THONG SO TOI UU CUA DAU DO NAI(TL)
CHƯƠNG 4. KET QUA VÀ THẢO LUẬN
Trong chương này, luận văn trình bảy kết quả của ba thí nghiệm về hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phan khi thay đôi các thông số của đầu đò Nal(TI).
Đối với thí nghiệm 1, kết quả biệu suất đỉnh năng lượng 31 keV được trình bay theo sự thay đôi mật độ của lớp phản xa thay đôi từ 0.4-3,6 gem `, dit liệu thu được
sẽ khớp hàm tuyến tính theo phương trình (3.16). Sau khi tìm các hệ số của phương trình từ đữ liệu mô phỏng sẽ thay giá trị hiệu suất thực nghiệm để nội suy tìm mật độ tôi ưu giữa mô phỏng và thực nghiệm.
Đối với thí nghiệm 2, luận văn sẽ trình bày kết quả hiệu suất của các đỉnh năng lượng 31 keV, 32 keV, 59 keV. 81 keV, 121 keV theo bán kính tinh thé Nal(TI) thay đôi từ 3,72em đến 3.87 em. Đối với thí nghiệm 3, luận văn trình bay kết qua vẻ hiệu
suất của các mức năng lượng 662 keV, 1173 keV, 1274 keV, 1332 keV, 1408 keV theo chiều dai tinh thé Nal(TI) khoảng thay đổi từ 7.48-7.78 em. Sau đó tiền hành so
sánh giữa dữ liệu từ mô phỏng MCNPS va dit liệu thực nghiệm, từ đó xây dựng ham
khớp phù hợp cho dữ liệu mô phỏng. Dựa vào ham khớp dùng phương pháp nội suy
dé tìm bán kính và chiều dài tinh thé tối ưu.
Từ các thông số tối ưu của ba thí nghiệm vừa tìm được chúng tôi thực hiện lại
mô phỏng cho mô hình sử dụng các thông số mới sau đó so sánh hiệu suất của mô
phỏng va thực nghiệm.
30
4.1. Kết quả xác định mật độ của lớp phản xạ
Bang 4.1. Dữ liệu mô phỏng hiệu suất của đình năng lượng 31 keV theo mật độ lớp phản xạ phía trước đầu đỏ Nal(TI).
Mật độ lớp phần xạ Hiệu suất
( gem”) Diện tích đỉnh (FEPEx10^) 0,4 303770 6,47
0,6 296738 6,32 0,8 291127 6,20
1,0 285065 6,07
1,2 279607 5,96
1.4 275008 5,86
1.6 269511 5,74 1,8 262967 5,60 2,0 257620 5,49 2,2 252891 5,39 24 247913 5,28
2,6 242900 5,18
2,8 238641 5,09 3,0 233545 4,98 3,2 228748 4,87 3,4 223859 4,77 3,6 219638 4,68 Dữ liệu ham khớp dạng hàm tuyên tính: ¢= a+ fp...
31
Bang 4.2. Dữ liệu mô phỏng hiệu suất của đỉnh năng lượng 31 keV theo mật độ lớp phản xạ bên cạnh đầu đò Nal(TI).
Dinh năng lượng 31 keV — Nguồn đặt bên cạnh đầu dò
Mo phỏng
ơ - Hiệu suat
Điện tích đỉnh (FEPEx10") 299554 6,38
293154 6,25 286961 6,12 281129 5,99 275423 5,87 270162 5.76
264801 5,64
259112 5,52
253999 5.41
242573 5,17 238311 5,08 233297 4,97 228725 4,87
223944 4,77
219589 4,68 / 214870 4,58 Dữ liệu ham khớp dang ham tuyên tinh: e = a+ fp,
Gia tri
(107)
0.9977
32
Hiệu suắt Hiệu suắt =ba
Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn hiệu suất đỉnh năng lượng theo mật độ lớp phản xạ của hai đỉnh 31 keV(a) nguồn đặt trước đầu đỏ. 31 keV(b) nguồn đặt bên cạnh dau do.
Bang 4.3. Dữ liệu thực nghiệm và mật độ tối tru của lớp phản xạ được nội suy từ dữ
Thực nghiệm ;
Mat dé Sai số
tối ưu ( gom 3
(gem `)
Năng lượng 31 keV | Lần đo | Hiệu suất
(FEPEx10*)
Nguồn đặt trước
dau đò Nal(TÌ) ‡¡H Œ 2 + ©) bò
Nguồn đặt bên cạnh
Nal(TI) ta + wn
Mật độ trung bình (g.cmTM~*) 2.02 0,32
33
Sai số của mật độ lớp phản xạ được tính theo công thức lan truyền sai SỐ:
(4.1)
Vì bên trong đầu dò bao quanh tinh thé cùng là một lớp phản xạ do vậy mật độ
của lớp phản xạ được lay trung bình giữa số liệu nội suy từ mặt trước và mặt bên của tinh thé, tính toán cho thay mật độ trung bình của lớp phan xạ được nội suy từ hàm khớp là 2,02+0,32 gem so với dit liệu cung cấp từ nhà sản xuất 0,55 gem ”
4.2. Kết quả xác định bán kính tối ưu của tinh thé Nal(TI)
Bảng 4.4. Dữ liệu mô phóng hiệu suất của đỉnh năng lượng 31 keV, 81 keV theo bán
kính tinh thé Nal(TI).
Bán kính tính thể = "ly Sai số ie Sai sé
sem) (FEPExio*) 1) (FEPE x10") a0)
3,72 16,29 0,01 17,27 0.01 3.73 16.36 0.01 17.36 0.01
3.74 16.46 0.01 17.46 0.01
3.75 16,55 0,01 17,55 0.01
3.76 16,63 0,01 17.64 0.01
3.77 16,73 0,01 17.73 0.01 3.78 16,80 0,01 17,82 0.01 3.79 16,87 0,01 17,92 0.01 3.80 16,98 0,01 18.02 0.01
3.81 17,07 0,01 18,09 0.01
3.82 17.17 0.01 18,21 0.01 3.83 17,27 0,01 18,29 0,01 3.84 17,37 0.01 18.39 0.01 3.85 17.45 0.01 18.49 0.01 3.86 17.53 0.01 18.59 0.01 3.87 17.63 0.01 18.69 0.01
Dữ liệu hàm khớp dang hàm tuyên tính: z = z+ 2R
Giá trị Sai số Giá trị Sai số
Tham số (10*) (10*) (0*) (10*)
a -17,2 0,27 -17,7 0,14
B 9.00 0.07 9.41 0.04
R’ 0.9990 0.9999
34
Bang 4.5. Dữ liệu mô phỏng hiệu suất của đỉnh năng lượng 32 keV, 59 keV theo bán kính tinh the Nal(T).
Bán kính Hiệu suất đỉnh F Hiệu suất đỉnh isd
tinh thé 32 keV Sais 59 keV Salis
(cm) (FEPE x10“) 00) (EEPEx10) q0)
3,72 16,64 0.01 18,80 0,01
3,73 16,72 0.01 18,90 0,01 3,74 16,83 0,01 19,00 0,01 3,75 16,93 0.01 19,10 0,01 3,76 17,01 0.01 19,20 0,01 3,77 17,12 0.01 19,30 0,01 3,78 17,20 0,01 19,40 0,01 3,79 17,30 0.01 19,50 0,01 3,80 17,38 0.01 19,60 0,01 3,81 17,48 0.01 19,70 0,01 3,82 17,57 0.01 19,80 0,01 3,83 17,68 0.01 19,9] 0,01 3,84 17,78 0.01 20,01 0,01 3,85 17,87 0,01 20,11 0,01 3,86 17,95 0.01 20,21 0,01 3,87 18,05 0.01 20,32 0,01
Dữ liệu hàm khớp dạng ham tuyờn tinh: ô= z + fR
Giá trị Sai số Giá trị Sai so
Tham số (10) (102) (10) (10)
a -18,30 0,16 -18,88 0,06 B 9.40 0,04 10,10 0,02
R 0.9990 0.9999
35
Bảng 4.6. Dữ liệu mô phỏng hiệu suất của đính năng lượng 121 keV theo bán kính tinh thể Nal(T)).
Bán kính tinh thể Hiệu suất đỉnh Sai số
(cm) 121 keV (10)
(FEPE=107)
3,72 15,80 0,01 3,73 15,89 0,01 3,74 15,97 0.01 3,75 16,06 0.01 3,76 16,14 0,01 3,77 16,23 0,01 3,78 16,32 0,01 3,79 16,41 0,01 3,80 16,49 0,01 3,81 16,58 0,01 3,82 16,67 0,01 3,83 16,76 0,01 3,84 16,85 0,01 3,85 16,94 0.01 3,86 17,03 0.01 3,87 17,12 0.01
Dữ liệu hàm khớp dạng hàm tuyến tính: e = z+ #
Giá trị Sai sô
Tham số (10) (10)
L a -16,80 0,09
8 8,77 0,02
R 0,9999
36
9m 08
924
> >
oom x
_ a
o a“0n
5 8S gưun 3
2 ons
= opm =
082
ŸŸ ẤN 3M ẤN 49 1M 3 ẤM VN 4Ð DP ATE 3/4 37( A8 343 36 3H 3 38
Bản kinh (cm) Ban kính (cm)
38)1#4 ~
> ilies
3 > 303104 <
ba 2 )
4 = buửi
= £ 389186 -|
3 4 38917£2
& Bị ai
= Boa
= ares
481724
À?3 27 3% 4M 14 180) 1V 1M 1B 1H 13 17⁄2 1/4 AM DT 24C 122 124 IM 1010
Bán kính (cm) Bán kính (em)
03817?
(9011
% ens
= oases
2S eis
&
% geez
#
= ớt
0301
(401%
370 3?2 374 376 3179 38) 34K 322 323 331
Bán kinh (cm)
Hình 4.2. D6 thị biểu diễn hiệu suất của các đỉnh năng lượng theo bán kính tinh thé Nal(TI).
Bang 4.7. Dữ liệu so sánh mô phóng hiệu suất của các đỉnh năng lượng theo mô phóng
vả thực nghiệm.
Bán
.^ ES aa £
Đỉnh năng Hiệu suat Hiệu suât ˆ Sai ˆ
lượng thực nghiệm mô phỏng Độ TẾ tán số Deck
(keV) (EEPExIl0*) (FEPExlo* IưU omy =
(cm)
31 16,40 19,61 19.51% 3,73 0,07
32 16,83 20,01 18,87% 3.74 0,07
59 19,48 20,25 3,92% 377 006
81 17,52 18,22 3,96% 374 006
121 16,32 17,15 5,09% 3,78 0/06
Bán kính
ước tính 3.76 0,03
Vi trong thi nghiệm sử dung nhiều đỉnh năng lượng dé khảo sát sự ảnh hưởng bởi bán kính tinh thê Nal(T1) đối với hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phan, các giá trị bán kính tôi ưu được nội suy tử hàm khớp độc lập với nhau, do vậy để tính giá trị bán
kính sao cho hiệu suất được tôi wu so với thực nghiệm, chúng tôi sử dụng phương pháp tính trung bình có trọng số dé ước tính giá trị bán kính, theo công thức (4.2), Với sai số của bán kính được tính theo công thức (4.3):
“#8 (4.2)
on == (4.3)
32;
> Độ lệch (*) là độ lệch giữa hiệu suất đỉnh năng lượng toan phan giữa thực
nghiệm so với mô phỏng sử dụng các thông số từ nhà sản xuất ở thí nghiệm 2.
~> Độ lệch (**) la độ lệch giữa hiệu suất đình năng lượng toản phan của thực nghiệm với mô phỏng sau khi đã tôi ưu thông số bán kính với giá trị R = 3,76+0,03 em
so với thông số của nhà sản xuất đưa ra là R =3.8lem.
Kết qua cho thay độ lệch giữa hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phan của thực nghiệm và mô phỏng đối với vùng năng lượng từ 31keV-121keV sau khi đã tối ưu thông số mật độ và bán kính giảm xuống dưới 2,16%.
4.3. Kết qua xác định chiều dài tối ưu của tinh thể Nal(TI)
Bang 4.8. Dữ liệu mô phỏng hiệu suất của đỉnh năng lượng 662 keV và 964 keV theo chiêu dai tinh thé Nal(T.
Chiễu dai tỉnh thé ginh 662 keV Sai số ansny = số
(cm) q0”) (10”) (10~) (10")
7,48 8,99 0,01 6,64 0,01
7,50 9,00 0.01 6.65 0,01
7,52 9,01 0,01 6,66 0,01
7,54 9,02 0.01 6.67 0,01
7,56 9,03 0,01 6,68 0,01
7,58 9,04 0.01 6.69 0,01 7,60 9,05 0,01 6,70 0,01 7,62 9,06 0.01 6.71 0,01 7,64 9,07 0,01 6,72 0,01 7,66 9,08 0,01 6.73 0,01 7,68 9,09 0,01 6,74 0,01
7.70 9,10 0.01 6.75 0,01 7,72 9,10 0,01 6,76 0,01 7,74 9,11 0.01 6.77 0,01 7,76 9,12 0,01 6,78 0,01
7,78 9,13 0.01 6.79 0,01 Dữ liệu hàm khớp dang hàm tuyen tính: ¢ = # + Sd
Giá trị Sai số Giá trị Sai số Tham số (10”) (10”) (10”) (10!)
a 5,46 0,04 3,065 0,006
8 0,47 0,01 0,478 0,001
RÌ 0.9978 0.9099
39
Bảng 4.9. Dữ liệu mô phỏng hiệu suất của đỉnh năng lượng 1173 keV và 1274 keV theo chiều dai tinh the Nal(TI).
Hiệu suat Hiéu suat
Chiều dài tỉnh thé ginh 1173 keV Sai số dinh 1274 keV Sai số
(em) (FEPExiq*) — 0”) (102) qo”)
7,48 5,67 0,01 5,30 0,01
7,50 5.68 0.01 5,30 0,01
7,52 5,69 0,01 SâI 0,01
7,54 5,70 0,01 5,32 0,01
7,56 5,71 0,01 5,33 0,01 7,58 5,72 0,01 5,34 0,01 7,60 5/73 0,01 5,35 0,01 7,62 5,74 0.01 5,35 0,01
7.64 5,74 0,01 5,36 0,01
7,66 5.75 0,01 5,37 0,01
7,68 5,76 0,01 5,38 0,01 7,70 577 0,01 5,39 0,01
7,72 5,78 0,01 5,40 0,01
7,74 5,79 0,01 5.41 0,01
7,76 5,80 0,01 5.41 0,01 7,78 5,81 0,01 5,42 0,01
Dữ liệu hàm khớp dang hàm tuy en tớnh: ứ =a + BR
Gia tri Sai so Gia tri Sai so
Tham số (103) (10) (10°) (10 °)
a 2,271 0,009 2,064 0,019
B 0,455 0.001 0.432 0.003
R 0,9999 0,9995
Bang 4.10. Dữ liệu mô phỏng hiệu suất của đỉnh năng lượng 1332 keV va 1408 keV theo chiều dai tỉnh thẻ Nal(TI).
Hiệu suât Hiệu suất
Tad + a
Chiéu dai tinh thé dinh 1332 keV Sai số đỉnh 1408 key Ê*Í số
(em) (10) (101) (102) (10)
7,48 5.11 0,01 4,88 0,01 7,50 5,12 0,01 4,88 0,01 7,52 5,13 0,01 4.89 0,01 7,54 5,13 0,01 4.90 0,01 7,56 5,14 0,01 491 0,01 7,58 5,15 0,01 4,92 0,01 7,60 5,16 0,01 4.93 0.01 7,62 5,17 0,01 4,94 0,01
7,64 5,18 0,01 4,94 0.01
7,66 5,19 0,01 4,95 0,01 7,68 5,20 0,01 4,96 0.01 7,70 5,20 0,01 4.97 0,01 7,72 5,21 0,01 4,98 0,01 7,74 5,22 0,01 4,99 0,01 7,76 5,23 0,01 4,99 0,01
7,78 5,24 0,01 5,00 0.01
Dữ liệu hàm khớp dang hàm tuyển tính: ¢ = a+ 8R
Giá trị Sai số Giá trị Sai so
[ Tham số (10) (10) (10) (10")
a 1,869 0,007 1,723 0,007
B 0,434 0,001 0,422 0,001
R? 0,9999 0,9999
41
=
a1
z> aamett >
a4 .°
8 9426 =
= one š
= =
S asm &
7 323 3
Š anne 8
x = ones i —— —. UAEA - ‹2/374
— soe wets sate
TAS 760 165 760 TẾ TỦ T2 O78] LÊ LÊ ca ee
Chiều đài (em) Chiều đải (cm)
0033512 3/44
00324£°©
= 3/4
onus 3 1/0
FS 3= comers SS access
ăn E 3/1
“Zoos - 146M
Ka
Hoos a 9/63
sate =
= tei mi ~ 30M oases a — io eas vi? 4/000
1A 76 14 18 14 1N 12 19 IÁO 7l 7 1Ô TẾ TW 179 72)
Chiếu dai (cm) Chiễu dai (cm)
%
~ >
ẹ >a Kỡ
= =
ki 4
3 3
& z
= 3
=
yy 1O 70 l6 TU J1S 7 M$ TÀI TÁ 10 TS TÌĐ 79 10
Chiêu dải (cm) Chiều dai (em)
Hình 4.3. Do thị biêu diện hiệu suat của các đính năng lượng theo chiêu dai tinh the Nal(TI).a
42
Bảng 4.11. Dữ liệu mô phỏng hiệu suất của các đỉnh năng lượng vả hiệu suất thực
nghiệm.
: Hiệu suất Hiệu suất
Dinh nang tực mô Độlệh Chiudài S35 — pạlệchlư = Chiéu dai ve
(keV) NGHIÊN pHôNg (%9 dốiwu(m) em) ee")
(10TM) (10°)
31 16,405 16,436 1,39% - - 0,19%
32 16,835 16,794 1,05% - = 0,25%
59 19,483 19,162 2,16% - - 1,65%
81 17,523 17,528 0,65% - - 0,03%
121 16,323 16,094 1,10% - - 1,40%
662 9/018 9,021 0,45% 7,54 0,589 0,03%
964 6,672 6,528 2,80% 7,24 0,414 2,21%
1173 5,700 5,593 2,54% 731 0.370 1,91%
1274 5,318 5,172 2,97% 7,26 0,368 2,82%
1332 5,134 4,920 5,05% 7,05 0,341 434%
1408 4,902 4,539 8,73% 6,68 0,366 7,99%
Chiêu dài
Tối ưa 7,54 0,589
> Độ lệch (***) là độ lệch giữa hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phần của thực
nghiệm với mụ phỏng sau khi đó tối ưu tất cả cỏc thụng số ứ=2.02 gemTM , bỏn kớnh R = 3,76 cm và chiêu dài d=7,54 cm.
Từ dữ liệu hệ số # của ham khớp cho thấy hệ số f giảm dân khi năng lượng của nguồn tăng. Đối với các photon nang lượng cao hơn 662 keV kha năng đề lại toan bộ năng lượng thấp bên trong tinh thé, sự ảnh hưởng của thông số chiều đài lên hiệu
43
suất đỉnh năng lượng cao giảm dân theo năng lượng. Do vậy, độ lệch ban đầu của các đỉnh nay so với mô phỏng nằm ngoài khoảng thay đôi bán kính dùng dé nội suy chiều đài tối ưu. Nên phải nội suy lại chiều đài tối ưu từ dit liệu của đỉnh năng lượng 662 keV đề đưa vào mô phỏng và tính lại hiệu suất cho tất cả đình năng lượng.
Bảng 4.12. Dữ liệu mô phỏng hiệu suất của các đình năng lượng và hiệu suất thực nghiệm giữa mô hình ban đầu và mô hình tối ưu cả ba thông số.
Hiệu suất thực Hiệu suất mô
Dinh năng lượng Độ lệch
Chet) niin png CÓ Đ@ehŒ")
31 16.405 19,61 19.51% 0,19%
32 16,835 20,01 18.87% 0.25%
59 19,483 20,25 3,92% 1,65%
81 17,523 18,22 3,96% 0,03%
121 16,323 17,15 5,09% 1,40%
662 9,018 9,06 0.48% 0,03%
964 6,672 6,71 0,63% 2,21%
1173 5,700 6,09 8.95% 1,91%
1274 5,318 5,62 8,70% 2,82%
1332 5,134 S41 9.91% 4,34%
1408 4,902 5,16 13,60% 7,99%