. Qua đó, khoá luận thay rằng hiệu suất đã hiệu chỉnh trùng
phùng cũng tuân theo quy luật bề day tăng thì hiệu suất của đồng vị giảm. Do sai số của hệ số trùng phùng nhỏ hơn 1% nên sai số của hiệu suất đã hiệu chỉnh trùng phùng
cũng nhỏ hơn 9%.
Bảng 3.5 và bang 3.6 thé hiện hiệu suất trước và sau khi hiệu chỉnh trùng phùng của các đồng vị ?!°Pb, “Th, ?2Ra, ?!Pb và ?!*Bi có trong mẫu RGU lần lượt tại bề
day 1 cm và 3,7 cm với độ sai biệt được tinh theo công thức [14]:
;(E)—e(E
e(E)
Trong đó:
e(E): hiệu suất đình đỉnh thực nghiệm tại năng lượng E trước khi hiệu chỉnh
trùng phùng.
£'(E): hiệu suất đỉnh thực nghiệm đã hiệu chỉnh trùng phùng.
22
Bảng 3.5. Hiệu suất trước và sau khi hiệu chỉnh trùng phùng của các đồng vị trong mẫu tại bề đày lem
Ph GS 0,00307 0,00306
“Th 63,3 0.02727 0,02729 0,07
0,06802 0,08639
0,03 0,03
“Th =| 928 0,06800
Ra ô86,2 0,08636
ph 2419 0,07189 0,07209 0,28
*!4Pb 295,2 0.0629]
“ph 351/9 0,05610
Bi 6093 0.03130
0,06290
0,05618
0,03686
0,02
15,08
Bi 7684 0.02689
214Bị 934,1 0.02258
214Bị 1120.3 0.02044
0,03299 0,02738
18,49 17,53 16,13
Bi 1238,0 0,01842
“Bi | 12810 0,01896
Bi 17645 0,01755 Bi | 2204.1 0.01443
0.02187 0,02229 0,01753
15,78 14,94
0.01442 0,07
Bi 2447,9 0.01374 0,01327 3,54
ive] =—L1 Ww ta -_>s =cc}~ E.k2= ZE=_ 2 <~ ra>= a=. E. &= °=a 5 > 25s ->=5I OQ=.5 °ttŠ
đông vị có trong mau RGU lần lượt tại bề dày 1 cm. Khoá luận thấy rằng độ sai biệt giữa suất trước và sau khi hiệu chỉnh trùng phùng của các đồng vị ?'°Pb, ?**Th, Ra
?!4Pb là rất nhỏ riêng độ sai biệt của đồng vị Bi trong vùng năng lượng từ 609,3 keV đến 1281 keV tăng đáng kế (nhỏ hơn 20%).
23
Bảng 3.6. Hiệu suất trước và sau khi hiệu chỉnh trùng phùng của các đồng vị trong mẫu tại bề day 3,7 cm
210Ph 46,5 | 0,00149 0,00150
24Th 63,3 0.01353 0.01355
“Th 92,8 0,03597 0,03596
26Ra 1862 | 0,04764
24 pp 241.9 0,03952 0,03960
2p 295,2 0,03498 0,03497 2p 351,9 0.03167 0,03176
214Bj 609.3 0,01898
>14Bj 768.4 0,01665 0,01938
214Bj 934,1 0,01384 0,01596 Bi ô11203 0,01290 0,01470
2B 1238.0 0,01208 0.01375 12,15 Bi 1281,0 0.01201 0,01374 12,59
214 Bj 1764,5 0.01077 0,01079 019 |
“Bị 2204.1 0.00902 0,00901 0,11
?14Bị 2447,9 0,00826 0,00805 2,61
Bang 3.6 the hiện hiệu suất trước và sau khi hiệu chỉnh trùng phùng của các đông vị có trong mau RGU lần lượt tại bề dày 3,7 cm. Khoá luận thay rằng độ sai biệt giữa suất trước và sau khi hiệu chỉnh trùng phùng của các đồng vị ?'°Pb, ?**Th, Ra
?!4Pb là rất nhỏ riêng độ sai biệt của đông vị ?!“Bi trong vùng năng lượng từ 609,3 keV đến 1281 keV tăng đáng kể (nhỏ hơn 15%). Qua đó, hiệu ứng trùng phùng gây ảnh hưởng đáng kẻ đến hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phan, do đó cần phải hiệu chỉnh trùng phùng theo bê dày cho đồng vị ?!*Bi. Kết quả này phù hợp với công trình
nghiên cứu của Gareía-Talavera và các cộng sự.
0.10
6.08
0.06
5
= 0.04
0.02
0.00
0 500 1000 1500 2000 2500 Nang lượng (keV)
Hình 3.1. Hiệu suất trước và sau khi hiệu chỉnh trùng phùng của đông vị ?!“Bi tại bề day lem
0.05 ® Thực nghiệm
@ Hiệu chính
0.04
'Š 0.03
a
=
vi.
—
0.02
0.01
0.00
9 500 1000 1500 2000 2500
Nang luong (keV)
Hình 3.2. Hiệu suất trước và sau khi hiệu chỉnh trùng phùng của đồng vị ?!*Bi tại bề day 3,7cm
25
3.3. Hệ số trùng phùng theo mật độ mẫu
Bảng 3.7. Hệ số trùng phùng theo mật độ tại đính năng lượng 609,3 keV của *“Bi
Mật độ
Bê dày mẫu
(em) [ 1 em _2401em | 259cm 249cm
12 F 1,18
142 | 118
1,50 | 1,18
1,51 1,18
1,54 1,18 1,56 | 1,18
L8 | 1,18
2.0 1,19 2,2 1,19
Bang 3.7 thé hiện hệ số trùng phùng của dong vị 7!*Bi tai năng lượng 609,3 keV
theo be day từ 1,0 em đến 3,7 cm và mật độ tương ứng từ 1,0 g/cm? đến 2,2 g/cm`.
Ứng với mật độ là 1.0 g/cmŸ, hệ số trùng phùng tại bê dày 1,0 cm là 1,18 và hệ số trùng phùng tại bề dày 3,69em là 1,13, suy ra độ chênh lệch của hệ số trùng phùng của hai bẻ day là 4,2% so với hệ số trùng phùng tại bề day 1,0 cm. Tại 609.3 keV, hệ số trùng phủng tăng khi mật độ tăng với hệ số trùng phùng lớn nhất là 1,19 tại bề day mật độ 2,2 g/cm? và bè day là 1,0 cm và hệ số trùng phùng nhỏ nhất là 1,13 tại bề day mật độ 1,0 g/cm? và bẻ day là 3,69 cm. Từ đó, xác định được độ chênh lệch của hệ số trùng phùng nhỏ nhất so với hệ số trùng phùng lớn nhất là 5,3%.
26
Bang 3.8. Hệ số trùng phùng theo mật độ tại đỉnh năng lượng 768.4 keV của ?'“Bị Bề dày mẫu
259cm | 289cm
es
> | ae
Tương tự, bảng 3.8 thé hiện hệ số trùng phùng của đồng vị 7“ Bi tai năng lượng
768,4,3 keV theo bé dày từ 1,0 cm đến 3,7 cm và mật độ tương ứng từ 1,0 g/cm? đến 2,2 g/cm’. Ứng với mật độ là 1,0 g/cm’, hệ số trùng phùng tại bẻ day 1,0 cm là 1,23 và hệ số trùng phùng tại bề day 3.69em là 1,16, suy ra độ chênh lệch của hệ số trùng phùng của hai bè day là 5,7% so với hệ số trùng phùng tại bè day 1,0 em. Đối với năng lượng 768,4 keV, hệ số trùng phủng tăng khi mật độ tăng với hệ số trùng phùng lớn nhất là 1,24 tại bề day mật độ 2,2 g/em? và bé dày là 1,0 em và hệ số trang phùng nhỏ nhất là 1,16 tại bề day mật độ 1,0 g/cm? và bè dày là 3,69 cm. Từ đó, xác định được độ chênh lệch của hệ số trùng phùng nhỏ nhất so với hệ số trùng phùng lớn nhất
là 6,5%.
Hệ số trùng phùng theo mật độ của đồng vị ?'“Bi tại những đình nang lượng 934
keV, 1120 keV, 1238 keV, 1280 keV, 1764,3 keV, 2204,1 keV, 2447,8 keV được thể
hiện ở phụ lục C.
27
¢ Tại năng lượng 934 keV, hệ số trùng phùng lớn nhất là 1,22 tại bè dày mật độ 2,2 g/cm và bẻ dày là 1,0 cm và hệ số trùng phùng nhỏ nhất là 1,15 tại
bè dày mật độ 1,0 g/cm? và bể day là 3.69 cm, độ chênh lệch của hệ số trùng
phùng nhỏ nhất so với hệ số trùng phùng lớn nhất là 5,7%.
¢ Tại năng lượng 1120 keV, hệ số trùng phùng lớn nhất là 1,20 tại bề day mật độ 2.2 g/cm? và bẻ dày là 1,0 em và hệ số trùng phùng nhỏ nhất là 1,14 tại bê day mật độ 1,0 g/cm? và bề day là 3,69 em, độ chênh lệch của hệ số trùng
phùng nhỏ nhất so với hệ số trùng phùng lớn nhất là 5%.
© Tại năng lượng 1280 keV, hệ số trùng phùng lớn nhất là 1,19 tại bề day mật độ 2.2 g/cmŸ và bề dày là 1,0 cm và hệ số trùng phùng nhỏ nhất là 1,14 tại bê day mật độ 1.0 g/cm? và bẻ day là 3,69 em, độ chênh lệch của hệ số trùng phùng nhỏ nhất so với hệ số trùng phùng lớn nhất là 4.2%.
¢ Tại năng lượng 1764.3 keV va 2204.1 keV déu có hệ sé trùng phùng bằng
1. Đặc biệt, đỉnh định 1764, 3 keV thường được các nhà nghiên cứu sử dụng
đề phân tích hoạt độ của các đồng VỊ CÓ trong mẫu môi trường vì khi lựa chọn đỉnh năng lượng 1764, 3 keV dé phân tích sẽ cho sai số nhỏ và các nhà nghiên cứu không cần hiệu chỉnh ảnh hưởng do hiệu ứng trùng phùng
gây ra.
¢ Tại năng lượng 2247,8 keV, hệ số trùng phùng lớn nhất là 0,97 tại bề day mật độ 2.2 g/cm’ và bề dày là 1.0 em và hệ số trùng phùng nhỏ nhất là 0.96
tại bề day mật độ 1,0 g/cm? và bẻ day là 1,0 em, độ chênh lệch của hệ số
trùng phùng nhỏ nhất so với hệ số trùng phùng lớn nhất là 1%.
Qua việc phân tích các số liệu các hệ số trùng phùng của đông vị ?'“Bi tại các đỉnh năng lượng khác nhau, hiệu ứng trùng phùng phụ thuộc vào mật độ mẫu, khi mật độ tăng thì hệ số trùng phùng tăng với độ chênh lệch giữa hệ số trùng phùng lớn nhất và hệ số trùng phùng nhỏ nhất trong cùng một vùng năng lượng
nhỏ hơn 7%.
3.4. Nhận xét chương 3
Trong chương này, khoá luận đã trình bày các van dé: xác định hiệu suất đỉnh thực nghiệm của mẫu RGU có bề dày từ 1,0 cm đến 3.7 em với sai số tương đối nhỏ hon 9%, xác định hệ số trùng phùng hiệu chỉnh lại hiệu suất theo bề day tương ứng
và thay rằng khi bé day mẫu càng lớn thì ảnh hướng do hiệu ứng trùng phùng sẽ giảm.
Ngoài ra, khoá luận còn xác định thêm hệ số trùng phùng theo mật độ và thấy rằng mật độ tăng thì hệ số trùng phùng tăng.
29