Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỊNH CHUẨN NĂNG LƯỢNG VÀ ĐỘ PHÂN GIẢI NĂNG LƯỢNG GAMMA DỰA VÀO BỜ COMPTON CHO DETECTOR NHẤP NHÁY PLASTIC ĐỊNH CHUẨN NĂNG LƯỢNG VÀ ĐỘ PHÂN GIẢI NĂNG LƯỢNG GAMMA DỰA VÀO BỜ COMPTON CHO DETECTOR NHẤP NHÁY PLASTICPhương pháp 1: CHUẨN NĂNG LƯỢNG DỰA VÀO SO SÁNH PHỔ MÔ PHỎNG VÀ PHỔ THỰC NGHIỆM TẠI BỜ COMPTON THÔNG QUA χ2GAMMA TƯƠNG TÁC VỚI VẬT CHẤT2) BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG3) PHỔ NĂNG LƯỢNG GAMMA KHI ẢNH HƯỞNG ĐỘ PHÂN GIẢI NĂNG LƯỢNG4) ĐỊNH CHUẨN VÀ ĐỘ PHÂN GIẢI NĂNG LƯỢNG CHO GAMMA 1,063MeV CHO DETECTOR NHẤP NHÁY THEO 2 PHƯƠNG PHÁP5) KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ
!" #$%&'"()* +",' //.0 Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 09 năm 2014 1&2,,*3 1&%&4 %56756%85 999::999 1 !;%!< !;%!< 6&= 6&= 2 Detector nhấp nháy plastic: • độ dài xung ngắn (ns) • có thể chế tạo và hình dạng, kích thước tùy ý • Không xuất hiện đỉnh quang điện • Chuẩn năng lượng dựa vào bờ Compton • Bờ Compton thay đổi theo độ phân giải năng lượng 1,063MeV P R E γ = >?@A B44C B44C "" DEF D<1 E2G H IAAJK IAHJ E d E nd [11] S. Ashrafi, M. Ghahremani Gol (2011), Energy calibration of thin plastic scintillators using Compton scattered gamma rays, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 675, pp. 78-83. [12] S. Hohara, F. Saiho, J. Tanaka, S. Aoki, Y. Uozumi, and M. Matoba (2001), A simple method of energy calibraton for thin plastic scintillator, IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. 48, No.4. Thực nghiệm Mô phỏng 3 • ALM #5 • HL,33<EF • NLD%O • /L AK N !HM • 0L%P5Q%P 4 5 ALM #5 >?@H. Trong môi trường plastic Source: NIST HL,33<EF R("STUVWXYZX@Z?[@\]^ 6 Detector nhấp nháy plastic : BC – 408 (C 9 H 10 , 1,032g/cm 3 ) [18] >?@N. Sơ đồ bố trí thí nghiệm Nguồn gamma 1,063MeV ( 207 Bi) • Đẳng hướng • Vị trí (0;0;0,6cm) [18] Plastic scintillator material, http://www.detectors.saintgobain.com/PlasticScintillator.aspx 7 Gamma tới (1,063MeV) 207 Bi Phổ năng lượng gamma bỏ lại trong detector nhấp nháy plastic Phổ năng lượng gamma (P=5%) Phổ năng lượng gamma (P=10%) Phổ năng lượng gamma (P=15%) Phổ năng lượng gamma (P=25%) Phổ năng lượng gamma (P=35%) Mô phỏng Geant4 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) V(\_?XY>?@^`a@b?[ Tính toán ảnh hưởng độ phân giải năng lượng lên phổ P R E γ = Năng lượng gamma tới Bờ Compton Tán xạ Compton Vùng tán xạ Compton nhiều lần Vị trí bờ Compton: Khi: >?@/. Phổ năng lượng gamma để lại trong detector NLD%O 2 2 2 1,063 , : (h ) 2 1 2 0,857 e e h MeV m c E h m c E MeV θ π θ π ν θ π ν ν = = = = = + ⇒ = (4) 8 (1) P R E γ = 9 >?@0. Phổ mô phỏng ứng với độ phân giải cho gamma 1,063MeV 1,063MeV Khi độ phân giải năng lượng càng kém: • Đỉnh bờ Compton dịch về phía trái, năng lượng giảm. • Bờ Compton mở rộng về phía phải, năng lượng tăng. Độ phân giải tuân theo hàm NLD%O [14] Vo Hong Hai (2008), Energy resolution of plastic scintillation detector for neutrinoless double beta decay experiment, Doctor dissertation, Osaka University, Japan. /L cDAK Nd M A'"" DEFD<1 E2e H 10 M H'f", g3h3i P R E γ = với P lần lượt là 6%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14% và 15% • Số liệu thực nghiệm từ IA/J • Mô phỏng phổ năng lượng gamma theo hàm [...]... đánh giá cho 2 phương pháp: Phương pháp chuẩn năng lượng dựa vào so sánh phổ mô phỏng và phổ thực nghiệm thông qua χ2 Phương pháp chuẩn năng lượng dựa vào hệ số tỷ lệ giữa vị trí đỉnh và vị trí một nửa bờ Compton 19 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ Nguyễn Kim Nguyệt Phượng, Võ Hồng Hải (2014), Định chuẩn năng lượng và độ phân giải năng lượng gamma dựa vào bờ Compton cho detector nhấp nháy plastic ,... 9, 7% Độ phân giải: Eγ −Đỉnh bờ Compton : năng lượng 0,806MeV kênh 487 Năng lượng gamma tương ứng với kênh 643 0,806MeV 1,063MeV Kênh 647 Kênh 484 Kênh 484 R Phương pháp 2: = − Độ phân giải: P = (11,14 ± 0, 02)% Eγ − Đỉnh bờ Compton: năng lượng 0,795MeV kênh 484 − Năng lượng gamma tương ứng với kênh 647 Kênh 643 Kênh 487 Kênh 647 18 0,795 MeV 1,063MeV KIẾN NGHỊ: Đánh giá cho những năng lượng khác... Minh [2] Huỳnh Thị Hương (2013), Nghiên cứu ảnh hưởng độ phân giải năng lượng lên bờ Compton của gamma 1063KeV cho detector nhấp nháy plastic sử dụng phần mềm Geant4, Luận văn thạc sĩ vật lý, Đại học khoa học tự nhiên TP.HCM [3] Lê Bá Mạnh Hùng (2011), Nghiên cứu ảnh hưởng của đáp ứng không tuyến tính lên độ phân giải năng lượng của detector nhấp nháy plastic sử dụng phần mềm mô phỏng Geant4, Luận văn... trí một nửa bờ Compton (End) Hình 10 Xác định vị trí đỉnh và một nửa bờ Compton 13 P=8% Xác định vị trí đỉnh phổ mô phỏng Xác định vị trí một nửa bờ Compton phổ mô phỏng phổ mô phỏng 8% (x − p 2 ) 2 y = p1 exp( − ) + p 4 x 2 + p5 x + p 6 2 2 p3 y = (33084 ± 351) + (−35663 ± 405).x R = 0,9947 R=0,9983 End=0,877MeV Ed=0,81MeV Hình 12 Vị trí nửa bờ Compton phổ mô phỏng với P=8% Hình 11 Vị trí đỉnh phổ mô... nghiệm và phổ mô phỏng với P=8% khi đưa về cùng vị trí đỉnh 11 Kênh 643 Kênh 487 0,806 MeV 2 χ min = 2,88.106 Hình 8 Giá trị χ tương ứng các kênh 457 - 516 2 Vậy P = 10% R= 1,063MeV Hình 9 P = 9,7% Eγ −Tại đỉnh: năng lượng 0,806MeV tương ứng với kênh 487 Năng lượng gamma 1,063MeV tương ứng với kênh 643 12 Ed End Thiết lập tỷ số: K= Vị trí đỉnh (Ed) (3) Vị trí một nửa bờ Compton (End) Hình 10 Xác định. .. phỏng với P=8% Tương tự cho các giá trị P còn lại 14 Phổ thực nghiệm [14] Xác định vị trí đỉnh y = p1 exp(− (x − p 2 ) ) + p 4 x 2 + p5 x + p 6 2 2 p3 2 Xác định vị trí một nửa bờ Compton y=(26908 ± 360)+(-47,00 ± 0,67).x R=0,99836 R=0,99199 Ed = 484 Hình 13 End = 541 Hình 14 15 Bảng 1 Giá trị K P 6% 8% 9% 10% 11% 12% 13% 14% 15% Thực nghiệm Vị trí đỉnh (Ed) Vị trí một nửa bờ Compton (End) K= Ed End... http://physics.nist.gov/cgi-bin/PhysRefData/Xcom/html/xcom1.html [18] Plastic scintillator material, http://www.detectors.saintgobain.com/PlasticScintillator.aspx [19] ROOT, http://root.cern.ch [20] Scintillationdetectors, http://nsspi.tamu.edu/nsep/courses/basic-radiationdetection /gamma- ray-spectroscopy/scintillationdetectors/scintillation -detector 22 XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN SỰ THEO DÕI CỦA QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN 23 ... nghiệm 0,895 Hình 15 Mối liên hệ giữa K và P: Thực nghiệm Kthựcnghiệm = 0,895 ± 0,018 P = (11,49 ± 0,02) % →R= 11,49% P = (11,14 ± 0, 02)% Eγ 16 Kênh 647 Kênh 484 0,795MeV 1,063MeV Hình 16 Kết quả làm khớp giữa phổ mô phỏng & thực nghiệm ứng với P=11,49% Vậy P = (11,49 ± 0,02)% R= P Eγ = (11,14 ± 0,02)% −Tại đỉnh: năng lượng 0,795MeV tương ứng với kênh 484 Năng lượng gamma 1,063MeV tương ứng với kênh 647... 675, pp 78-83 [11] S Ashrafi, M Ghahremani Gol (2011), Energy calibration of thin plastic scintillators using Compton scattered gamma rays, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 675, pp 78-83 [12] S Hohara, F Saiho, J Tanaka, S Aoki, Y Uozumi, and M Matoba (2001), A simple method of energy calibraton for thin plastic scintillator, IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol 48, No.4 [13]... khoa học và kĩ thuật Tiếng Anh [5] B L Ru pert, N J Cherepy, B W Sturm, R D Sanner and S A Payne (2012), Bismuth-loaded plactis scintillators for gamma- ray sp ec electroscopy, Lawrence Livermore National La b oratory – Livermore, CA 94550, USA [6] DV Jordan, DL Stephens, PL Reeder, BD Geelhood, LC Todd, JM Alzheimer, GA Garren, SL Crowell, KR McCormick, WA Sliger (2007), Advanced Large-Area Plastic . tương ứng với kênh 647. (11,14 0,02)% P R E γ = = ± %n?@ -/ j AK Nd %n?@ /l/ 0,795 MeV %n?@ -/ N AK Nd %n?@/lj .Kl d %n?@/l/ %n?@ -/ j %P' Đánh giá cho những năng lượng khác (ví. cùng vị trí đỉnh với P=8% klm 2 χ >?@l. Giá trị tương ứng các kênh 457 - 516 2 6 min 2,88.10 χ = %n?@ -/ N AK Nd Vậy P = 10% = 9,7% − Tại đỉnh: năng lượng 0,806MeV tương ứng với kênh. 405).x R 0,9947 y = ± + − ± = >?@AH. Vị trí một nửa đỉnh phổ mô phỏng với P=8% y=(26908 ± 360)+ (-4 7,00 ± 0,67).x R=0,99199 >?@A/( pqrTs?@tsXYZTu?@ pqrTs?@tsXYZ^wX?xRVy:^aX:? E d