Bảng 3.2 và Bảng 3.3 trình bày hoạt độ của các đồng vị trong mẫu đá bazan và đá trắng được đo với dạng hình học Marinelli và được tính theo cả hai phương pháp WA và FSA.
Bảng 3.3. Hoạt độ của mẫu đá bazan được tính bằng hai phương pháp WA và FSA Hạt nhân WA (Bq/kg) FSA (Bq/kg) Độ lệch tương đối (%)
238 U 12,51 ± 0,21 11,88 ± 0,24 5,08 232 Th 13,47 ± 0,23 13,11 ± 0,55 2,67 40 K 246,03 ± 6,21 230,85 ± 9,46 6,17
Bảng 3.4. Hoạt độ của mẫu đá trắng được tính bằng hai phương pháp WA và FSA Hạt nhân WA (Bq/kg) FSA (Bq/kg) Độ lệch tương đối (%)
238 U 67,2 ± 0,99 61,13 ± 1,18 9,04 232 Th 96,61 ± 1,22 98,27 ± 4,07 1,71 40 K 1325,49 ± 31,10 1226,502±50,44 7,47
Phương pháp FSA sử dụng thuật toán di truyền với các phổ chuẩn IAEA- RGU-1, IAEA-RGTh-1 và IAEA-RGK-1 cho kết quả lệch so với phương pháp truyền thống WA trong phạm vi chấp nhận được. Kết quả tính toán này đã cải thiện
đáng kể về độ sai lệch so với kết quả đã nghiên cứu về hai phương pháp WA và FSA trong [2].
Đối với cấu hình dạng trụ, chúng tôi chọn mẫu để phân tích là các mẫu zirconium Zr-B và Zr-Rv được mượn từ TTKTHN. Các mẫu chuẩn được sử dụng
vẫn là các mẫu IAEA-RGU-1, IAEA-RGTh-1 và IAEA-RGK-1 nhưng được chuẩn bị với cấu hình dạng trụ giống với mẫu cần phân tích, các quy trình xác định hoạt
độ cũng tương tự như với mẫu dạng Marinelli. Các kết quả tính toán hoạt độ của các đồng vị238
U, 232Th và 40K từ hai phương pháp WA và FSA được trình bày trong Bảng 3.5 và Bảng 3.6.
Bảng 3.5. Hoạt độ của mẫu Zr-B được tính bằng hai phương pháp WA và FSA Hạt nhân WA (Bq/kg) FSA (Bq/kg) Độ lệch tương đối (%)
238 U 7887,92 ± 155,33 7610,13 ± 299,89 3,5 232 Th 1237,37 ± 24,41 1173,66 ± 71,62 5,1 40 K 70,75 ± 17,92 77,32± 4,79 9,3
Bảng 3.6. Hoạt độ của mẫu Zr-Rv được tính bằng hai phương pháp WA và FSA Hạt nhân WA (Bq/kg) FSA (Bq/kg) Độ lệch tương đối (%)
238 U 5968,70 ± 7,43 5579,67 ± 208,25 6,2 232 Th 865,82 ± 2,56 761,73 ± 44,90 12,0 40 K 184,91 ± 4,63 182,84 ± 10,94 1,1 3.4.2 Nhận xét Dựa vào các Bảng 3.3 – 3.6, ta thấy rằng độ sai lệch giữa các kết quả tính bằng cả hai phương pháp đều không vượt quá 15%. Đây là một bước cải tiến so với công trình [2] trước đó có sự sai lệch giữa hai phương pháp lên tới 30%. Trong công trình [2], với mục đích thăm dò bước đầu phương pháp FSA, các giá trị hoạt
độ của các đồng vịđược tính bằng phương pháp làm khớp bình phương tối thiểu sử
dụng ma trận. Ưu điểm của phương pháp này là khả năng tính toán nhanh chóng,
đơn giản trong việc lập trình tính toán, tuy nhiên độ chính xác của phương pháp này không cao lắm. Bên cạnh đó, việc lệch kênh giữa các phổ đo cũng là một nguyên nhân quan trọng gây nên sự sai lệch trong kết quả tính toán. Trong luận văn này, tác giảđã thực hiện những cải tiến về mặt phương pháp như sử dụng phương pháp làm khớp phi tuyến bằng thuật toán di truyền, hiệu chỉnh sự lệch kênh,… Các cải tiến này đã đem lại sự phù hợp hơn giữa các kết quả tính toán của FSA so với WA. Từ
đó chúng ta có thể áp dụng phương pháp FSA vào việc đo đạc xác định hoạt độ
phóng xạ của mẫu môi trường một cách chính xác và thuận lợi.
Hình 3.10 trình bày biểu đồ phân tán (scatter diagram) giữa các hoạt độ tính hai phương pháp WA và FSA. Dựa vào đồ thị ta có thể thấy rằng có sự tương quan tuyến tính giữa các kết quả tính toán từ hai phương pháp này (với hệ số tương quan R2 = 0,995). Điều này chứng tỏ việc phân tích bằng phương pháp FSA hoàn toàn tương đương với việc sử dụng phương pháp WA để phân tích. Bên cạnh đó, sự so sánh sai lệch trong các Bảng 3.3 – 3.6 cũng chỉ ra rằng trong phần lớn các trường hợp, giá trị hoạt độ tính bằng FSA có xu hướng thấp hơn các giá trị tính bằng WA tương ứng. Trong tương lai cần phải có những nghiên cứu sâu thêm để có thể tìm ra nguyên nhân của sự sai lệch này.
R2 = 0,995 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 Hoạt độ tính bằng WA (Bq/kg) Ho ạ t độ tí n h b ằ ng F S A ( B q/ k g ) Đá bazan Đá trắng Zr-B Zr-Rv
CHƯƠNG 4
TỐI ƯU HÓA HÌNH HỌC ĐO CỦA MẪU THỂ TÍCH
Trong lĩnh vực nghiên cứu phóng xạ môi trường, việc xác định hoạt độ thấp của mẫu một cách chính xác luôn là một thách thức được đặt ra cho các nhà nghiên cứu. Hiện nay, trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu nhằm nâng cao tính chính xác trong quá trình đo đạc các mẫu môi trường có hoạt độ thấp. Để làm được
điều này, rất nhiều vấn đề liên quan đã được nghiên cứu, chẳng hạn như khảo sát phông nền của môi trường, cải thiện kĩ thuật đo, kĩ thuật xử lí phổ, chọn cấu hình đo tối ưu,… Hằng năm, IAEA đều gửi đến các phòng thí nghiệm trên thế giới có đăng kí tham gia các mẫu có hoạt độ thấp để cải tiến các kĩ thuật đo đạc, xử lý mẫu.
Vấn đề tối ưu hóa hình học mẫu đo là một trong những vấn đề được quan tâm nghiên cứu nhằm tăng cường khả năng đo đạc các mẫu có hoạt độ thấp bằng việc lựa chọn hình học mẫu đo sao cho có hiệu suất ghi nhận tốt nhất. Vấn đề này cũng đã được nghiên cứu trong một số công trình trước đây, chẳng hạn như Suzuki và cộng sự (1984) [33], Klemola (1996) [26], Barrera và cộng sự (1999) [13],… Tuy nhiên các công trình này chỉ cho một nhận định khái quát về cấu hình tối ưu, chưa tìm ra được cấu hình tối ưu cho từng thể tích nhất định. Trong luận văn này, chúng tôi trình bày một phương pháp xác định cấu hình đo tối ưu của mẫu thể tích dạng trụ và Marinelli dựa vào các phương trình giải tích của đường cong hiệu suất
được xây dựng dựa trên mô phỏng Monte Carlo. Phương pháp luận và kết quả thu
được từ luận văn này sẽ góp phần giúp các nhà thực nghiệm có thể tính toán được lượng mẫu tối ưu nhất trong việc đo đạc phóng xạ gamma môi trường.