Với cấu hình vừa hiệu chỉnh, giá trị hiệu suất mô phỏng có giảm nhưng vẫn còn lệch nhiều so với giá trị hiệu suất thực nghiệm. Hơn nữa, tỷ số đỉnh-Compton P/C tính toán được từ mô hình mới không thay đổi nhiều so với mô hình ban đầu. Điều này cho thấy cấu hình hiệu chỉnh được đề xuất là chưa thỏa đáng. Do đó, chúng tôi tiếp tục đề xuất một cấu hình hiệu chỉnh khác nhằm giải quyết vấn đề được đặt ra.
Mục đích xây dựng cấu hình hiệu chỉnh dạng 2 cũng là thu nhỏ thể tích hoạt động của đầu dò nhằm làm giảm hiệu suất ghi và tỷ số P/C. Với cấu hình này chúng tôi chỉ thay đổi bề dày lớp lithium ở mặt ở hốc tinh thể, những thông số vật lý khác được giữ nguyên giá trị từ nhà sản xuất. Bề dày lớp lithium được tăng từ 0,7 mm lên 2,0 mm. Chúng tôi chọn thay đổi bề dày lớp lithium là do hai nguyên nhân: thứ nhất là thông tin về bề dày do nhà sản xuất cung cấp có thể có sai lệch do sai số trong quá trình sản xuất; thứ hai là trong quá trình hoạt động, đầu dò có thể không được làm lạnh hợp lý dẫn đến lớp lithium gia tăng [1], [13], [17], [22]. Các giá trị về hiệu suất tương đối, độ phân giải năng lượng FWHM, tỷ số P/C đối ứng với năng lượng 1332,5 keV của 60Co tại khoảng cách 25 cm tính toán từ kết quả mô phỏng được so sánh với giá trị từ thực nghiệm và giá trị danh định từ nhà sản xuất. Các số liệu so sánh được trình bày trong bảng 2.7.
Giá trị hiệu suất theo năng lượng đối với nguồn đo đặt cách mặt đầu dò 25,55 cm từ thực nghiệm và kết quả mô phỏng với mô hình hiệu chỉnh lần thứ hai được so sánh và trình bày trong bảng 2.8.
Bảng 2.7. So sánh giá trị mô phỏng với giá trị danh định và giá trị thực nghiệm từ nhà sản xuất đối với mô hình hiệu chỉnh dạng 2
Với E = 1332,5 keV
của 60Co Giá trị danh định Giá trị thực nghiệm Giá trị mô phỏng
FWHM 1,95 keV 1,80 keV 1,84 keV
P/C 55:1 61:1 68:1
Với mô hình hiệu chỉnh lần hai, các giá trị đặc trưng của đầu dò tính toán từ kết quả mô phỏng đã phù hợp hơn với giá trị danh định và giá trị từ thực nghiệm do nhà sản xuất cung cấp dù vẫn còn sai lệch.
Bảng 2.8. Giá trị hiệu suất đỉnh thực nghiệm và mô phỏng theo năng lượng
E (keV) tn Sai số (%) mp Sai số (%) Độ lệch (%)
81,0 0,0022069 3,14 0,0023192 0,12 5,09 88,0 0,0021419 3,09 0,0022388 0,23 4,52 122,1 0,0020868 3,00 0,0021860 0,07 4,75 136,5 0,0019236 3,32 0,0020986 0,20 9,10 276,4 0,0013096 3,09 0,0014255 0,33 8,84 302,9 0,0011963 3,09 0,0013142 0,22 9,86 356,0 0,0010838 3,02 0,0011556 0,13 6,63 661,7 0,0006733 3,00 0,0007171 0,09 6,51 834,8 0,0005726 3,01 0,0006098 0,22 6,50 1115,5 0,0004585 3,02 0,0005029 0,22 9,69 1173,2 0,0004467 3,01 0,0004791 0,32 7,27 1274,5 0,0004222 3,01 0,0004547 0,37 7,70 1332,5 0,0004060 3,01 0,0004415 0,33 8,75
Sự phù hợp hiệu suất theo năng lượng tính toán từ kết quả mô phỏng MCNP5 với hiệu suất thực nghiệm có thể chấp nhận được với mức sai lệch dưới 10%.
Đồng thời, hiệu lực của mô hình hiệu chỉnh này cũng được kiểm thông qua việc so sánh giá trị hiệu suất theo năng lượng đối với nguồn đo đặt cách mặt đầu dò 20,55 cm và 15,55 cm tính toán từ kết quả mô phỏng MCNP5 và giá trị hiệu suất tính toán từ phần mềm ANGLE 3. Các số liệu được trình bày trong bảng 2.9.
Sự phù hợp giữa giá tri hiệu suất thu được từ mô phỏng MCNP5 và phần mềm ANGLE 3 như trong bảng 2.9 (sai lệch dưới 5%) cho thấy mô hình hiệu chỉnh là đáng tin cậy và có thể áp dụng vào những nghiên cứu kế tiếp trong điều kiện hiện tại.
Bảng 2.9. Giá trị hiệu suất đỉnh theo năng lượng tính toán từ MCNP5 và ANGLE 3 với nguồn đo ở khoảng cách 20,55 cm và 15,55 cm so với mặt đầu dò
E (keV) Khoảng cách 20,55 cm Khoảng cách 15,55 cm MCNP5 ANGLE 3 Độ lệch (%) MCNP5 ANGLE 3 Độ lệch (%) 81,0 0,0034900 0,0033892 -2,89 0,0058454 0,0056266 -3,74 88,0 0,0033893 0,0035008 3,29 0,0057587 0,0058117 0,92 122,1 0,0032716 0,0032603 -0,34 0,0054372 0,0054061 -0,57 136,5 0,0031349 0,0031527 0,57 0,0052117 0,0052219 0,19 276,4 0,0020783 0,0020856 0,35 0,0033674 0,0034177 1,49 302,9 0,0019328 0,0019449 0,63 0,0031132 0,0031825 2,22 356,0 0,0017026 0,0017133 0,63 0,0027642 0,0027982 1,23 661,7 0,0010529 0,0010601 0,68 0,0016983 0,0017200 1,28 834,8 0,0008945 0,0008985 0,46 0,0014367 0,0014546 1,25 1115,5 0,0007331 0,0007361 0,40 0,0011716 0,0011883 1,42 1173,2 0,0007035 0,0007106 1,01 0,0011297 0,0011467 1,50 1274,5 0,0006626 0,0006698 1,08 0,0010576 0,0010800 2,12 1332,5 0,0006429 0,0006483 0,84 0,0010335 0,0010449 1,11
Các kết quả trên cho thấy khả năng mô phỏng hiệu suất đỉnh tốt của chương trình MCNP5 và mô hình hiệu chỉnh lần thứ hai này có đủ tin cậy bước đầu để cho phép làm cơ sở nghiên cứu sâu hơn hệ phổ kế HPGe dùng đầu dò GMX35P4-70 bằng phương pháp mô phỏng. Tuy nhiên trong tương lai cần có những khảo sát chi tiết hơn về hệ đo, quan trọng là xác định lại cấu hình thực tế của đầu dò GMX35P4-70 để giải quyết vấn đề sai lệch giữa hiệu suất thực nghiệm và hiệu suất mô phỏng.
CHƯƠNG 3
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆU ỨNG TỰ HẤP THỤ LÊN HIỆU SUẤT GHI ĐỐI VỚI HÌNH HỌC MẪU THỂ TÍCH
Khi đánh giá hoạt độ phóng xạ trong mẫu môi trường bằng hệ phổ kế gamma phông thấp, để tăng khả năng phát hiện, mẫu thể tích được sử dụng, do đó cần phải quan tâm hiện tượng tự hấp thụ tia gamma trong mẫu. Ảnh hưởng của sự tự hấp thụ nhiều hay ít tùy thuộc vào hình học, vật liệu và mật độ mẫu. Trong phần này, ảnh hưởng của một số loại vật liệu như đất trầm tích, đất thường, bột cỏ và bột sữa lên hiệu suất ghi nhận của đầu đò được khảo sát. Một số công thức giải tích dùng để hiệu chỉnh tự hấp thụ của mẫu đất trầm tích đươc xây dựng và áp dụng thử vào việc tính toán hoạt độ của mẫu RGU1. Các kết quả tính toán từ mô phỏng MCNP5 cũng được kiểm chứng bằng việc so sánh với kết quả tính toán từ phần mềm ANGLE 3.