AASI là một chương trình dùng mô phông phô năng lượng của hạt alpha. Nó sử dụng mật mã Monte Carlo tiên tiến dé đưa ra các phỏ alpha, thuận tiện cho việc nghiên cứu các hiện tượng cũng như các yếu tô khác nhau có anh hưởng đến chất lượng pho.
X——--...
A A § I
advance® elpharpeciremeuic slhautletios etin
Cetting saterted
TO OM 9449404 REE ICR 99/499 60W3X64 ETE AAT 6⁄9 CRT TROD PEED FOOSE Om 99, 49:28 eo
to nngg te The rate patchy Oey visevemfeosctgssrvirsc#egl.
Ku A2 Abbe Gray) Teese 034926406 oe Bay
Cwemte 2 Ante soechan fem a Oe L fter
Ce ee eee
Giao diện đồ họa của chương trình AASI gồm 7 thẻ:
3.1 Welcome
Xuất hiện khi chạy xong chương trình. Các Example 1, Example 2, Example 3, Example 4 là các mẫu phô alpha, khi click vào nút “Open”, thé Simulation plot sẽ bật lên có hình nên ứng với từng mẫu. chọn Run simulation trong mục Run ở phía trên hoặc bam Ctrl+r dé xem phố mô phông.
3.2 Alpha Detector
Dùng thay đôi tính chất của detector, bởi vì mỗi phép mô phỏng đều có liên quan tới detector, ứng với các thông số được lưu một cách độc lập. Thẻ này chỉ có một cửa số (xem hinh 3.2).
Won SA ch C9 ng | Coe Abow rg hiees 2ó0xsÄzecv2 3022422244 ÔSsdslee Serbo set
Hình 3.2. Cửa sô của thẻ Alpha đetector
- Detector filename: đặt tên cho bộ số liệu của detector sử dụng cho quá trình mô phông.
- Detector type: nhập loại detector .
- Detector properties: nhập các thông số về tính chat của detector gồm:
® Diameter: đường kính cửa số detector. Các hạt alpha phát ra từ nguồn như lả các xung được detector ghi nhận. Chúng đi vào detector thông qua cửa số của detector .
® Resolution (FWHM); độ phan giải của detector (bề rộng một nửa), phụ thuộc vảo sự ảnh
hưởng của hệ điện tử của detector lên chất lượng phô đo.
e Thickness (active volume): bề day vùng hoạt của detector, đây là vùng ghi nhận các hat alpha
tới.
® Dead layer thickness: bề day lớp chết của detector, là một lớp mỏng trên be mặt detector, nó
không ghi nhận các hạt alpha tới mà góp phần vào sự mat năng lượng của hạt alpha.
- Dead layer material; đanh sách vật liệu của lớp chết cho phép lựa chọn loại vật liệu của lớp chết.
- Dead layer material properties: lớp chết góp phần vào sự mat năng lượng của hạt alpha tới, và nhân té chính là số khối của vật liệu.
- Peak shape
e Total tailing: đuôi toàn phan, chạy từ 0 tới 1. Thông số nay cho phép qui định phan đuôi trong phép mô phỏng mong muốn là bao nhiêu, nó cảng nhỏ thì số đếm đỉnh cảng chính
xác.
® Fast component: được gọi la thành phần nhanh của ham đuôi dang hàm mũ kép, và cũng là yếu tô thứ nhất trong hai yeu tố qui định sự cân đối của hàm đuôi.
e Slow component: được gọi là thành phan chậm của hàm đuôi dang hàm mũ kép, và là yeu tố thứ hai trong hai yếu tố qui định sự cân đối của ham đuôi. Tuy nhiên. thành phan nảy thay đổi chậm hơn thành phan nhanh.
® Area ratio (fast/slow): tỉ số giữa thanh phần nahnh vả thành phan chậm, dùng tỉnh chỉnh các hiệu ứng đuôi tương ứng với tính chất của các thành phần nhanh và chậm.
3.3 Source
Khảo sát nguồn phóng xa bao gôm việc xác định các chất thực sự phát hat alpha cũng như chất phát được phân bố như thé nao trên bề mặt nguồn, từ đó cho phép mô phỏng các loại mẫu khác nhau, từ các loại mẫu được chuẩn bị theo phương pháp hóa phóng xạ (không còn các phân tử hay
hiệu ứng matrix của nguồn) tới các mẫu được tích góp nhanh có khả năng xảy ra mạnh các hiệu ứng
tự hấp thụ. Thẻ nảy gồm hai cửa so.
3.3.1 Source
- Distance from the detector: khoảng cách từ nguồn tới detector, được đo từ mặt trước của nguồn hoặc từ điểm cao nhatthap nhất trong trường hợp nguồn lỗi/lõm.
- Source type: lựa chọn loại nguồn chứa chat phát hat alpha
e Nút “Homogeneous source”: loại nguồn thuần nhất, nghĩa là các chat phát hạt alpha phân
bó đông đều trong nguồn vả có kích thước đủ nhỏ dé xem là đồng nhất (xem #ink 3. 3).
li XSằ Vợ nde hệ
we Mmatsae |e te Rhee ere Cv@sv s2 A Reker ad A Redden he
Hình 3.3. Hiện thị các thông số (có the thay đôi) khi chọn nút Homogeneous
source
“ Source properties
® Diameter: xem nguôn có dạng hình trụ, và đây là đường kính của hình trụ.
® Central thickness: bề day tai tâm nguôn.
* Side thickness: bề day mép nguôn, kết hợp với bê dày tâm nguồn dé nhận biết nguồn có lôi/lõm.
® Thickness fluctuation: bề day bién động cực đại. Nguồn có thé có nhiều bề day khác nhau thay đôi từ 0 đến giá trị này.
" Density: mật độ vật liệu nguồn.
s* Source element composition
Bang này chứa các thành phan nguyên tổ của nguôn. Nhap chuột vào phan tring của bang dé
thay đôi vật liệu nguồn, bao gồm vật liệu ở dạng nguyên tố, hợp chất nguyên tố hoặc hỗn hợp (xem
hình 3.4).
(1 AAS. k$ằs+ằ*ss 9 Alạlhse ằzeclt*vrỡtkc 3@vxge/see
PC Xe Peay ernie bước
Wena | dpcen Owns SOW đảxssbeagerss Co m=mhvxssbmlsfissrsk 2msdddsses 5
On wa ewtew
Hình 3.4. Các bang dùng thay đôi thành phần nguyên tổ của nguồn khi
chọn nút Homogeneous source
® Presets: chon dang vật liệu trong danh sách hoặc đặt tên cho vật liệu vừa tạo. Nhap vào nút “Save” dé lưu vật liệu sau khi chọn. Khi đó sẽ xuất hiện một cửa sé đẻ nhập tên và
mật độ của vật liệu. Sau khi lưu xong, tên vật liệu vừa đặt sẽ có mặt trong đanh sách
“Presets”. Nêu muốn bó đi tên đã đặt trong danh sách thì nhấp vào “Remove”.
"Nút “Compound material”: lựa chọn vật liệu dé tao hop chat theo mong muốn. Vùng
“Molecular formula”: sử đụng các kí hiệu hóa học dé thê hiện nguyên tố theo ý muốn, và chỉ số dưới dong biểu thị số lượng nguyên tử của nguyên tô đó. Chỉ số trên dòng ở phía
trước kí hiệu nguyên tô dé biểu thị một đồng vị. Có thé chuyên chỉ số ở dưới dòng lên
phía trên dòng hoặc ngược lại bằng mũi tên lên xuống trên bàn phím. Các nguyên tố trong các hợp chất được liệt kê ở bên phải của vùng này. Cũng có thé đưa ra hợp chất bằng việc dùng bang tuần hoàn hóa học được cung cap sẵn để chọn nguyên tô theo mong muốn
(xem hình 3.3). “T $AS). A@renend Aiphe speciroenattic Serva lesen
fe *e Bn Virdee neo
Welcome | ima Ceremor SICA Mhewting leper | (smcveceràiớeSrddwro 2kẻsres 7zvxlfca pat
teen Now che đướcg [TT sec “| Peet 10k: ere x
——— : oer 1
&
Ctent lr
wh Palen
Hình 3.5. Một hợp chất được tạo theo mong muốn
Hình 3.6. Các mục đề tạo hỗn hợp nguồn theo mong muốn
> Element list: sử dụng danh sách này để chọn một phan tử cho hỗn hợp. có thê hiển thị các phan tử đưới mục “Elements selected for simulation” bằng cách nhấp vào nút “mili tên” bên cạnh như một bảng các thành phần nguyên tố. Khi một phan từ được chọn trong danh sách, thông tin vẻ nó sẽ được hiển thị bên dưới mục “Element properties”.
> Nút “mữi tên”: dùng thêm một nguyên tô hoặc một hỗn hợp vảo bảng hỗn hợp các
nguyên td.
z> Nút “dau chéo”: dùng loại bỏ một nguyên tô hoặc một hỗn hợp nao đó trong bảng hỗn
hợp các nguyên tố.
> Elements selected for simulation: các nguyên tô được chọn trong mô phỏng.
© Cột Mass percentage: sit dụng dé xác định tỷ lệ phan tram khối lượng tương đối của nguyên tô trong hỗn băng cách kéo các cột.
oCét A: sử dụng để chỉ định một nguyên tô hay đồng vị của nguyên tố.
e Nút “Radioactive particles”: sừ dụng khi các nguyên tổ phát hat alpha tại một vị trí hoặc trong một vùng nào đó trong nguồn (xem hinh 3. 7).
Phe * fxn Medee Hảo
Hình 3.7. Cửa sô của nút Radioactive particles
4 Particle occurrence: dé xác định cách thức va vị trí phát sinh hạt.
" Nut Single particle: một hạt được phát ra từ vị trí chỉ định có chứa nguyên tố phát hạt alpha. Vị trí này có thé thay đổi trên hai trục x và y — tọa độ của hạt. Gốc của hệ tọa độ trùng với tâm của cửa sô detector.
* Nút Many particles: nhiều hạt được sinh ra một cách ngẫu nhiên từ nguyên tô phát.
Dường kính khu vực phát các hạt được xác nhận ở vùng “Diameter of the deposition
area”. Lưu Ý là tùy chon nay vô hiệu hóa khi kích thước hạt không déu.
“ Particle type: xác định dạng hình học cúa hat can mô phỏng.
® Nút Spherical: đối với các hạt cần mô phỏng có dang câu.
® Nút Ellipsoidal: đôi với các hạt cần mô phóng có dang elip. Lưu ý là tùy chọn nay vô hiệu hóa khi kích thước hạt không đều, ma xem tat cả các hạt có cùng kích thước.
® Nút Radioactive spherical surface layer: đôi với cic hạt cần mô phỏng có dang cầu được sinh ra từ lớp vật liệu phóng xạ trên bẻ mat.
4 Size of the particles: kích thước hạt cần mô phóng. Tùy chọn này vô hiệu hóa đối với
trường hợp phát một hạt.
® Nút All particles have the same size: tat ca các hạt có cùng kích thước. Kích thước hạt có thẻ xác định nhờ vào tính chất hạt
® Nút Lognormally distributed particle size: kích thước hạt được phân bo theo lo-ga-rit thông thường. Tham số này cũng được qui định bởi tính chất hạt. Lưu ý là tùy chọn này vô hiệu hóa đỗi với trường hợp phát một hat và hạt can mô phóng có dạng elip.
“* Particle properties:
® Diameter: đường kính hạt cần mô phỏng, chi dùng cho loại hat có dang cau.
* Density: mat độ vật liệu phát hạt.
“ Particle element composition:
Bảng nảy hién thị các thành phan nguyên tổ phát hat. Nhap chuột vào phan trắng của bảng dé thay đổi vật liệu. Các bước thực hiện tương tự như nguồn đồng nhất (xem hinh 3.8).
Hình 3.8. Các bang dùng thay đôi thành phan nguyên tổ phát hat
© Nút Radioactive particle in homogeneous source matrix: các nguyên tô phỏng xạ nằm trong tap chat của nguồn đồng nhất (xem hinh 3.9).
te hee Đế SE Pat
“em [200 TS | Sires toy ners | ca mes=ei Kirasdion | ásems
da.“ aa..- an
1Ô 5T... Odea () Patieactve the ertece wow
©) Ad pertces Nevetee 2392 2/16 {_) Lao nay đeo 964 ca óc 33x
Hình 3.9. Của sô của nút Radioactive particle in homogeneous source matrix
% Particle type va Size of the particles; tương tự như nút Radioactive particles.
“ Particle depth distribution in the source matrix:
® Uniform: các hat phân bo đều.
® Exponential: các hat phân bố theo qui luật hàm mũ.
$% Particle properties; tương tự như phan Particle properties trong nút Radioactive
particles.
¢ Matrix properties: tính chat của tap chat trong nguồn, tương ty như phan Source type của
Homogeneous source (xem hình 3.17).
3.3.2 Radionuclides in the source:
- Nút The source emites alpha particles of energy: xác định năng lượng của hat alpha được phat
ra và số phân rã để tiến hành mô phỏng (xem /ink 3.12).
Hình 3.10. Cita sô của nút The source emites alpha particles of energy
e Vùng “ndng lượng của hạt alpha được phát ra” (đơn vị MeV): thay đổi giả trị năng lượng
theo mong muốn (giá trị này phải lớn hơn 0).
e Vùng Number of decays: thay đôi giá trị về số phân rã theo mong muốn (giá trị này phải lớn
hơn 0).
~ Nút Select alpha particle emitting radionuclide from list: cho phép lựa chọn các nhân phóng xạ
phát hạt alpha từ một danh sách lấy từ thư viên dit liệu hat nhân được cung cấp sẵn (xem hinh
3.11).
Suse
He.
te tre.
Hình 3.11. Cửa sô của nút Select alpha particle emitting radionuclide
from list
¢ Nuclide list (NuclideLibrary.xml); sau khi chon một hat nhân nào đó. thông tin của nó sẽ
được hiện thị ở phan Nuclide properties. Biéu tượng “ma /ile"ở bên trái cho phép mé file thư
viện dit liệu hạt nhân NuclideLibrary.xmi. Lưu ý là không được chon đữ liệu từ các thư viện khác nhau trong cùng một mô phỏng.
¢ Thêm hoặc bỏ đi các nhân, thực hiện như đã trình bày ở trên.
3.4 The absorbing layers
Sự suy giảm của bức xa alpha còn phụ thuộc vào chất hap thụ các hat alpha, vì thực tế không có buồng đo chân không hoàn hảo. Thẻ này gồm | cửa số, cho phép thêm các lớp vật liệu hấp thụ khác nhau giữa nguồn bức xạ vả đầu do dé việc mô phỏng thêm chân thật.
- Nút No absorbing layers: thy chon này cho phép bỏ qua hiệu ứng gây bởi các lớp vật liệu hap
thụ trong mô phóng (xem Ainh 3.72).
fe Ss~ Đam ete bet
ae ^47e190%3 xa oe Rone ben levee | Conceal 6 Deter A Som er
Hình 3.12. Cửa số của nút No absorbing layers
- Nút Use absorbing layers: cho phép thêm, bỏ đi, va thay đổi các lớp
vật liệu hấp thụ (xem fink 3. } 3).
Hình 3.13. Cửa sé của nút Use absorbing layers
% Bàng Layers:
Lựa chọn vật liệu hấp thy dé thay đổi. Khi một loại vật liệu được lựa chọn, tính chất của nó được hiển thị ở vùng Density, Thickness, Thickness fluctuation. Đồng thời lớp vật liệu nay còn được hiển thị ở bảng Layer element composition.
® Nút Add layer: thêm lớp vật liệu vào bảng Layers. Lớp vật liệu đầu tiên sẽ có bẻ dày 1 um, mật độ | g/cm? va là nguyên tô hydro.
" Nút Delete layer: bỏ đi lớp vật liệu đã được chọn trong bang Layers.
“* Layer properties
" Vùng Density: xác nhận mat độ của lớp vật liệu dang được chon.
" Vùng Thickness: xác nhận bè day của lớp vật liệu đang được chọn.
" Vùng Thickness fluctuation: xác nhận độ biến thiên bể dày của lớp vật liệu đang được
chọn.
4% Bang Layer element composition; hiện thị lớp vật liệu đã được chọn trong Layers. Nhap vào vùng trang dé thay đôi thành phan lớp vật liệu. Việc thay đôi tương tự như đã trình
bảy ở trên (xem hình 3.14).
Hình 3.14. Các mục để tao hợp chat hap thu theo mong muốn
3.5 Coincedences and backscattering
Hiện tượng trùng phùng và hiệu ứng tán xạ ngược déu gây ảnh hưởng đến kết quả ghi nhận phô. Hiện tượng trùng phùng lả do hạt alpha nao đó với một hạt alpha khác phat bởi các hạt nhân con chau, được phat ra gan nhu đồng thời. Còn hiệu ứng tán xạ ngược là do các hạt phát bị giật lùi do va chạm đàn hôi với tam nên. Thẻ nay gồm 2 cửa số.
3.5.1 Coincidneces and backscattering
Lưu ý là dé kích hoạt hiện tượng trùng phing hay tính toán hiệu ứng tán xạ ngược, thư viện dit liệu phải chứa dữ liệu bỏ sung vẻ hạt nhân được cung cấp bởi AASI, gọi là CoincidenceLibrary.xml.
- Hộp tùy chọn Calculate coincidences: cho phép hoặc vô hiệu hóa việc tinh toán các hiệu ứng
tring phùng trong mô phỏng. Khi chọn hộp nay thì phải chọn mô hình che chắn trong danh
sách Shielding model (xem hinh 3.15).
PK Xe Căn Wiehe Pete
“. ` CG Ache Iter Corte Xứ v32 vert Se ee ae QAR Chee aH
oxen cee error 1, 09%6 Inorg
(J Ure Sepctition coe lì E54 2402 Inver (8473276 96 (
Hình 3.15. Các mục có thé thay đỗi khi chọn hộp tùy chon Calculate coincidences
- Hộp tùy chọn Include backingplate in calculations: cho phép hoặc vô hiệu hóa việc tính toán các hiệu ứng tan xạ ngược trong mô phỏng. Khi chọn hộp nảy thi phải chọn loại vật liệu của
tắm nén trong danh sách Backingplate material. Sau khi chọn loại vật liệu, các thông tin của nó sẽ hiện thị ở Backingplate material properties (xem hình 3.16).
Í ÁASJ - A4+sscr6Àl2|e <£#:M4rzi6; Sầu te Fee Xe“ Đạo H2 bak
Voiere halted Nese Abe brn nes Carckinnces i Cacksnaare f2... 1 s. ...1..
Í ] hack ste cartier inthe backincotee
Hình 3.16. Các mục có thê thay đổi khi chọn hộp tùy chon Include backingplate
in calculations
¢ Density: xác nhận mật độ vật liệu, giá trị này phải nằm trong khoảng (0 , 23).
© Thickness: xác nhận bề day vật liệu, giá trị này phải lớn hơn 0.
- Hộp tay chon Track alpha particles in the backingplate: cho phép hoặc v6 hiệu hóa việc
theo dõi sy di chuyên của các hat alpha trong mô phỏng, khi đó, đường đi của các hạt
alpha được theo dõi va ghi vào một tap tin.
- Hộp tùy chon Parallel beam emission with full particle tracking: khi chọn hộp này, qua trình tính toán sẽ coi chum tia tới detector là chum song song.
- Hộp tùy chon Linear deposition model in the dead layer (electron only): trong quả trình
tính toán xem chim tia electron phat ra từ mau tạp chat trong lớp chết tới detector là
chùm song song.
3.5.2 Coincidence data browser
Xem dit liệu trùng phùng cúa các hạt nhân mà bạn muốn trong thư viện hoặc trong mô phỏng
hiện hành.
- Nút Browse coincidence data for nuclides in the simulation: nút này cho phép xem dit liệu
hat nhân trùng phùng cũng là những hạt nhân được chọn cho quá trình mô phông.
- Nút Browse coincidence data for other nuclides in a library: cho phép xem dữ liệu hạt nhân
trùng phủng trong một thư viện được cung cấp sẵn. Vùng Coincidence data in
CoincidenceLibrary_xml: cho phép mở thư viện ra khi nhấp vào biểu tượng “mo file” ở bên
trái, file có tên là CoincidenceLibrary.xml. Chon hạt nhân muốn xem bang cách nhấp vào dau “mũi tên” ở phía bên phải, khi đó những thông tin vé hạt nhân đã được chọn sẽ hiện thị ở
Data to show (xem hink 3.17).
Cabattieee dy Leowiee
Pe eee Rn cố.
x
Se ee SG... an.
- 7 ớmãẰĂ5=5a-
wren. Vet pr Panetow Ooms tema
. Te.
142% ber 52k
ÉCCA he v 0g, ree g4 DUO CHS s@y
1 Ones 15% ta
(ere omen 1) 9.2
aM ww a> ® tau
he ww 19 8z2‹ 0% any
Hình 3.17. Các mục dữ liệu trong nút Browse coincidence data for other nuclides in a library
3.6 Simulation
Tinh toán hiệu suat hình học va chạy mô phông phô, đồng thời có thẻ thiết lập một số tinh chat trong tính toán mô phông phô. Thẻ nảy gồm 2 cửa sô.
3.6.1 Geometric efficiency calculation
Cho phép tinh toán hiệu suat ghi nhận hình học ứng với một thiết lập đo lường nhất định (xem
hình 3. I8).
CE ASS - “dAsrs4 Ap bentonite: 5b 6x441Ì34
ft? v4 tự hô sướp
Veale Aka OOS SOPs ALOE yet Cada % ẾWevĐẺAƒsy ”#SAAfavv
Led tsk ettbomeny eovuletive
Q82 22 etic
Cane com
Port pee