ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ CHUYÊN NGÀNH VẬT LÝ HẠT NHÂN - - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH HIỆU CHỈNH TRÙNG PHÙNG CHO HỆ PHỔ KẾ GAMMA SVTH : Nguyễn Võ Hoài Thơ CBHD : ThS Trƣơng Thị Hồng Loan CN Đặng Nguyên Phƣơng CBPB : ThS Huỳnh Trúc Phƣơng TP HỒ CHÍ MINH – 2008 LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập làm khóa luận tốt nghiệp Bộ môn Vật lý Hạt nhân, Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên – Đại học Quốc gia TPHCM, tác giả xin chân thành cảm ơn : Lời cảm ơn chân thành tác giả xin gửi đến ThS Trương Thị Hồng Loan tận tình giảng dạy, hướng dẫn suốt trình làm khóa luận, chia sẻ khó khăn sống Cô giúp tác giả có nghị lực vượt qua để hoàn thành khóa luận cách tốt Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến nhóm NMTP Bộ môn Vật lý Hạt nhân, đặc biệt anh Đặng Nguyên Phương bảo, hỗ trợ, giúp đỡ giải khó khăn gặp phải khóa luận cách nhiệt tình Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến ThS Huỳnh Trúc Phương dành thời gian xem nhận xét khóa luận Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến bạn Hải, Sang, Cúc, Trang, Hiền, …và tất bạn khóa 2004 đặc biệt 04VL Hạt nhân chia sẻ giúp đỡ học tập Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến: Bố, Dì Cháu, Cậu, chị trợ giúp tác giả học Cuối tác giả xin gửi lời cảm ơn thầm kính sâu xa cho người mẹ tác giả Tất giúp tác giả hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Tháng 6-2008 Nguyễn Võ Hoài Thơ MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẦU DÒ GERMANIUM SIÊU TINH KHIẾT (HPGe) 1.1 Giới thiệu đầu dò HPGe .6 1.2 Cơ chế hoạt động đầu dò để ghi nhận gamma 1.3 Phổ biên độ xung .6 1.4 Độ phân giải lượng 1.5 Hiệu suất đo .9 1.5.1 Hiệu suất tuyệt đối (εabs) 10 1.5.2 Hiệu suất nội (εint) .10 1.5.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu suất detector 11 1.5.4 Đường cong hiệu suất .11 1.6 Thời gian chết 12 1.7 Mô tả detector germanium siêu tinh khiết (HPGe) 13 1.7.1 Cấu tạo detector 13 1.7.2 Buồng chì 14 1.7.3 Bình làm lạnh 15 CHƯƠNG 2: TƯƠNG TÁC BỨC XẠ GAMMA VỚI VẬT CHẤT 16 2.1 Giới thiệu xạ gamma 16 2.2 Hiệu ứng quang điện .17 2.3 Hiệu ứng Compton 18 Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ 2.4 Hiệu ứng tạo cặp 21 2.5 Hệ số suy giảm 22 2.5.1 Hệ số suy giảm toàn phần 22 2.5.2 Hệ số suy giảm khối 23 CHƯƠNG 3: TRÙNG PHÙNG VÀ CÁC CÁCH HIỆU CHỈNH TRÙNG PHÙNG 24 3.1 Trùng phùng 24 3.1.1 Định nghĩa .24 3.1.2 Nguyên nhân hiệu ứng trùng phùng 24 3.2 Trùng phùng thực (True-coincidence summing) 27 3.3 Một số phương pháp hiệu chỉnh trùng phùng thực 27 3.3.1 Tỉ số theo khoảng cách .29 3.3.2 Tỉ số P/T 31 3.3.3 Phương pháp hiệu chỉnh ma trận .32 CHƯƠNG 4: CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN 40 4.1 Sơ đồ khối chương trình 40 4.2 Cách sử dụng chương trình .43 KẾT LUẬN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC 66 Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Phân bố độ cao xung vi phân nguồn 152Eu Hình 1.2: Hàm đáp ứng detector có độ phân giải tương đối tốt độ phân giải tương đối xấu Hình 1.3: Định nghĩa độ phân giải detector Hình 1.4: Sơ đồ khối hệ phổ kế gamma 13 Hình 1.5: Cấu trúc đầu dò GC2018 14 Hình 1.6: Cấu trúc buồng chì 15 Hình 1.7: Bình làm lạnh 15 Hình 2.1: Hiệu ứng quang điện 18 Hình 2.2: Sơ đồ tán xạ Compton 19 Hình 2.3: Sơ đồ vector xung lượng 20 Hình 3.1: Trùng phùng thêm 25 Hình 3.2: Sơ đồ phân rã đơn giản mang tính lý thuyết 26 Hình 3.3: Phổ lượng Co60 28 Hình 3.4: Sự hình thành đỉnh tổng phổ gamma Co60 29 Hình 3.5: Tỉ số của hiệu suất đỉnh theo lượng đo khoảng cách khác 30 Hình 3.6: Sơ đồ phân rã tổng quát 33 Hình 4.1: Sơ đồ tính hệ số hiệu chỉnh tổng quát 40 Hình 4.2: Sơ đồ chương trình “ Nhập liệu” 41 Hình 4.3: Sơ đồ “Tính hệ số hiệu chỉnh” 42 Hình 4.4: Sơ đồ “Hiển thị kết quả” 43 Hình 4.5: Giao diện chương trình 44 Hình 4.6: Giao diện lựa chọn ngôn ngữ 45 Hình 4.7: Nhập file ma trận EP 46 Hình 4.8: Nhập file hệ số hàm ln(P/T) 47 Hình 4.9: Sơ đồ phân rã Khóa Luận Tốt Nghiệp 131 53 I(8.0day)131 54 Xe 47 Nguyễn Võ Hoài Thơ Hình 4.10: Chọn liệu từ file ensdf (131I-131Xe) 48 Hình 4.11: Giao diện sau thực I133 49 49 Hình 4.12: Sơ đồ phân rã Ca 49 20 (8.7 min)  Sc 21 49 Hình 4.13: Chọn liệu liệu nhập từ file ensdf (49Ca-49Sc) 50 Hình 4.14: Giao diện sau thực Ca49 51 Hình 4.15: Sơ đồ phân rã Co60 52 Hình 4.16: Nhập file ma trận x phân rã Co60 53 Hình 4.17: Nhập file ma trận c phân rã Co60 53 Hình 4.18: Nhập file mức lượng phân rã Co60 54 Hình 4.19: Nhập file vector f phân rã Co60 55 Hình 4.20: Giao diện sau thực Co60 55 133 Hình 4.21: Sơ đồ phân rã Ba 133 56 (10 year)  Cs 55 56 Hình 4.22: Nhập file ma trận x phân rã Ba133 57 Hình 4.23: Nhập file ma trận c phân rã Ba133 57 Hình 4.24: Nhập file mức lượng phân rã Ba133 58 Hình 4.25: Nhập file vector f phân rã Ba133 59 Hình 4.26: Giao diện sau thực Ba133 59 Hình 4.27: Giao diện sơ đồ phân rã Ba133 60 Hình 4.28: Giao diện sơ đồ phân rã I131 60 Hình 4.29: Ma trận x 61 Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ LỜI MỞ ĐẦU Ngày giới khoa học công nghệ phát triển cách chóng mặt đặc biệt công nghệ thông tin ngành mũi nhọn hàng đầu thiết yếu mà mang lại cho sống người, giúp xử lý công việc nhanh hơn, với độ xác cao Ví dụ đời công cụ tính toán (Mathematica, Matlab…) ngôn ngữ lập trình giúp nhà khoa học xây dựng mô hình tính toán nhanh, dễ dàng tiết kiệm thời gian so với phải làm thực nghiệm Dựa yêu cầu thực tế, nên việc ứng dụng công nghệ thông tin vào hoạt động nghiên cứu khoa học thực cách rộng rãi Vấn đề hiệu chỉnh trùng phùng phổ gamma chủ đề nghiên cứu quan trọng Năm 1990, Thomas M.Semkow cộng [7] sử dụng công thức ma trận để tính toán trường hợp trùng phùng tia gamma dựa sơ đồ phân rã Khóa luận ứng dụng ngôn ngữ lập trình C# để xây dựng chương trình tính toán hệ số hiệu chỉnh trùng phùng theo phương pháp ma trận Thomas M.Semkow Mục đích nhằm giúp cho việc tính toán nhanh xác hệ số hiệu chỉnh trùng phùng mà không cần phải qua thao tác thực nghiệm Nội dung khóa luận bao gồm chương: Chương 1: Tổng quan đầu dò Germanium siêu tinh khiết gồm đặc tính: hình thành xung, độ phân giải lượng, hiệu suất ghi, thời gian chết, đường cong hiệu suất Tổng quan hệ phổ kế gamma môn Vật lý Hạt nhân Chương 2: Cung cấp cho lý thuyết tia gamma gồm tương tác tia gamma với vật chất Chương 3: Trình bày hiệu ứng trùng phùng, phương pháp hiệu chỉnh trùng phùng chủ yếu phương pháp ma trận Chương 4: Sơ đồ khối chương trình cách sử dụng chương trình hiệu chỉnh trùng phùng mà tác giả xây dựng Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐẦU DÒ GERMANIUM SIÊU TINH KHIẾT (HPGe) 1.1 Giới thiệu đầu dò HPGe Detector HPGe detector dùng ghi nhận gamma phổ biến cho việc nghiên cứu hay vật lý ứng dụng, chúng có ưu điểm có độ phân giải cao (được xem cao nay) Năng lượng tia gamma beta ghi nhận với độ phân giải lên tới 0.1% Đây là hệ đo đề cập đến đề tài 1.2 Cơ chế hoạt động đầu dò để ghi nhận gamma [1, 2, 5] Khi qua môi trường vật chất, xạ gamma không mang điện tích nên không gây hiệu ứng ion hóa kích thích trực tiếp vào đầu dò Vì vậy, việc ghi nhận chúng thực thông qua tương tác mà phần toàn lượng chúng truyền cho electron Chính electron gây ion hóa tạo xung điện lối detector Như detector phải thực hai chức năng: + Biến đổi lượng tia gamma thành lượng electron Do hoạt động chuyển đổi trung bình mà tia gamma có xác suất tương tác trung bình sinh hay nhiều electron nhanh + Hoạt động thiết bị ghi nhận chuyển đổi electron nhanh thành tín hiệu điện 1.3 Phổ biên độ xung [1, 5] Khi detector hoạt động theo kiểu xung, xung riêng rẽ mang thông tin quan trọng liên quan đến điện tích tạo tương tác xạ detector Những xung tập hợp lưu trữ cho thể phân bố biên độ xung detector đầu Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ Có hai cách thông thường để trình bày thông tin phân bố biên độ xung phổ vi phân phổ tích phân Phổ tích phân phổ biến Trong hệ trục tọa độ Descartes với trục hoành vi phân biên độ xung dH, trục tung số đếm vi phân xung dN (được quan sát với biên độ bên vùng giới hạn dH), chia cho dH kí hiệu dN/dH Trục hoành có đơn vị (volt) trục tung có đơn vị (volt-1) Số xung có biên độ nằm giá trị H1 H2 thu cách lấy tích phân khoảng giới hạn từ H1 đến H2, nghĩa tính diện tích miền giới hạn này, số xung có biên độ khoảng H1 H2 bằng: N H2 dN  dH dH (1.1) H1 Sự tỉ lệ biên độ xung lượng cho phép biến đổi đơn vị trục hoành từ đơn vị biên độ thành đơn vị lượng (thường dùng keV MeV), đơn vị trục tung thành đơn vị nghịch đảo lượng Phương trình (1.1) lúc viết lại sau: N E2 dN  dE dE (1.2) E1 Nó thể số photon tương tác với lượng E1 E2 Phổ độ cao dN(E)/dE xung lúc gọi phổ lượng gamma Ví dụ hình 1.1 10 -3 10 -4 10 -5 10 -6 10 -7 10 -8 200 400 600 800 1000 1200 1400 E(KeV) Hình 1.1: Phổ phân bố độ cao xung vi phân gamma theo lượng nguồn Eu152 Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ 1.4 Độ phân giải lượng [1, 3] Độ phân giải lượng đặc trưng trọng detector germanium siêu tinh khiết Một hệ đo đánh giá cao mà độ phân giải chúng cho tốt Vậy độ phân giải lượng tốt ? Trong nhiều ứng dụng thực tế, detector thường dùng để đo phân bố xạ theo lượng Sự phân bố gọi hàm đáp ứng detector lượng Hình 1.2: Hàm đáp ứng detector có độ phân giải tương đối tốt độ phân giải tương đối xấu Ta thấy hình 1.2 số xung ghi nhận hai trường hợp nhau, diện tích đỉnh nhau, hai có phân bố xung quanh giá trị trung bình H0, bề rộng đường cong trường hợp rộng xấu, bề rộng hàm đáp ứng nhỏ phép đo xác Độ phân giải lượng detector định nghĩa tỉ số FWHM (bề rộng phân bố tọa độ nửa độ cao cực đại vị trí đỉnh H 0) H0 Độ phân giải lượng đại lượng không thứ nguyên diễn tả theo % Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ 53 Hình 4.16: Nhập file ma trận x phân rã Co60  Xây dựng ma trận c: phần tử ma trận c giá trị Iγ(%)=c[j][i]: 0 0    c   0.999736 0  0.999856    Ta nhập liệu từ file, click vào input_c.txt làm theo cách nhập ma trận x Xem hình 4.17 Hình 4.17: Nhập file ma trận c phân rã Co60 Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ 54  Tiếp theo nhập liệu cho mức lượng (Elevel) liệu phải nhập từ file nên phải click vào input_Elevel.txt (lưu ý lượng nhập vào đơn vị keV) Hình 4.18: Nhập file mức lượng phân rã Co60  Dòng thứ thể số mức lượng Ở Co mức  Dòng thứ hai thể giá trị lượng mức thứ (1332.52)  Dòng thứ ba thể giá trị mức lượng mức thứ hai (2505.77)  Dòng thứ n thể giá trị lượng mức lượng thứ n-1  Nhập liệu cho ma trận thể xác suất hạt nhân mẹ phân rã đến mức tương ứng (ma trận f), liệu nhập từ file Click vào input_f.txt, ma trận f ma trận dòng nên ta nhập theo bước ma trận x ma trận c  Dòng thứ ta nhập số dòng số cột  Dòng thứ hai ta nhập ma trận Xem hình 4.19 Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ 55 Hình 4.19: Nhập file vector f phân rã Co60  Sau nhập hết ta click vào process Chương trình tính toán thực Kết cho hình 4.20 Hình 4.20: Giao diện sau thực Co60 133  Ví dụ 4: Ba 133 56 (10 year)  Cs 55 [13] Xem sơ đồ phân rã Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ 56 133 Hình 4.21: Sơ đồ phân rã Ba 133 56 (10 year)  Cs 55  Lập ma trận x Ta phải lấy giá trị Iγ(rel) chia cho 100 0 0 0.52 0 0 0.0112 0.056 0 0.1443 0.2978 0.0085 0 0.1169 0.03  Nhập vào giá trị ma trận x: Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ 57 Hình 4.22: Nhập file ma trận x phân rã Ba133  Lập ma trận c Ta lấy giá trị I(%) chia cho 100 0 0 0.3406 0 0 0.00645 0.0262 0 0.0894 0.1833 0.0045 0 0.6205 0.07164 0.02199  Nhập vào giá trị ma trận c: Hình 4.23: Nhập file ma trận c phân rã Ba133 Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ 58  Các mức lượng phân rã: Gồm có mức lượng: 0(keV) mức 81.00(keV) mức 160.61(keV) mức 383.85(keV) mức 437.01(keV) mức Xem hình 4.24 nhập mức lượng từ file Hình 4.24: Nhập file mức lượng phân rã Ba133  Lập ma trận f (ta lấy giá trị f sơ đồ chia cho 100) ma trận dòng cột Xem hình 4.25 Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ 59 Hình 4.25: Nhập file vecotor f phân rã Ba133  Chọn Process chạy chương trình Kết thị hình 4.26 Hình 4.26: Giao diện sau thực Ba133  Đặc biệt chương trình có mô sơ đồ phân rã đồng vị Nếu muốn xem sơ đồ phân rã chương trình xây dựng click vào select Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ 60 click tiếp vào Display Decay Scheme lên sơ đồ phân rã đồng vị hiệu chỉnh (xem hình 4.27) Hình 4.27: Giao diện sơ đồ phân rã Ba133 Hình 4.28: Giao diện sơ đồ phân rã I133 Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ 61  Ta muốn xem kết ma trận trung gian ta click vào Watch chọn ma trận cần xem Ví dụ: ta xem ma trận x Hình 4.29: Ma trận x Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ 62 KẾT LUẬN Trong khóa luận này, xây dựng chương trình hiệu chỉnh trùng phùng cho phổ gamma phương pháp ma trận Đây phương pháp hiệu chỉnh trùng phùng dựa sơ đồ phân rã lấy từ thư viện cấu trúc Hạt nhân ENSDF Thực vấn đề nghiên cứu khóa luận trước Tuy nhiên số vấn đề chẳng hạn chưa hiệu chỉnh cho đồng vị có sơ đồ phân rã phức tạp, chưa xây dựng thư viện đầy đủ khả tự động hóa chương trình chưa cao Để khắc phục nhược điểm kể trên, đưa chương trình hiệu chỉnh trùng phùng dựa phương pháp hiệu chỉnh tổng quát Semkow Chương trình xây dựng có ưu điểm là:  Khả tổng quát hóa cao, hiệu chỉnh cho sơ đồ phân rã nhiều tầng  Xây dựng thư việc tương đối đầy đủ nhờ vào việc sử dụng thư viện trung tâm liệu Hạt nhân (Nuclear Data center)  Khả tự động hóa cao việc nhập liệu hiệu chỉnh, truy suất thư viện …  Chương trình cài đặt nhanh dễ dàng, dung lượng nhỏ  Giúp tính toán nhanh chóng kết xác Giao diện đơn giản dễ sử dụng Bên cạnh thành công đạt được, chương trình số hạn chế như:  Chương trình chưa tính toán hiệu chỉnh cho tia X phần phức tạp đòi hỏi phải nguyên cứu sâu  Chưa giải trường hợp trùng phùng cho đồng vị có khả phân rã thành hai đồng vị như: nguồn phóng xạ 152 Eu phát 128 đỉnh lượng khác xảy hai trình bắt electron xác suất Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ 63 72.1% với hạt nhân nhân 152 64 152 62 Sm phát β- xác suất 27.9% với hạt Gd  Đối với cách chọn nhập liệu từ ma trận, nhập lâu dễ sai sót nên nhập liệu đòi hỏi phải tỉ mỉ  Chưa có điều kiện thí nghiệm để kiểm chứng lại kết mà chương trình xây dựng, khó khăn lớn mà khóa luận chưa làm Hướng phát triển chương trình cố gắng xây dựng chương trình hiệu chỉnh cho tia X Tiến hành xây dựng chương trình mô hình hóa tất sơ đồ phân rã, tạo thư viện liệu hoàn chỉnh Và xây dựng giao diện chương trình đẹp hơn, thẩm mỹ Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Trần Phong Dũng, Châu Văn Tạo, Nguyễn Hải Dương (2005), Phương pháp ghi xạ ion hóa, Nhà xuất Đại học Quốc gia TPHCM [2] Lương Tiến Phát (2008), Khảo sát hiệu ứng trùng phùng tổng đo phổ gamma, Khoá luận tốt nghiệp [3] Đặng Nguyên Phương (2006), Khảo sát đường cong hiệu suất detector HPGe chương trình MCNP, Khoá luận tốt nghiệp [4] Châu Văn Tạo (2004), An toàn xạ ion hóa , Nhà xuất Đại học Quốc gia TPHCM [5] Trần Thiện Thanh (2007), Hiệu chỉnh trùng phùng tổng hệ phổ kế gamma sử dụng chương trình MCNP , Luận văn Thạc sĩ Vật lý [6] Phạm Thị Ngọc Yên, Ngô Hữu Tình, Lê Tấn Hùng, Nguyễn Thị Lan Hương (2005), Cơ sở Matlab ứng dụng , Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật Tiếng nước ngoài: [7] Thomas.M Semkow, Ghazala Methmood, Pravin P Parekh and Mark Virgil (1990), Coincidence summing in gamma-ray spectroscopy, Nuclear Instruments and Methods in Physic Research A20, 437-444 [8] S I Kafala (1995), Simple mehod for true coincidence summing correction, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 105-114 [9] R.J Gehrke, R.G Helmer, R.C Greenwood (1977), Precise relative -ray intensitive for calibration of Ge semiconducter detectors, Nuclear Intrusments and Methods 147, 405-423 [10] G.J MeCallum and G.E.Coote, Influence of source-detector distance on relative intensity and angular correlation measurements with Ge(Li) spectrometer, Nuclear Intrusments and Methods, 130,189-197 Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ 65 [11] Glenn F Knoll (1999), Radiation Detection and Measurement, Third Edition, John Wiley & Sons, Inc, New York [12] K Derbetin and R G Helmer (1988), Gamma and X-ray Spectrometry with Semiconductor Detectors, Elsevier Science Publishers B V [13] R G Helmer (1998), Gamma-ray Spectrum Catalogue (Ge and Si detector Spectra), Fourth Edition, Idaho Nation Engineering & Enviromental Laboratory [14] A P Popovich (1997), An Analytical method to calculate activity from measurements affected by coincidence summing, Thesis Master, Air Force Intitute of Technology, USA [15] http://www.nndc.bnl.gov Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ 66 PHỤ LỤC Bảng: Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng số đồng vị Phân rã đồng vị phóng xạ 13 B→13C 25 Na→25Mg 43 K→43Ca 23 F→23Ne 131 163 I→131Xe Tb→163Dy Khóa Luận Tốt Nghiệp Ej (keV) 3089.443 3684.507 3853.807 585.04 974.74 974.74 1964.61 1964.61 2801.47 2801.47 372.762 593.394 990.254 1394.473 1394.473 2018.2 3691.2 80.1853 163.93 364.49 404.816 636.991 636.991 666.934 722.909 722.909 73.4 167.37 250.8 285.58 351.23 389.79 389.79 421.88 421.88 Ei (keV) 0 0 585.04 585.04 585.04 0 372.762 372.762 990.257 2018.2 0 0 364.49 364.49 364.49 0 0 0 351.23 351.23 Dịch chuyển 1→0 2→0 3→1 1→0 2→0 2→1 4→0 4→1 5→0 5→1 1→0 2→0 3→1 4→1 4→3 1→0 2→1 1→0 2→0 4→0 5→0 6→0 6→4 7→4 8→0 8→4 1→0 2→0 3→0 4→0 5→0 6→0 6→5 7→0 7→5 Hệ số hiệu chỉnh 0.999345813 1.000000304 1.000133988 0.989881905 1.00423311 0.99052624 1.007384629 0.993353066 1.004896041 0.990571391 0.937321773 0.971352273 0.884661389 0.937159706 0.821293614 0.995729553 0.631082381 0.933555164 0.999528878 1.000114125 0.934818045 1.000379189 0.938030092 0.938030107 1.00055145 0.938030298 0.966047449 0.968917566 0.983577129 0.984761407 0.983185014 0.983420646 1.129688031 0.9950737 1.143403407 Nguyễn Võ Hoài Thơ 67 147 Cs→147Ba Khóa Luận Tốt Nghiệp 427.62 427.62 427.62 475.34 514.61 514.61 553.06 737.49 737.49 766.2 766.2 781.02 884.24 884.24 935.11 935.11 949.34 1058.81 1058.81 1084.27 1084.27 198.6 264.6 279.7 400.6 468.8 617.69 617.69 351.23 389.79 0 389.79 351.23 389.79 351.23 389.79 389.79 351.23 389.79 351.23 389.79 389.79 351.23 389.79 351.23 389.79 0 264.6 0 264.6 8→0 8→5 8→6 9→0 10→0 10→6 11→0 12→5 12→6 13→5 13→6 14→6 16→5 16→6 18→5 18→6 19→6 20→5 20→6 21→5 21→6 1→0 2→0 3→0 4→2 5→0 6→0 6→2 0.988266648 1.133610402 1.080056475 0.997848884 1.002306637 1.087943313 1.000704368 1.148603812 1.094335475 1.149216996 1.094885761 1.087695525 1.149269052 1.094924668 1.149202402 1.094937252 1.094950739 1.150169312 1.095562155 1.149216281 1.094881687 0.999320702 1.00000541 0.990926104 0.991653398 1.00005557 1.002428037 0.991653398 Nguyễn Võ Hoài Thơ [...]... lượng và cường độ tia X, hệ số biến hoán trong và xác suất bắt electron 3.3.3 Phương pháp hiệu chỉnh bằng ma trận [7] Đây là phương pháp hiệu chỉnh mà đề tài này dùng xây dựng chương trình tính toán hệ số hiệu chỉnh Ta biết rằng không chỉ có bức xạ gamma gây hiệu ứng trùng phùng mà những bức xạ khác cũng gây ra hiệu ứng trùng phùng thực với tia gamma, gây ra hiệu ứng trùng phùng tổng: tia X (do biến... đỉnh tổng phổ gamma của Co60 Ngoài ra còn có trùng phùng ngẫu nhiên: là trùng phùng bởi các tia gamma không cùng của một hạt nhân Trùng phùng này phụ thuộc vào hoạt độ nguồn Để hiệu chỉnh trùng phùng này ta giảm tốc độ đếm 3.3 Một số phương pháp hiệu chỉnh trùng phùng thực [2] Có rất nhiều cách hiệu chỉnh trùng phùng dưới đây là một số phương pháp hiệu chỉnh dựa trên nguyên lý sau: - Tỉ số theo khoảng... [8] và bức xạ Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ 33 hủy cặp theo phương pháp của McCallum và Coote [9] Điều gây thêm khó khăn là có sự xuất hiện của hiệu ứng tương quan góc Chúng ta chỉ khảo sát hiệu ứng trùng phùng tổng cho bố trí hình học gần và quyết định khảo sát độ chính xác của hệ số hiệu chỉnh hiệu ứng trùng phùng tổng Để làm được điều đó, ta phân biệt hai loại hiệu chỉnh: hiệu chỉnh bậc 1... sự kết hợp của hai tia gamma trùng phùng, và hiệu chỉnh đầy đủ liên quan tới sự trùng phùng của hai hay nhiều tia gamma Xuất phát từ phương trình ma trận cho phép hiệu chỉnh hiệu ứng trùng phùng tổng cho một sơ đồ phân rã phức tạp tùy ý, chúng ta sẽ khảo sát sự dịch chuyển của tia gamma từ mức j xuống mức i trong tọa độ ma trận ij Làm cách nào để xác định tốc độ phân rã nếu có hiện tượng trùng phùng. .. có thể tích lũy năng lượng toàn phần Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ 28 của gamma 1 và một phần năng lượng từ gamma 2 dẫn đến mất số đếm năng lượng toàn phần của gamma 1 hoặc gamma 2 Do đó khi hiệu chỉnh cần phải xác định hiệu suất tổng của từng gamma để hiệu chỉnh cho từng trường hợp tổng mất Ta xem hiệu ứng trùng phùng tổng trong khi đo nguồn Co60 Hai tia gamma phát ra từ nguồn này xuất hiện... một tia gamma có năng lượng bằng tổng năng lượng hai tia riêng biệt Khi đó hiệu suất ghi hai tia riêng biệt giảm đi và trên phổ suất hiện thêm một đỉnh ứng với năng lượng tổng (2505keV) Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng loại này phụ thuộc vào từng loại detector, yếu tố hình học và chuỗi phân rã của từng hạt nhân Để hiệu chỉnh trùng phùng loại này bằng cách: gamma- gamma hoặc tia X (K, L) – gamma Trùng phùng. .. Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ 32 Trong trường hợp nguồn thể tích thì ta chia nhỏ xét từng nguồn điểm rồi tính hệ số hiệu chỉnh cho từng nguồn điểm tương ứng rồi sau đó lấy tổng tất cả những hệ số hiệu chỉnh ta sẽ được hệ số cho nguồn thể tích Đó là nói trên nguyên tắc đơn giản còn công thức để tính như sau: Theo Genie-2k: COI  1  L   1  S Trong đó: (3.10) COI là hệ số hiệu chỉnh hiệu. .. phần μ phải là tổ hợp của các hệ số suy giảm của các thành phần của hỗn hợp đó: m     1  1  2  2  3  3   1 2 3 (2.25) Trong đó 1 ;  2 ;  3 là tỉ lệ phần trăm theo trọng lượng của các chất trong hỗn hợp Khóa Luận Tốt Nghiệp Nguyễn Võ Hoài Thơ 24 CHƯƠNG 3 TRÙNG PHÙNG VÀ CÁC CÁCH HIỆU CHỈNH TRÙNG PHÙNG 3.1 Trùng phùng 3.1.1 Định nghĩa [7] Hiệu ứng trùng phùng (coincidence effect): là... việc tính toán hệ số hiệu chỉnh, bởi vì sự mất tốc độ đếm trong đỉnh năng lượng toàn phần cho một tia gamma thì tỷ lệ với hiệu suất tổng cho những tia gamma khác trong từng trường hợp Hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phần và hiệu suất tổng có mối quan hệ với nhau bởi tỉ số đỉnh trên tổng P/T P/T  P t (3.9) Ta thấy rằng việc hiệu chỉnh trùng phùng có thể thực hiện bằng cách tính tỉ số P/T cho trường hợp... chỉnh hiệu ứng trùng phùng n L   L j : là xác suất của trùng phùng mất j1 n S   S j : là xác suất của trùng phùng thêm j1 Diện tích đỉnh năng lượng toàn phần Np của phép đo E sẽ được hiệu chỉnh như sau: ) N (pcorrect  ,E ) N (poberved ,E (3.11) COI ) Ở đây: N (pobserved : Số đếm đo được ,E ) N (pcorrect : Số đếm hiệu chỉnh ,E Để tính toán hệ số hiệu chỉnh cho trường hợp này bao gồm: hiệu suất phát