Khóa luận tốt nghiệp K37

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.5 MB, 76 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT

KHOA KỸ THUẬT HẠT NHÂN

NGUYỄN NHƯ HỔ

SỬ DỤNG PHẦN MỀM K0 – IAEA TRONG HIỆU CHUẨN ĐƯỜNG

CONG HIỆU SUẤT VÀ TÍNH TỐN HIỆU SUẤT THỰC NGHIỆM

BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG TỐI THIỂU CHO ĐẦU DO

BÁN DẪN HPGe

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ KỸ THUẬT HẠT NHÂN

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT

KHOA KỸ THUẬT HẠT NHÂN

NGUYỄN NHƯ HỔ – 1310526

SỬ DỤNG PHẦN MỀM K0 – IAEA TRONG HIỆU CHUẨN ĐƯỜNG

CONG HIỆU SUẤT VÀ TÍNH TỐN HIỆU SUẤT THỰC NGHIỆM

BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG TỐI THIỂU CHO ĐẦU DO

BÁN DẪN HPGe

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ KỸ THUẬT HẠT NHÂN

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

...
...
...

...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

...
...
...
...
...
...
...
...

...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

LỜI CẢM ƠN

Trong q trình thực hiện khóa luận, em đã nhận được sự giúp đỡ to lớn từ
các thầy cơ, bạn bè và gia đình. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến
TS.Trịnh Thị Tú Anh, giảng viên hướng dẫn và giúp em hồn thành khóa luận này.

Em xin gửi lời cảm ơn đến quý Thầy, Cô Trường Đại học Đà Lạt, đặc biệt là
quý Thầy, Cô Khoa Vật lý, Khoa Kỹ thuật hạt nhân và anh Trịnh Văn Cường đang
công tác tại Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt đã truyền đạt vốn kiến thức quý báu
để em có đủ kiến thức để thực hiện đề tài nghiên cứu ngày hôm nay.

Em xin cảm ơn hội đồng chấm khóa luận đã dành thời gian để đọc, phát hiện
sai sót và có những góp ý quý giá giúp khóa ln hồn thành tốt hơn.

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Mẹ, Anh Chị và bạn bè đã luôn

bên cạnh động viên em trong suốt thời gian qua.

Sinh viên thực hiện đề tài

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn
khoa học của TS.Trịnh Thị Tú Anh cùng những ý kiến đóng góp từ những anh chị
đang công tác tại Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt. Ngoài ra, trong khóa luận
khơng có sự sao chép bất kỳ đề tài, khóa luận hoặc nhờ người khác làm thay.

Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về các nội dung trình bày trong khóa luận
này.

Đà Lạt, ngày 12 tháng 12 năm 2017
Người cam đoan

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

 Các ký hiệu:

𝑆𝐴: Diện tích đỉnh đã trừ phơng
ε abs : Hiệu suất tuyệt đối

ε int : Hiệu suất thực
ε t : Hiệu suất tổng

Tr : Thời gian tính từ lúc sản xuất đến khi đo.

T1/2 : Thời gian bán rã của nguồn.

𝐼ɤ : Cường độ phát gamma
𝑡𝑑 : Tổng thời gian đo.

A: Hoạt độ riêng của nguồn phóng xạ theo (Bq)
λ : Hằng số phân rã

ε𝑟 : Hiệu suất ghi của nguồn chuẩn không trùng phùng.
ε𝑠 : Hiệu suất ghi của nguồn đo cần hiệu chỉnh trùng phùng

 Các chữ viết tắt:

P/T: Tỷ số hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phần trên hiệu suất tổng (Peak to total)
HPGe: Germanium siêu tinh khiết (Hyper pure Germanium)

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

MỞ ĐẦU ... 1

Chương 1 – TỔNG QUAN ... 2

1.1. Giới thiệu đầu dò HPGe ... 2

1.2. Hệ phổ kê gamma ... 3

1.3. Các nguồn gamma chuẩn ... 4

1.4. Phân loại hiệu suất ghi của đầu dò ... 6

1.4.1. Hiệu suất tuyệt đối ... 6

1.4.2. Hiệu suất nội ... 6

1.4.3. Hiệu suất toàn phần ... 7

1.4.4. Hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phần ... 7

1.4.5. Hiệu suất danh định ... 8

1.5. Các hàm chuẩn hiệu suất ghi ... 8

1.5.1. Hàm tuyến tính ... 9

1.5.2. Hàm đa thức ... 10

1.5.3. Hàm spline ... 11

1.6. Khớp hiệu suất bằng phương pháp bình phương tối thiểu tuyến tính ... 11

1.6.1. Trường hợp có trọng số ... 12

1.6.2. Trường hợp khơng có trọng số ... 13

1.7. Mơ ̣t sớ hiê ̣u chỉnh trong phép đo hiê ̣u suất... 14

1.7.1. Sự phụ thuộc năng lượng của hiệu suất đỉnh ... 14

1.7.2. Yếu tố hình học đo ... 15

1.7.3. Hiệu ứng trùng phùng tổng ... 16

Chương 2 – THỰC NGHIỆM ... 17

2.1. Phần mền k0_IAEA ... 17

2.1.1. Phần mềm k0-IAEA ... 17

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

2.2.1 Soạn thảo dữ liệu cơ bản ( Edit permanent database)... 20

2.2.2 Khai báo seria databases cho mẫu Đầu tiên... 26

2.2.3 Phân tích mẫu ... 32

2.2.4 Tính hiệu suất cho các nguồn ... 41

Chương 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ... 46

3.1. Kết quả xác định hiệu suất ghi của đầu dò theo khoảng cách ... 46

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1. 1: Cấu tạo đầu dị Gem50P4 ... 2

Hình 1. 2: Sơ đờ khới hê ̣ phở kế gamma ... 3

Hình 1. 3: phổ gamma đo trên nguồn 60Co sử du ̣ng đầu dò HPGe loa ̣i p ... 3

Hình 1. 4: Minh họa góc khối nguồn – đầu dị ... 7

Hình 1. 5: Tỉ số các giá trị hiệu suất, giá trị 𝓔𝟎 tương ứng với c=0.37, a1=1.12, E0=1
keV ... 10

Hình 1. 6: Sự phụ thuộc năng lượng của hiệu suất ... 14

Hình 1. 7: Sự hình thành đỉnh tổng phổ gamma của Co60 ... 16

Hình 2. 1: Giao diện ban đầu của phần mềm k0-IAEA ... 17

Hình 2. 2: Mặt cắt ngang của nguồn ... 20

Hình 2. 3: Mặt cắt dọc của nguồn ... 20

Hình 2. 4: Hộp thoại Analysts ... 21

Hình 2. 5: Hộp thoại Certificates/Chemical elements... 21

Hình 2. 6: Hộp thoại Certificates/Radionuclides ... 22

Hình 2. 7: Hộp thoại khai báo detector ... 22

Hình 2. 8: Hộp thoại Elements ... 23

Hình 2. 9: Hộp thoại Facilities ... 24

Hình 2. 10: Hộp thoại Matrices ... 25

Hình 2. 11: Hộp thoại Recipients ... 25

Hình 2. 12: hộp thoại tao thự mục mới ... 26

Hình 2. 13: Hộp thoại Samples ... 26

Hình 2. 14: Các hộp thoại con trong quá trình tạo nhóm mẫu ... 27

Hình 2. 15: Hộp thoại các bước tiếp theo của khai báo mẫu ... 27

Hình 2. 16: Hộp thoại Packaging ... 28

Hình 2. 17: Các hộp thoại con lần lượt xuất hiện trong quá trình khai báo Pakaging
... 29

Hình 2. 18: Hộp thoại thơng tin về mẫu đã khai báo ... 30

Hình 2. 19: Quá trình khai báo các mẫu cần đo ... 30

Hình 2. 20: Hộp thoại Mesurement về mẫu sau khi đã được khai báo ... 31

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

Hình 2. 23: Các đỉnh năng lượng được nhận biết ... 33

Hình 2. 24: Fit calibration peaks ... 34

Hình 2. 25: Danh sách các đỉnh năng lượng được fit... 34

Hình 2. 26: Thơng báo các đĩnh năng lượng đã được làm khớp ... 35

Hình 2. 27: Lưu đường chuẩn năng lượng ... 35

Hình 2. 28: Đường chuẩn năng lượng theo số kênh ... 36

Hình 2. 29: Chuẩn độ phân giải cho detector theo năng lượng ... 36

Hình 2. 30: Các hộp thoại trong chuẩn FWHM ... 37

Hình 2. 31: Xem đường chuẩn FWHM... 37

Hình 2. 32: Đường cong độ phân giải theo năng lượng ... 38

Hình 2. 33: Lưu dạng chuẩn FWHM ... 38

Hình 2. 34: Phân tích tất cả các đỉnh ... 39

Hình 2. 35: Ghi các đỉnh được phân tích ra file ... 39

Hình 2. 36: Lưu phổ phong đối với detector mà ta dùng để do ... 40

Hình 2. 37: Hộp thoại thơng báo đã lưu phổ phong ... 40

Hình 2. 38: Chọn nguồn phân tích ... 41

Hình 2. 39: Chọn vị trí từ nguồn đến detector ... 41

Hình 2. 40: Phổ nguồn Eu_152 đã đo ... 42

Hình 2. 41: Chương trình đang tính tốn ... 42

Hình 2. 42: Hộp thoại báo hồn thành ... 43

Hình 2. 43: Kết quả của đường chuẩn hiệu suất ... 43

Hình 2. 44: Lưu kết quả vào thư viện permanent database ... 44

Hình 2. 45: Hộp thoại lưu file ... 44

Hình 2. 46: Kết quả file đã lưu về ... 45

Hình 3. 1: đồ thị đường cong hiệu suất tại vị trí cách detector 0 cm sử dụng Excel 48
Hình 3. 2: Đường cong hiệu suất và đường cong đỉnh trên tổng cách detector 0 cm
sử dụng k0_IAEA ... Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 3: đồ thị đường cong hiệu suất tại vị trí cách detector 5 cm sử dụng Excel 51
Hình 3. 4: Đường cong hiệu suất và đường cong đỉnh trên tổng cách detector 5 cm
sử dụng k0_IAEA ... 52

Hình 3. 5: đồ thị đường cong hiệu suất tại vị trí cách detector 10 cm sử dụng Excel
... 53

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12></div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1. 1: Các nguồn chuẩn thông dụng trong đo hiệu suất ghi ... 4

Bảng 2. 1: Đặc trưng của các nguồn chuẩn ... 19
Bảng 2. 2: Chú thích về kích thước các bộ phận của detector ... 23

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

MỞ ĐẦU

Hiệu suất ghi là một thơng số có ý nghĩa quan trọng đối với hệ phổ kế ghi đo
bức xạ gamma. Mỗi hệ phổ kế có một hiệu suất ghi khác nhau, phụ thuộc vào nhiều
yếu tố như cấu tạo của đầu dị, kích thước và hình học mẫu, góc khối đo, thời gian
chết của hệ đo, và hiệu suất ghi còn phụ thuộc vào năng lượng của nguồn bức xạ.
Do vậy, việc xác định chính xác đường chuẩn hiệu suất ghi theo năng lượng là rất
cần thiết. Trong thực nghiệm vật lý hạt nhân, thực nghiệm về ghi đo bức xạ thì việc
xử lý phổ gamma sẽ cho ta đầy đủ các thông tin về một nguồn bức xạ, chẳng hạn

như năng lượng, hoạt độ nguồn. Trong thực nghiệm quá trình xử lý phổ được thực
hiện thơng qua các chương trình máy tính chun dụng, các phần mềm tính tốn kết
hợp với tính tốn trong excel, phối hợp các phương pháp này cho kết quả với độ tin
cậy lớn hơn, tránh nhầm lẫn trong q trình tính tốn với nhiều mẫu thực nghiệm.

Vì vậy,trong phạm vi khóa luận này, tơi chú trọng xác định hiệu suất ghi của
đầu dò bán dẫn HPGe siêu tinh khiết thơng qua phần mềm tính tốn chun dụng
k0_IAEA. Viêc sử dụng phần mềm này giúp cho q trình tính tốn nhanh hơn và
chính xác hơn.

Nội dung khóa luận được trình bày trong 3 chương như sau



Mở đầu

 Chương I - TỔNG QUAN: Giới thiệu tổng quan về đầu dò, hiệu suất 
ghi cũng như các phương pháp và các hàm chuẩn hiệu suất ghi.
 Chương II – THỰC NGHIỆM: Thực nghiêm xác định hiệu suất ghi

của đầu dò bán dẫn HPGe sử dụng phần mêm k0_IAEA.

 Chương III – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN: Kết quả chuẩn hiệu suất 
ghi sử dụng phần mềm k0_IAEA và tính toán trên Excel. Đánh giá kết
quả đạt được.

 Kết luận

</div>
(15)<div class='page_container' data-page=15>

Chương 1 – TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu đầu dò HPGe

Về cơ bản đầu dò loại này là một khối trụ Ge với một lớp tiếp xúc loại n trên

bề mặt ngoài và một lớp tiếp xúc loại p trên bề mặt trong của giếng hình trụ. Tinh
thể Ge có mức tạp chất khoảng 1010 nguyên tử/cm3 sao cho với một điện áp hợp lý 
thì vùng nghèo mở rộng tối đa về hai cực. Khoảng năng lượng có thể đo của đầu dò
đồng trục vào khoảng từ 50keV đến trên 10MeV [1].

Hình 1. 1: Cấu tạo đầu dị Gem50P4 
Một vài thơng số của loại đầu dị này:

Đường kính tinh thể: 62.2 mm
Chiều dài tinh thể: 67.7 mm
Bề dày lớp chết: 0.7 mm

Khoảng cách từ nắp đến tinh thể: 4 mm
Đường kính lõi: 12 mm

Chiều cao lõi: 58.3 mm
Thời gain chết: 6%

Đầu dò được bọc trong một hộp kín bằng nhơm với bề dày 1 mm, ở
giữa là chân không.

</div>
(16)<div class='page_container' data-page=16>

hấp thụ của bức xạ trước khi nó đến được với đầu dị (bởi khơng khí và lớp vỏ bọc
đầu dị). Dựa vào đường cong hiệu suất ta có thể nội suy hay ngoại suy hiệu suất ghi
theo từng năng lượng của các nguồn khác nhau. Chúng ta có thể chia hiệu suất của
đầu dị thành nhiều loại khác nhau, phần này sẽ được trình bày cụ thể trong mục 1.4.

1.2. Hệ phổ kê gamma

Sơ đồ khối của một hệ phổ kế gamma được cho trong Hình 1.2 dưới đây

Hình 1. 2: Sơ đồ khối hệ phổ kế gamma

</div>
(17)<div class='page_container' data-page=17>

Ta có thể thấy rõ trong phổ xuất hiện các tia X đặc trưng từ sự hấp thụ quang
điện trong vật liệu chì che chắn, đỉnh tán xạ ngược, những đỉnh thốt đơn (SE) và
thốt đơi (DE) và tạo cặp của tia gamma 1332 keV. Đỉnh 511 keV từ bức xạ hủy
cặp được sinh ra trong vật liệu che chắn, các biên tán xạ Compton và các đỉnh năng
lượng toàn phần từ hai tia gamma sơ cấp. Ngoài ra còn xuất hiện các đỉnh: đỉnh
2346 keV (2x1173keV) và 2665 keV (2x1332keV) tạo bởi tổng của các sự kiện
chồng chập 1173 keV và 1332 keV; đỉnh 2506 keV là do sự hấp thụ toàn phần cả
hai tia gamma sơ cấp phát ra đồng thời. Thành phần phông bao gồm đỉnh 1460 keV
từ 40K và 2614 keV từ 228Th.

1.3. Các nguồn gamma chuẩn

Đặc trưng của các nguồn gamma chuẩn được cho trong Bảng 1.1. Đây là
những nguồn chuẩn được cung cấp thương mại và thường được các phịng thí
nghiệm sử dụng cho định chuẩn năng lượng và hiệu suất ghi.[1]

Bảng 1. 1: Các nguồn chuẩn thơng dụng trong đo hiệu suất ghi

Nguồn 
phóng 
xạ 
Năng lượng 
(keV) 
Sai số 
(%) 
Xác suất 
phát 
(%)

Sai số 
(%)

Chu kì bán 
rã

Sai số 
(%)

241Am 59.5409 1 35.92 17 432.6 năm 6

109Cd 88.0336 10 3.66 5 461.9 ngày 4

57Co

122.06065 12 85.51 6 271.80

ngày 5

136.47356 29 10.71 15

139Ce 165.8575 11 79.90 4 137.641

ngày 20

203Hg 279.1952 10 81.48 8 46.594

ngày 12

113Sn 391.698 3 64.97 17 115.09

</div>
(18)<div class='page_container' data-page=18>

85Sr 514.0048 22 98.5 22 64.850

ngày 7

134Cs

604.720 3 97.63 8

2.0644 năm 14

795.86 1 85.47 9

137Cs 661.657 3 84.99 20 30.05 năm 8

54Mn 834.848 3 99.9752 5 312.19

ngày 3

60Co

1173.228 3 99.85 3

5.2711 năm 8

1332.492 4 99.9826 6

22Na 1274.537 7 99.94 13 2.6029 năm 8

88Y

898.042 11 83.7 3 106.63

ngày

1836.070 8 99.346 25

133Ba

53.1622 18 2.14 6

10.539 năm

79.6142 19 2.63 19

80.9979 11 33.31 30

276.3989 12 7.13 6

302.8508 5 18.31 11

356.0129 7 62.05 19

383.8485 12 8.94 6

152Eu

121.7817 3 28.41 13

13.522 năm

244.6974 8 7.55 4

344.2785 12 26.59 12

</div>
(19)<div class='page_container' data-page=19>

443.965 3 2.80 2

778.9045 24 12.97 6

867.380 3 4.243 23

964.079 18 14.50 6

1085.837 10 10.13 6

1089.737 5 1.73 1

1112.076 3 13.41 6

1212.948 11 1.416 9

1299.142 8 1.633 9

1408.013 3 20.85 8

Ghi chú: (#) là giá trị sai số

1.4. Phân loại hiệu suất ghi của đầu dò 
1.4.1. Hiệu suất tuyệt đối

Là tỉ số giữa số các xung ghi nhận được và số các lượng tử bức xạ phát ra
bởi nguồn. Hiệu suất này phụ thuộc khơng chỉ vào tính chất của đầu dị mà cịn phụ
thuộc vào bố trí hình học (chủ yếu là khoảng cách từ nguồn đến đầu dị).

ℰ𝑎𝑏𝑠 = 𝑆ớ đế𝑚 𝑔ℎ𝑖 𝑛ℎâ ̣𝑛

𝑆ố 𝑝ℎ𝑜𝑡𝑜𝑛 𝑝ℎ𝑎𝑡 𝑟𝑎 𝑡ừ 𝑛𝑔𝑢ô ̀𝑛

1.4.2. Hiệu suất nội

Là tỉ số giữa số các xung ghi nhận được và số các lượng tử bức xạ đến đầu
dị.

ℰ𝑖𝑛 = 𝑆ớ đế𝑚 𝑔ℎ𝑖 𝑛ℎâ ̣𝑛
Số 𝑝ℎ𝑜𝑡𝑜𝑛 𝑡ớ𝑖 𝑑𝑒𝑡𝑒𝑐𝑡𝑜𝑟

Biểu thức liên hệ giữa hiệu suất tuyệt đối và hiệu suất nội là:

(1.1)

(1.2)

</div>
(20)<div class='page_container' data-page=20>

ℰ𝑎𝑏𝑠 = Ω
4𝜋. ℰ𝑖𝑛

Với Ω là góc khối của đầu dị được nhìn từ vị trí của nguồn như minh họa

trên Hình 1.4.

1.4.3. Hiệu suất tồn phần

Là tỷ số của số xung ghi được trong phổ với số photon phát ra từ nguồn.
Hiệu suất toàn phần quan trọng trong việc tính tốn hiệu chính trùng phùng tổng vì
việc mất số đếm từ đỉnh năng lượng của một vạch photon là tỉ lệ với hiệu suất toàn
phần:

ℰ𝑡= 1

4𝜋∫(

1 − 𝑒

−µ𝑥)

𝑑Ω =

Ω

4𝜋

[𝑒𝑥𝑝 (−

∑𝑖

µ

𝑖

𝑡

𝑖

)](1 − 𝑒

−µ𝑡

)

Trong đó:

t : Bề dày của tinh thể đầu dò.

µ : Hệ số suy giảm tuyến tính của tinh thể đầu dị (Ge).

µi : Hệ số suy giảm tuyến tính của các vật liệu giữa nguồn và đầu dị

1.4.4. Hiệu suất đỉnh năng lượng tồn phần

Là xác suất của một photon phát ra từ nguồn mất mát tồn bộ năng lượng của
nó trong thể tích hoạt động của đầu dò. Trong thực nghiệm hiệu suất đỉnh năng

lượng tồn phần εp được xác định bởi cơng thức:

Hình 1. 4: Minh họa góc khối nguồn – đầu dò

</div>
(21)<div class='page_container' data-page=21>

ℰ𝑝(𝐸) = 𝑛(𝐸)
𝑅(𝐸)=

𝑁𝑝(𝐸)
𝐴𝐼𝛾(𝐸)𝑡
Trong đó:

- n(E)=𝑁𝑝(𝐸)

𝑡 : Tốc đô ̣ đếm đỉnh ta ̣i năng lượng E, Np diê ̣n tích đỉnh, t là thời

gian đo,

- A=A0𝑒−𝛾𝑡 : hoạt đô ̣ nguồn ta ̣i thời điểm đo, Ao là hoa ̣t đô ̣ nguồn ban đầu ta ̣i 
thời điểm sản xuất, t là thời gian rã,

- λ = ln(2)/T1/2 : hằng số phân rã, T1/2 là chu kỳ bán hủy,

- I𝛾 (E) : xác suất phát tia gamma.

1.4.5. Hiệu suất danh định

Là hiệu suất của một đầu dò so với đầu dò khác. Đối với đầu dò Germanium
thì đó là hiệu suất tương đối của nó so với đầu dị nhấp nháy NaI(T1) hình trụ kích
thước 3inch x 3inch (7.62cm x 7.62cm), cả hai đầu dò đều đặt cách 25cm đến
nguồn và đo với năng lượng 1332.5 keV từ 60Co.

Hiệu suất tương đối được xác định:
ℰ𝑟(𝐸) = 𝑁𝑝(𝐸)

𝐴ℰ𝑐𝑡x100%
với εc được xác định với đầu dò NaI(T1) bằng 1.2 x10-3
1.5. Các hàm chuẩn hiệu suất ghi

Khi hiệu suất của đầu dò được đo ở nhiều năng lượng bằng cách sử dụng
nguồn chuẩn, người ta nhận thấy cần thiết phải làm khớp nó thành một đường cong
từ các điểm này để có thể mô tả hiệu suất toàn vùng năng lượng mà ta quan tâm.
Hai dạng thông dụng nhất của đầu dị germanium là cấu hình phẳng và đồng trục .

-Đầu dị có cấu hình phẳng (planar detector) công thức đơn giản được đưa

ra đầu tiên bởi Mowatt cho nhiều loại đầu dò khác nhau trên vùng năng lượng từ 60
keV đến 1863 keV [6].

(1.6)

</div>
(22)<div class='page_container' data-page=22>

ℰ =𝐾[𝜏 + 𝜎 𝑄exp(−𝑅𝐸)]

𝜏 + 𝜎 {1 − exp [−𝑃(𝜏 + 𝜎)]}

Với τ và σ là các hệ số hấp thụ quang điện và Compton trong Ge ở năng
lượng E; và K, Q, R, P là các hệ số được làm khớp từ các điểm thực nghiệm[5].

- Đầu dị có cấu hình đồng trục (coaxial detector) đối với đầu dị dạng này

có nhiều hàm làm khớp được đưa ra trong khoảng năng lượng từ 50 keV đến 8500

keV. Các hàm thông dụng nhất chứa từ 3 đến 9 thông số thực nghiệm mà chúng
được làm khớp từ các đỉnh đo được trong thực nghiệm, một số thông số có thể được
bỏ qua nếu khoảng năng lượng được giới hạn. Những cơng thức có nhiều thơng số
hơn nói chung thỏa những khoảng năng lượng rộng hơn, nhưng cũng nhiều nguy cơ
xuất hiện các các dao động phi vật lý trong hàm làm khớp nếu các điểm dữ liệu nằm
trong một khoảng rộng[6]. Trong một vài trường hợp, các khoảng năng lượng được
chia ra làm hai hay nhiều phần và người ta thường làm khớp từng phần theo từng
khoảng năng lượng riêng biệt này. Để bao quát các khoảng năng lượng rộng, người
ta thường sử dụng một công thức tuyến tính thể hiện mối tương quan giữa logarit
của hiệu suất và logarit của năng lượng

ln ℰ =

∑

𝑁𝑖=1

𝑎

𝑖

(𝑙𝑛

𝐸𝐸0

)

𝑖−1

với E0 là năng lượng tham khảo được làm khớp và 𝑎𝑖 là các thông số được

làm khớp. Việc xác định thực nghiệm hiệu suất ghi của đầu dò tại các năng lượng
khác nhau được thực hiện trên các nguồn chuẩn (đã biết chính xác hoạt độ nguồn)
và kết quả thu được là một bộ các giá trị hiệu suất tại các năng lượng xác định. Xây
dựng đường cong chuẩn hiệu suất từ các giá trị này cho phép tính hiệu suất ở bất kì
năng lượng nào nằm trong khoảng năng lượng được tính tốn. Phương pháp thơng
dụng nhất là sử dụng các hàm giải tích được làm khớp với các dữ liệu thực nghiệm
bằng phương pháp bình phương tối thiểu. Các hàm giải tích thường được sử dụng là
hàm đa thức với log(E/E0) hay 1/E là đối số, hàm mũ, hàm mũ exponential hay sự
kết hợp giữa chúng và các hàm đặc biệt khác. Một số hàm giải tích thơng dụng
được dùng để chuẩn đường cong hiệu suất được cho dưới đây.

1.5.1. Hàm tuyến tính

Đối với các đầu dị đo gamma, hiệu suất ghi trong vùng năng lượng 200 -
2000 keV có thể mơ tả gần đúng bằng phương trình:

</div>
(23)<div class='page_container' data-page=23>

𝑙𝑜𝑔ℰ = 𝑎0− 𝑎1lôg (𝐸

𝐸0) ℎ𝑜ặ𝑐 ℰ = 𝑐(𝐸/𝐸0)

−𝑎1

Với a0 hoặc c và a1 là các hằng số dương biểu thị quan hệ tuyến tính của tập
hợp (logℰ𝑖 , log(Ei/E0), E0 là tham số cực tiểu đối số hàm logarit, là đại lượng khơng
thứ ngun và có thể đặt bằng 1 keV), a1 có bậc cỡ 1.0 và giảm dần theo sự tăng
kích thước tinh thể [1]. Quan hệ giữa a1 và V được biểu diễn:

a1=2.14 – 0.629 logV

Hình 1. 5: Tỉ số các giá trị hiệu suất, giá trị 𝓔𝟎 tương ứng với c=0.37, a1=1.12, E0=1 keV

V là thể tích của đầu dị (cm3). Mô tả này gần đúng với V > 10 cm3 khi 
khoảng cách giữa nguồn và đầu dị khơng quá nhỏ.

Phương pháp tỉ số hiệu suất ℰ/ℰ0 cũng cho sự phụ thuộc của hiệu suất vào
năng lượng nhưng không thể hiện được quan hệ tuyến tính. Nếu quan hệ giữa log ℰ
và log(E/E0) là tuyến tính, đồ thị trên Hình trên sẽ có dạng nằm ngang. Thực tế điều
đó khơng đạt được nhưng độ lệch thường không vượt quá 5% ở năng lượng trên 400
keV và có khuynh hướng tăng khi thể tích tinh thể giảm. Với định nghĩa ℰ0, tỉ số
ℰ/ℰ0 đạt cực đại ở gần 250 keV và 1500 keV, cực tiểu ở gần 600 keV là phù hợp
với các đầu dị Ge có kích thước trung bình [4,7].

1.5.2. Hàm đa thức

Thực nghiệm khảo sát chỉ ra rằng khơng có quan hệ tuyến tính giữa log ℰ và

log(E/E0) trên một dải rộng năng lượng của năng lượng và sự quan hệ có khuynh

</div>
(24)<div class='page_container' data-page=24>

hướng giảm với sự gia tăng kích thước tinh thể. Hầu hết các ứng dụng thường sử
dụng với hàm khớp đa thức:

𝑙𝑜𝑔ℰ = ∑𝑛𝑗=0𝑎𝑗(𝑙𝑜𝑔𝐸/𝐸0)𝑗 ; E0=1keV

Trong đó 𝑎𝑗: tham số cần xác định. Số tham số của hàm cần khớp là n+1 
ℰ: hiệu suất tại đỉnh năng lượng E

n : cấp của đa thức.

Với n = 1 biểu thức (1.11) tương ứng với (1.9).

n = 2 hàm có dạng là một parapol trên đồ thị log-log. Điều này làm
xuất hiện một cực tiểu khoảng 600 keVnhưng không giảm ở vùng năng lượng thấp.
Để tăng độ chính xác, thường sử dụng hai hàm với điểm nối được làm trơn ở gần
200 keV. Phương pháp này về mặt nguyên tắc là có thể chấp nhận được.

Việc làm khớp có thể được cải tiến bằng việc tăng n đến 3 hay cao hơn,
nhưng bằng cách tăng n như vậy bị hạn chế bởi sai số của các điểm mô tả bởi đường
cong khớp. Tuy nhiên, nếu độ rộng dải năng lượng rộng hơn ví dụ từ 60 keV đến
3000 keV thì người ta sử dụng hàm khớp phi tuyến:

ℰ(𝐸) = ∑ 𝑎2𝑖−1 exp (−𝑎2𝑖𝐸)

𝑖=1

+ 𝑎7𝐸−𝑎8

1.5.3. Hàm spline

Đây là một phương pháp làm khớp linh hoạt dùng các kỹ thuật nội
suy spline. Ưu điểm của kỹ thuật spline là khả năng ứng dụng của nó cho các dạng
đường cong hiệu suất tuỳ ý, dù cho các thông số được làm khớp cần thời gian tính
tốn cao hơn so với các phương pháp bình phương tối thiểu phi tuyến.

1.6. Khớp hiệu suất bằng phương pháp bình phương tối thiểu tuyến tính

Một tập hợp các điểm thực nghiệm được mô tả bằng các tọa độ (xi, yi ), i = 
1,…, n để xác định được giá trị tốt nhất của y tại giá trị x bất kỳ, cần phải tìm một 
hàm f(x) liên tục và đi qua các điểm thực nghiệm yi. Trước hết cần phải xác định

</div>
(25)<div class='page_container' data-page=25>

dạng của f(x) sau đó xác định các tham số bằng phương pháp khớp bình phương tối 
thiểu dựa trên hàm [5]:

𝜒2 = ∑ ⍵𝑖

𝑛

𝑖−1

[𝑦1− 𝑓(𝑥𝑖, 𝑏0, 𝑏1, … , 𝑏𝑝)]2

Trong đó

𝑓(𝑥𝑖, 𝑏0, 𝑏1, … , 𝑏𝑝) : là đường mô hình kí hiê ̣u là 𝑦̂𝑖.
⍵𝑖 = 1

𝜎𝑙𝑛ℰ2 =
ℰ2

𝜎ℰ2 : là tro ̣ng số phép đo, với 𝜎𝑙𝑛ℰ

2 là phương sai của giá tri ̣

đo yi.

n : là số điểm thực nghiê ̣m.

Các tham số bj được xác đi ̣nh từ hê ̣ phương trình chuẩn của phương phướng
bình phương tối thiểu tuyến tính:

𝜕𝜒2

𝜕𝑏𝑖 = 0, 0 ≤ i ≤ p 
1.6.1. Trường hợp khơng có trọng số

Trong phương pháp đo các số liệu thực nghiệm, người ta có thể bỏ qua sai số
của mỗi giá trị đo và giả định rằng các giá trị đo có cùng một sai số, lúc đó ⍵𝑖 trong
biểu thức (1.15) là hằng số ( ⍵𝑖= hằng số) [5]. Khi đó hệ phương trình chuẩn cho
các tham số b của phương pháp bình phương tối thiểu tuyến tính có trọng số khơng
đổi xác định theo (1.16) là:

(gTg)b = gTy,(1.17)

Ở đây b=(b0 b1…bp)T là vectơ tham số của phương trình (1.17) 
y =(ln(ℰ1) ln(ℰ2) … ln(ℰ𝑛))T là vectơ các giá tri ̣ thực nghiê ̣m ln(ℰ

𝑖)

g : là ma trâ ̣n thiết kế của phương pháp bình phương tối thiểu tuyến tính với 
các cô ̣t là các hàm cơ sở loa ̣i j được tính ta ̣i n giá tri ̣ thực nghiê ̣m, với gi0=1, gi1= 
ln(Ei), gi2= (ln(Ei))2, … gip=(ln(Ei))p

Các tham số bj của mô hình được xác đi ̣nh như sau:
b=[gTg]-1gTy ,(1.18)

(1.14)

(1.15)

</div>
(26)<div class='page_container' data-page=26>

phương sai của các tham số b được xác đi ̣nh:
𝜎𝑏2 = 𝜎2(gTg)-1,(1.19)

Giá ti ̣ phương sai của phương pháp (tổng bình phương trung bình sai lê ̣ch
giữa giá tri ̣ mô hình và giá tri ̣ thực nghiê ̣m) cho bởi biểu thức sau:

𝜎2 =∑ (𝑦𝑖− 𝑦̂𝑖)
2
𝑛
𝑖=1
𝐵𝑇𝐷 =
𝑦𝑇𝑦 − 𝑏𝑇 𝑔𝑇𝑦
𝐵𝑇𝐷 =
𝑆𝑆𝐸
𝐵𝑇𝐷

BTD là bâ ̣c tự do (Số điểm thực nghiê ̣m – Số tham số của hàm cần khớp) =
n-(p+1)

Hiê ̣u suất khớp được xác đi ̣nh bởi biểu thức :
ℰ𝑘ℎ𝑜𝑝 = 𝑒(∑𝑝𝑗=0𝑏𝑗(ln (𝐸))𝑗)

Với bj là tham số cần xác đi ̣nh, p+1 là số tham số của hàm cần khớp, 
E là đỉnh năng lượng cần khớp,ln (𝐸)𝑗 là hàm cơ sở, p là cấp của đa
thức.

Sai số của hiê ̣u suất khớp tương ứng được tính từ biểu thức sau:
𝜎ℰ𝑘ℎ𝑜𝑝 = ℰ𝑘ℎ𝑜𝑝𝜎√𝑔ℎ𝑇(𝑔𝑇𝑔)−1𝑔

ℎ,(1.19)

Ở đây, gh = (1 ln(Eh)… (ln(Eh))p)T là vectơ giá tri ̣ các hàm cơ sở tính ta ̣i năng
lượng Eh.

1.6.2. Trường hợp có trọng số

Mỗi giá trị hiệu suất tính được tại các điểm thực nghiệm thực chất đều có sai
số riêng của nó.

Khi đó hệ phương trình chuẩn cho các tham số b của phương pháp bình
phương tối thiểu tuyến tính có trọng số, xác định theo (1.16) là:

(gT⍵g)b=gT⍵y

ở đây ⍵ là ma trâ ̣n tro ̣ng số của phương pháp.
Tham số bj của mô hình được xác đi ̣nh :

(1.17)

(1.18)

(1.19)

(1.20)

</div>
(27)<div class='page_container' data-page=27>

Phương sai của các tham số được xác đi ̣nh:
𝜎𝑏2 = (𝑔𝑇⍵𝑔)−1

Giá tri ̣ phương sai của phương pháp (tổng bình phương trung bình sai
lê ̣ch giữa giá tri ̣ mô hình và giá tri ̣ thực nghiê ̣m) cho bởi biểu thức:

𝜎2 =∑ ⍵𝑖(𝑦𝑖 − 𝑦̂𝑖)
2
𝑛
𝑖=1
𝐵𝑇𝐷 =
𝑦𝑇𝑦 − 𝑏𝑇 𝑔𝑇𝑦
𝐵𝑇𝐷 =
𝑆𝑆𝐸
𝐵𝑇𝐷
Giá tri ̣ hiê ̣u suất khớp thu được:

ℰ𝑘ℎ𝑜𝑝 = 𝑒(∑𝑝𝑗=0𝑏𝑗(ln (𝐸))𝑗)
Sai số của hiê ̣u śt khớp:

𝜎ℰ𝑘ℎ𝑜𝑝 = ℰ𝑘ℎ𝑜𝑝√𝑔ℎ𝑇(𝑔𝑇⍵𝑔)−1𝑔

ℎ

Ngồi ra cịn một số phương pháp khác có thể được sử dụng, nhưng trong
phạm vi khóa luân này chỉ để cập đến phương pháp trên để sử dụng cho khớp hiệu
suất ghi đo.

1.7. Mô ̣t số hiê ̣u chỉnh trong phép đo hiê ̣u suất

1.7.1. Sự phụ thuộc năng lượng của hiệu suất đỉnh

Sự phụ thuộc năng lượng của hiệu suất đỉnh được thể hiện trong Hình 1.6.

Hình 1. 6: Sự phụ thuộc năng lượng của hiệu suất

(1.23)

(1.24)

(1.25)

</div>
(28)<div class='page_container' data-page=28>

Hiệu suất giảm ở vùng năng lượng thấp là do sự hấp thụ tia gamma năng
lượng thấp trên lớp chết mặt ngoài đầu dò tăng lên. Tại vùng năng lượng cao, hiệu
suất giảm là do hạn chế về thể tích của đầu dò [1]. Để xác định sự phụ thuộc của
hiệu suất vào năng lượng chúng ta có thể dùng các nguồn chuẩn có năng lượng đã
biết trước.

1.7.2. Yếu tố hình học đo

Hầu hết các hệ phổ kế bán dẫn đều không chỉ được sử dụng cho riêng một
hình học đo riêng lẻ nào cả. Các nguồn được đo có thể khác nhau đáng kể về hoạt

độ và thành phần cho nên khoảng cách từ nguồn đến đầu dò hay hình học đo phải
được điều chỉnh tương ứng. Các nguồn có thể khác nhau về kích thước hay là vật
liệu phóng xạ có thể được đưa vào trong các chất nền khác nhau

- Ảnh hưởng do khoảng cách của nguồn và đầu dò.

Cường độ tia gamma phát ra từ một nguồn sẽ giảm theo khoảng cách tương
ứng với quy luật nghịch đảo bình phương. Điều này có thể áp dụng cho các nguồn
điểm và các đầu dò điểm. Một vấn đề dễ nhận thấy nhất là không thể đo trực tiếp
khoảng cách thực sự từ nguồn đến bề mặt vùng hoạt động của đầu dị. Bởi vì sự hấp
thụ tồn phần của các tia gamma thường bao gồm cả tán xạ nhiều lần bên trong đầu
dò, điểm tương ứng khoảng cách zero phải ở đâu đó bên trong tinh thể đầu dị[5].
Điểm này có thể được suy ra bằng thực nghiệm. Giả sử rằng quy luật nghịch đảo
bình phương có tác dụng do đó tốc độ đếm R phải thay đổi theo:

𝑅 ∼ 1

𝑑2,

Bây giờ khoảng cách d là tổng của khoảng cách đã biết từ nguồn đến lớp vỏ
ngồi của đầu dị D và khoảng cách chưa biết từ điểm tương ứng khoảng cách zero
bên trong đầu dị đến lớp vỏ ngồi đầu dò d0:

d=D+d0,
kết vợi (1.27) và (1.28) ta được:

√𝑅=kD+kd0

Với k là hằng số, Vậy nếu như hoạt độ của một nguồn được đo ở các khoảng
cách D khác nhau và 1/√R được vẽ theo khoảng cách, điểm giao với trục x sẽ là d0,

(1.27)

(1.28)

</div>
(29)<div class='page_container' data-page=29>

R có thể là tốc độ đếm toàn phần hay tốc độ đếm ở một đỉnh riêng biệt được xác
định bằng diện tích đỉnh trong phổ.

- Ảnh hưởng của sự khác biệt hình học nguồn

Tại một khoảng cách từ nguồn đến đầu dò cố định, sự phân bố vật liệu phóng
xạ bên trong một thể tích khác với việc tập trung nó trong một nguồn điểm làm
giảm cường độ tia gamma đến đầu dò. Với một nguồn điểm việc tính tốn góc khối
tới đầu dò giúp xác định cường độ tia gamma đến là dễ dàng. Đối với các nguồn có
kích thước, sự tính tốn góc khối hiệu dụng là phức tạp vì mỗi điểm bên trong
nguồn đều có một ảnh hưởng khác nhau đối với đầu dị và do vậy sẽ đóng góp vào
cường độ tia gamma toàn phần với các mức độ khác nhau [8.9].

1.7.3. Hiệu ứng trùng phùng tổng

Hiệu ứng trùng phùng tổng (summing coincidence ) gây ra do hai hay nhiều
tia gamma sinh ra trong quá trình dịch chuyển từ các trạng thái kích thích về trạng
thái cơ bản của hạt nhân. Ví dụ tia gamma đầu tiên chuyển tồn bộ năng lượng của
nó cho tinh thể, nếu tia gamma này bị chập với tia gamma đến sau, khi đó một xung
tổng sẽ được ghi nhận dẫn tới mất sự kiện ở đỉnh toàn phần của tia gamma đến
trước và có thể cả với tia gamma đến sau. Xác suất xảy ra hiệu ứng chồng chập gia
tăng theo hiệu suất, do vậy thay đổi khoảng cách nguồn-đầu dị, tốc độ đếm hoặc
hình học đo thì hiệu ứng sẽ thay đổi [1,4].

</div>
(30)<div class='page_container' data-page=30>

Chương 2 – THỰC NGHIỆM

2.1. Phần mền k0_IAEA

2.1.1. Phần mềm k0-IAEA

Các bước cơ bản sử dụng k0-IAEA trong tính tốn hiệu suất ghi cho detector
Bước 1: Soạn thảo permanent database và nhập thông tin cấu hình detector
và thơng tin của các container đựng mẫu, các vật liệu của mẫu chuẩn, hoặc vật liệu
của nguồn chuẩn.

Bước 2: Chuẩn năng lượng và độ phân giải tương ứng với detector
Bước 3: Chuẩn hiệu suất detector.

Bước 4. Báo cáo kết quả.

Giao diê ̣n ban đầu sau khi cài đă ̣t xong phần mềm k0_IAEA như hình 1.6
phía dưới.

Hình 2. 1: Giao diện ban đầu của phần mềm k0-IAEA

Trình đơn file

- New : Sử dụng lệnh này để tạo một bài toán mới trong k0-IAEA

- Open: Dùng để mở một series đang có bằng File open dialogbox. Nếu một
Series mở rồi, nó sẽ được lưu và đóng tự động trước khi mở một Series mới

</div>
(31)<div class='page_container' data-page=31>

- Close: Đóng một series đang mở

- Exit : Thốt khỏi chương trình k0-IAEA
 Trình đơn Edit

- Sereies database: Soạn thảo.

- Permanent database: Khai báo các thư viện có sẵn bao gồm thơng tin về
người sử dụng phần mềm, các mẫu chuẩn, cấu hình detector, các hộp đựng mẫu, vật
liệu cấu tạo nên đầu dò và mẫu chuẩn…

- Select sample: Chọn mẫu cần xử lý

- Next sample : Chọn mẫu quan tâm kế tiếp trong chuỗi (series)

- Previuos sample: Chọn mẫu quan tâm trước đó. Mẫu này và phổ của nó
họăc các dữ liệu liên quan sẽ được hiển thị

- Map fluxes : Tạo một bản đồ thông lượng trong vật chất chiếu xạ, xác định
thông lượng của mẫu từ thông lượng quan sát được bằng comparator.

- Interpret selected sample: Phân tích mẫu được chọn

- Option for interpretation: Thiết lập một số lựa chọn ảnh hưởng đến q
trình phân tích.

- Interpret all sample: Phân tích cùng lúc nhiều mẫu

Trình đơn phân tích phổ

- Perform pear seach: Nhận biết các đỉnh trong phổ

- Modify estimates and fit: Đây là danh sách các vùng làm khớp và sử dụng
sự đánh giá đỉnh được đề nghị để khảo sát và bổ sung. Sau đó các đỉnh được làm
khớp lại và sử dụng sự đánh giá mới.

- Reanalyze all peaks : Lặp lại các kết quả làm khớp được hiện hành thay cho
sự đánh giá và việc làm khớp.

</div>
(32)<div class='page_container' data-page=32>

- Calibration: Hiệu chuẩn năng lượng và hình dạng

* Fit calibration speaks: Các đỉnh free-standing được làm khớp để sử
dụng trong việc chuẩn năng lượng hoặc hình dạng ở trang kế tiếp. Sự tìm
đỉnh được làm trước tiên nếu nó chưa được làm xong.

* Energy calibration: Chuẩn năng lượng theo số kênh.

* FWHM calibration: Chuẩn độ phân giải FWHM theo năng lượng.

2.2. Nhập liệu cho các nguồn được sử dụng để chuẩn năng lương

Trong phần này các thông số về hệ đo và hệ chiếu phải được mơ tả chính xác
bởi người tiến hành thực hiện.

Các nguồn được sử dụng để tiến hành thí nghiệm là Am241, Cd109, Co 57, Ba133, 
Cs 137, Cs 137, Co 60, Eu152 có hoạt độ và ngày sản xuất như bảng dưới đây

Bảng 2. 1: Thông tin của các nguồn chuẩn

</div>
(33)<div class='page_container' data-page=33>

Đây là bộ nguồn Model Cal2601 Gamma Standard, được sử dụng trong
phịng thí nghiệm tại Trung tâm Vật lý và Điện tử hạt nhân, viện nghiên cứu hạt
nhân Đà Lạt.

Nguồn có dạng trụ nhỏ, đường kính 1mm, chiều cao 1mm được bao phủ bởi
lớp plastic dày 2,7mm, có đường kính tồn phần 25,4mm, chiều cao toàn phần
6,4mm như hình bên dưới[1,8].

Hình 2. 2: Mặt cắt ngang của nguồn

Hình 2. 3: Mặt cắt dọc của nguồn

2.2.1 Soạn thảo dữ liệu cơ bản ( Edit permanent database)

Mở phân mềm k0_IAEA, vào edit chon permanent database, ban đầu sẽ xuất
hiện hộp thoại để mô tả các thông số về hệ đo, hệ chiếu, mẫu…

Ghi chú: để khai báo mới ta chọn add hoạc sữa đổi thông tin đã khai báo trước ta
chon edit có sẳn trong các hộp thoại.

2.4mm

25.4mm

</div>
(34)<div class='page_container' data-page=34>

Analysts: khai báo thông tin người tiến hành phân tích cũng như vai trị của

người phân tích.

Hình 2. 4: Hộp thoại Analysts

Certificates: được khai báo theo 2 phần khác nhau:

a) chemical elements

</div>
(35)<div class='page_container' data-page=35>

Khai báo giá trị hàm lượng được chứng nhận (Certificated values) của các 
nguyên tố hoá học trong các dạng chất chuẩn sử dụng trong quy trình phân tích bao
gồm mẫu chuẩn (SRMs-Sample Reference Materials), các lá dò (comparators)…

b) Radionuclides

phải khai báo tên các nguồn dùng trong hiệu chuẩn, khai báo về hoạt độ ban
đầu của nguồn chuẩn được sử dụng và ngày giờ do nhà sản xuất cung cấp

Hình 2. 6: Hộp thoại Certificates/Radionuclides

Detectors

khai báo một detector như sau: loại detector, tên detector, kích thước tinh
thể, kích thước vùng hoạt, kích thước vỏ bộc, vật liệu làm cửa sổ…

</div>
(36)<div class='page_container' data-page=36>

Khai báo detector với các thông tin cụ thể như sau:

Phần mềm được ứng dụng cho cả 2 loại detector bán dẫn dạng đồng trục
(coaxial) và dạng giếng (well)

Bảng 2. 2: Chú thích về kích thước các bộ phận của detector

Kích thước(mm) Detector dạng đồng trục Detector dạng giếng

A Đường kính của tinh thể Đường kính của tinh thể
B Độ dài của tinh thể Độ dài của tinh thể

C Bề dày của lớp chết Không sử dụng

D Khoảng cách từ nắp đến tinh thể Không sử dụng

E Đường kính nắp trên Khơng sử dụng

F Bề dày nắp trên Bề dày nắp

G Đường kính của core Đường kính của giếng

H Độ cao của core Chiều cao của giếng

Elements

</div>
(37)<div class='page_container' data-page=37>

Facilities

Dùng để khai báo một kênh chiếu chọn mục. Tiếp theo nhấn vào “Add” để 
tạo một kênh chiếu, đặt tên cho kênh chiếu và khai báo các thông số đặc trưng ban
đầu của kênh chiếu để lưu trữ, quản lý đặc trưng của các kênh chiếu theo thời gian.

Hình 2. 9: Hộp thoại Facilities

Matrices

Khai báo các chất nền (thành phần đa lượng > 0.1%) trong tất cả các vật liệu

</div>
(38)<div class='page_container' data-page=38>

Hình 2. 10: Hộp thoại Matrices

Recipients

Khai báo mơ tả về hình dạng, kích thước của các bì đựng mẫu.

</div>
(39)<div class='page_container' data-page=39>

Sau khi đã hoàn tất nhập liệu cho các thông số trên, chọn lệnh Exit để thoát
khỏi giao diện hiện tại.

2.2.2 Khai báo seria databases cho mẫu Đầu tiên

cần tạo một thư mục mới để lưu các dữ liệu sẽ được phân tích bằng cách vào
file -> new.

Hình 2. 12: hộp thoại tao thự mục mới

Tiến hành phân tích dữ liệu bằng cách vào Edit->Series database, đầu tiên sẽ
xuất hiện hộp thoại khai báo số lượng mẫu sử dụng (Samples)

Sample

</div>
(40)<div class='page_container' data-page=40>

Chọn add để khai báo mới số lượng mẫu sử dụng, xuất hiện các hộp thoại
con như hình dưới:

Hình 2. 14: Các hộp thoại con trong q trình tạo nhóm mẫu

Chú ý: ở ơ “sample type” có thể chọn mẫu theo các loại: Ordinary (mẫu cần

phân tích hàm lượng), Comparator (mẫu lá dò), và Blank (mẫu trắng), Source 
(nguồn phóng xạ) và cuối cùng là Ref.Material (mẫu vật liệu quy chiếu).

Số mẫu được tạo tương ứng chúng ta sẽ khởi tạo trong mục “first sample” và 
“last sample”.

Ví dụ: muốn tạo ra 3 mẫu Ordinary, ta nhập giá trị bằng 1 tại ô “first

sample” và nhập giá trị bằng 3 tại ô “last sample”.

“Geomegy” Chọn dạng hình học của mẫu, Powder/Liquid : Bột/ Chất lỏng 
Foil: Lá mỏng; Slab: Tấm mỏng; Wire: dây

“Matrix type ” Chọn loại Matrix ứng với thí nghiệm của chúng ta.

→

</div>
(41)<div class='page_container' data-page=41>

Chọn Finish đẻ kêt thúc quá trình khai báo mẫu.

Packaging:

Cho phép người dùng khai báo loại bao bì đựng mẫu (Ricepent), ngày giờ 
đóng mở bì, chiều cao của mẫu theo đơn vị (mm), khối lượng của các mẫu theo đơn
vị khối lượng (mg)

Hình 2. 16: Hộp thoại Packaging

</div>
(42)<div class='page_container' data-page=42>

Hình 2. 17: Các hộp thoại con lần lượt xuất hiện trong quá trình khai báo Pakaging 
Chú ý: “Selected” chọn các mẫu cần đóng gói, nếu là mẫu phong thì khơng
cần đóng gói.

“Recipent” chon hình dạng bao bì đóng gói đã được khai báo sẵn.
“Packaging Date và Packaging Time” khai báo thời gian đóng gói mẫu
“Unpackaging Date và Unpackging Time” khai báo thời gian mở gói mẫu.
Có thể chọn số mẫu được đóng gói và nhập ngày giờ tương ứng đóng gói và
mở gói cho các nhóm mẫu cùng thời gian, hoặc nhập thời gian cụ thể cho từng mẫu

Sau khi đã đến bước cuối cùng của quá trình Packaging, ta chọn “finish”

Để xem lại cụ thể thông tin mẫu đã đóng gói, trọng hộp thoại Packaging ta
chọn “Sample” và chọn mẫu cần xem, hộp thoại thông tin về mẫu sẽ xuất hiện như
hình dưới:

→

→

</div>
(43)<div class='page_container' data-page=43>

Hình 2. 18: Hộp thoại thơng tin về mẫu đã khai báo

Measurement:

Trong mục “Measurement” chọn “Add” để khai báo các mẫu được đo. Hiện 
lên các hộp thoại phụ như sau:

Hình 2. 19: Quá trình khai báo các mẫu cần đo

→

</div>
(44)<div class='page_container' data-page=44>

Chú ý: “Selected” chọn các mẫu cần tiến hành đo.

“Detector” Chọn cấu hình đầu dị được sử dụng (đã được khai báo
trước)

“Distance” nhập thông tin khoảng cách đo từ mẫu đến đầu dò (chú ý
đơn vị ở đây là mm)

Đối với thời gian của quá trình ghi đo, khi phân tích thì chương trình sẽ tự
động truy xuất từ file phổ tương ứng của các mẫu.

Một mẫu có thể ghi đo nhiều lần tuỳ vào q trình thí nghiệm của chúng ta,
trong phần “Measurement” cho phép một mẫu có thể được đo nhiều lần với các 
khoảng cách và các detector khác nhau (các detector này đã được khai báo) chương
trình có thể hiểu được. Để khai báo các lần đo tiếp theo ta lặp lại các bước đã nêu ở
trên.

Sau khi hồn thành q trình trên, để xem lại thông tin cụ thể của từng mẫu
đã khai báo, trong ô sample ta chọn mẫu cần xem, thông tin về mẫu sẽ được xuất
hiện như hình bên dưới. Chọn lệnh “Edit” nếu muốn thay đổi thông tin về mẫu.

Hình 2. 20: Hộp thoại Mesurement về mẫu sau khi đã được khai báo

Chú ý: trong mục “Spectrum finename” cần khai báo đường dẫn lưu phổ cho
mỗi mẫu để phần mềm có thể tiến hành phân tích.

</div>
(45)<div class='page_container' data-page=45>

Sau khi kết thúc quá trình khai báo cho các nhóm mẫu “series”, kích vào 
lệnh “Exit” để xác nhận kết thúc quá trình khai báo một nhóm mẫu và lưu các 
thông tin vừa soạn thảo vào file ta đã tạo ra “C:\k0-IAEA\...\Newname” (có thể đặt 
tên theo mong muốn của người phân tích)

2.2.3 Phân tích mẫu

Chọn các mẫu và phân tích mẫu bằng lệnh “Edit/ Interpret selected sample” 
hoặc “Edit/ Interpret all sample” để phân tích tất cả các mẫu đã khai báo.

Kết thúc quá trình khai báo các nhóm mẫu “series”, ta có thể tiến hành phân 
tích thành phần của mẫu sẽ được trình bày trong phần dưới đây:

2.2.3.1 . Hiệu chuẩn năng lượng ứng với số kênh và độ phân giải



Chuẩn năng lượng theo số kênh

Bước 1: “Edit / select samples” sẽ hiện lên hộp thoại dưới đây, chọn number

1, là phổ phong để thực hiện chuẩn năng lượng:

Hình 2. 21: Chọn phổ phong

Bước 2: Trong mục “Spectrum analysis / Perform peak search”, để nhận

</div>
(46)<div class='page_container' data-page=46>

Hình 2. 22: Nhận biết các đỉnh trong phổ

Bước 3: “Spectrum analysis / List of detected peaks”, để hiện thị các đỉnh

năng lượng trong phổ mà chương trình đã nhận biết được, sau đó chọn OK:

Hình 2. 23: Các đỉnh năng lượng được nhận biết

Bước 4: “Spectrum analysis / Calibration / Fit calbration peaks” để khớp vị

</div>
(47)<div class='page_container' data-page=47>

Hình 2. 24: Fit calibration peaks

Bước 5: “Spectrum analysis / Calibration / Energy calibration” để chuẩn

năng lượng theo số kênh, chương trình sẽ hiện lên các thơng báo như các hình dưới
đây. Vào “Edit” nếu muốn hiệu chuẩ lại nặng lượng.

</div>
(48)<div class='page_container' data-page=48>

Hình 2. 26: Thông báo các đĩnh năng lượng đã được làm khớp 
Để lưu lại, chọn lệnh được miêu tả như hình dưới:

Hình 2. 27: Lưu đường chuẩn năng lượng

</div>
(49)<div class='page_container' data-page=49>

Hình 2. 28: Đường chuẩn năng lượng theo số kênh



Chuẩn độ phân giải

Tiếp theo, tiến hành chuẩn độ phân giải theo năng lượng cho detector: chọn
lệnh “Spectrum analysis/ Calibration/ FWHM calibration”.

Hình 2. 29: Chuẩn độ phân giải cho detector theo năng lượng

Ban đầu xuất hiện hộp thoại thông báo “có xung nhiễu trong phổ khơng?”, ta
chọn “No” và thực hiện các lệnh được miêu tả trong các hình dưới đây:

</div>
(50)<div class='page_container' data-page=50>

Hình 2. 30: Các hộp thoại trong chuẩn FWHM

Chọn lệnh “View/ Curver for the spectra/ FWHM” để xem đường cong độ 
phân giải năng lượng.

</div>
(51)<div class='page_container' data-page=51>

Hình 2. 32: Đường cong độ phân giải theo năng lượng 
Tiến hành lưu lại dạng đường cong chuẩn năng lượng:

</div>
(52)<div class='page_container' data-page=52>

2.2.3.2 . Phân tích phổ phong

Chọn lệnh “Spectrum analysis / analyze all peaks” để tiến hành phân 
tích tất cả các đỉnh trong phổ. Các bước tiến hành phân tích phổ phong được miêu
tả cụ thể bởi các hình dưới đây:

Hình 2. 34: Phân tích tất cả các đỉnh

</div>
(53)<div class='page_container' data-page=53>

Hình 2. 36: Lưu phổ phong đối với detector mà ta dùng để do

Hình 2. 37: Hộp thoại thông báo đã lưu phổ phong

Lưu ý: Phổ phong được ghi nhận bởi một detector chỉ cần được phân tích

</div>
(54)<div class='page_container' data-page=54>

2.2.4 Tính hiệu suất cho các nguồn

Ví dụ tính hiệu suất cho nguồn Eu-152 tại vị trí 15cm.

Bước 1: Edit/ seclect sample, chương trình hiển thị bảng như sau, chọn OK:

Hình 2. 38: Chọn nguồn phân tích

Bước 2. View/ Select spectrum of interest…,ở đây có 4 vị trí đo, mỗi dịng

</div>
(55)<div class='page_container' data-page=55>

Phổ Eu đã đo hiện thị trong k0-IAEA như hình sau:

Hình 2. 40: Phổ nguồn Eu_152 đã đo

Bước 3. Spectrum analysis\ perform peak seach 
Bước 4. Spectrum analysis \ Annalyze all peaks 
Bước 5. Spectrum analysis \ write peak areas to file…

Bước 6. Edit \ Interpret selected sample, chương trình sẽ tính tốn và hiện

lên cửa sổ sau.

</div>
(56)<div class='page_container' data-page=56>

Sau khi việc tính tốn hiệu suất ghi kết thúc, sẽ xuất hiện hộp thoại thơng báo
sau, chọn “OK”.

Hình 2. 42: Hộp thoại báo hoàn thành

Bước 7. View \ numerical results để xem kết quả, chương trình sẽ hiển thị

cửa sổ như sau.

Hình 2. 43: Kết quả của đường chuẩn hiệu suất

</div>
(57)<div class='page_container' data-page=57>

Bước 8. lưu vào thư viện permanent database

Hình 2. 44: Lưu kết quả vào thư viện permanent database

Bước 9. Chọn lệnh “Detector \ efficiency curves \ export actual point data to 
file” , để xuất dữ liệu đã tính tốn ra file dạng *.k0e.

</div>
(58)<div class='page_container' data-page=58>

Kết quả được hiện thị trong file *.k0e như sau:

</div>
(59)<div class='page_container' data-page=59>

Chương 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Kết quả xác định hiệu suất ghi của đầu dò theo khoảng cách

Sau khi tiến hành phân tích phổ bằng phần mềm k0_IAEA ta thu được phổ
phân bố độ cao xung tại các vị trí lần lượt từ 0cm, 5cm, 10cm, 15cm của các nguồn.
Sai số hiệu suất ghi của đầu dò được xác định bằng công thức truyền sai số sau:

σeff =

√σ

𝑁𝑝2

+ σ

𝐴2

+ σ

ε2
trong đó:

σε là sai số giữa độ lệch εɤ và εfit (hiệu suất trước và sau hiệu chuẩn)

σ

=

√

∑ (|ε𝑓𝑖𝑡−εɤ|
εɤ )
2
𝑘
𝑛
𝑛(𝑛−1)

σ𝑁𝑝 là sai số thống kê (diện tích đỉnh) được xác định bơi công thức

σ

=

√

∑ 𝜎𝑘 𝑁𝑝2
𝑛

𝑛(𝑛−1)

σ𝐴 là sai số hoạt độ nguồn được xác định bởi công thức

σ

=

𝑛

√∑ 𝜎

𝐴𝑖
2

Với 𝜎𝐴𝑖 là sai số hoạt độ của các nguồn Am241, Cd109, Co 57, Ba133, Cs 
137, Cs 137, Co 60, Eu152.

Kết quả tính hiệu suất ghi bằng Excel (với sai số hiệu suất ghi được tính từ
cơng thức truyền sai số trên) và phần mềm k0_IAEA tại bốn vị trí được biểu diễn
lần lượt sau đây:

(3.1)

(3.3)

</div>
(60)<div class='page_container' data-page=60>

Tại vị trí 0cm

Bảng 3. 1: Kết quả hiệu suất ghi được tính bởi Excel chư hiệu chính trùng phùng và phần mềm 
k0_IAEA tại vị trí cách detectoe 0 cm

Đồng vị E(keV)

Hoạt độ 
(Bq)

Hiệu suất 
(excell)

Sai số Sai

số(%)

Hiệu suất 
(k0_IAE

A)

Độ lệch

Am-241 59.54 417 1.531E-02 6.18E-04 4.04% - -

Cd-109 88.00 37000 3.445E-02 1.05E-03 3.05% 2.46E-02 28.59%

Co-57

122.06 37000 3.039E-02 1.08E-03 3.55% 3.81E-02 25.37%

136.47 37000 3.172E-02 9.57E-04 3.02% 3.87E-02 21.99%

Ba-133

276.40 37000 1.155E-01 3.51E-03 3.04% 2.44E-02 78.87%

302.85 37000 1.134E-01 3.41E-03 3.01% 2.25E-02 80.15%

356.01 37000 1.016E-01 3.05E-03 3.00% 1.98E-02 80.50%

383.85 37000 1.049E-01 3.16E-03 3.01% 1.88E-02 82.08%

Cs-137 661.66 9250 7.286E-02 2.19E-03 3.01% - -

Mn-54 834.85 37000 1.292E-02 3.90E-04 3.02% - -

Co-60 1173.20 37000 2.743E-02 8.26E-04 3.01% 7.42E-03 72.95%

Na-22 1274.50 37000 1.498E-02 4.53E-04 3.03% 7.99E-03 46.67%

</div>
(61)<div class='page_container' data-page=61>

Hình 3. 1: đồ thị đường cong hiệu suất tại vị trí cách detector 0 cm chưa hiệu chính hiệu ứng 
trùng phùng thực

Nhận xét: Tại vị trí 0cm, ảnh hưởng mạnh của hiệu ứng trùng phùng thực và trùng

phùng ngẫu nhiên và thời gian chết của hệ đo là 6%, nếu như chỉ tính toán chỉ sử
dụng k0-IAEA và Excel, hiệu suất thực nghiệm đều khơng chính xác. Vì vậy tại vị
trí 0cm phải hiệu chính hiệu ứng trùng phùng, các giá trị hiệu suất và đường cong
hiệu suất đã hiệu chính hiệu ứng trùng phùng thực như hình đưới đây.

Bảng 3. 2: Giá trị hiệu suất ghi thực nghiệm đã hiệu chính trùng phùng thực

Energy (keV) effp-corrected relative error

59.5409 1.57E-02 4.66%

88.0336 1.06E-01 3.05%

122.06 1.78E-01 3.55%

136.47 1.87E-01 3.02%

276.4 1.34E-01 3.04%

302.85 1.29E-01 3.01%

356.01 1.15E-01 3.00%

383.85 1.10E-01 3.01%

661.657 7.63E-02 3.01%

834.848 6.90E-02 3.02%

1173.228 4.85E-02 3.01%

1274.537 5.14E-02 3.03%

1332.492 4.43E-02 3.01%

.
-5.4
-4.9
-4.4
-3.9
-3.4
-2.9
-2.4
-1.9

-1.44.00000 4.50000 5.00000 5.50000 6.00000 6.50000 7.00000

</div>
(62)<div class='page_container' data-page=62>

Hình 3. 2: Đường cong hiệu hiệu suất tại vị trí 0 cm đã hiệu chính trùng phùng thực

Hình 3. 3: Giá trị hiệu suất tại vị trí 0 cm được ngoại suy từ vị trí 15 cm bằng phần mềm 
k0_IAEA

y = 0.0775x5- 2.4716x4+ 31.346x3- 197.69x2+ 619.52x - 772.61

-4.4

-3.9
-3.4
-2.9
-2.4
-1.9

-1.44.00000 4.50000 5.00000 5.50000 6.00000 6.50000 7.00000

ln(eff_pract
ical)

</div>
(63)<div class='page_container' data-page=63>

Hình 3. 4: Đường cong hiệu suất tại vị trí 0cm k0_IAEA

Tại vị trí 5cm

Bảng 3. 3: Kết quả hiệu suất ghi được tính bởi Excel và phần mềm k0_IAEA tại vị trí cách

detector 5 cm

Đồng vị E(keV) Hoạt độ

(Bq)

Hiệu suất 
(excell)

Sai số Sai

số(%)

Hiệu 
suất 
(k0_IA

EA)

Độ lệch

Am-241 59.54 417 4.896E-03 1.51E-04 3.09% - -

Cd-109 88.00 37000 2.388E-02 7.18E-04 3.00%

2.46E-02 3.00%

Co-57

122.06 37000 3.763E-02 1.13E-03 3.00%

3.81E-02 1.25%

136.47 37000 3.838E-02 1.16E-03 3.02%

3.87E-02 0.83%

Ba-133 276.40 37000 2.386E-02 7.19E-04 3.01%

</div>
(64)<div class='page_container' data-page=64>

302.85 37000 2.225E-02 6.69E-04 3.00%

2.25E-02 1.11%

356.01 37000 2.004E-02 6.01E-04 3.00%

1.98E-02 1.18%

383.85 37000 1.895E-02 5.84E-04 3.08%

1.88E-02 0.78%

Cs-137 661.66 9250 1.209E-02 3.63E-04 3.01% - -

Mn-54 834.85 37000 9.258E-03 2.79E-04 3.01% - -

Co-60 1173.20 37000 7.244E-03 8.26E-04 3.01%

7.42E-03 2.44%

Na-22 1274.50 37000 7.156E-03 4.53E-04 3.03%

7.99E-03 11.65%

Co-60 1332.50 37000 6.638E-03 7.48E-04 3.01%

6.68E-03 0.64%

Đường cong hiệu suất ghi tai vị trí 5 cm tính bằng phương pháp khớp bình phương
tối thiểu

y = 0.07798x5 -2.42304x4 +30.07249x3-186.330x2 + 575.4689x - 710.7338

-5.4
-4.9
-4.4
-3.9
-3.4

4.00000 4.50000 5.00000 5.50000 6.00000 6.50000 7.00000

ln(eff_practical)
ln(eff_fit)

ln(eff)

</div>
(65)<div class='page_container' data-page=65>

Hình 3. 6: Đường cong hiệu suất và đường cong đỉnh trên tổng cách detector 5 cm sử dụng 
k0_IAEA

Nhận xét: giá trị hiệu suất tại vị trí 5cm tính bằng phần mềm k0_IAEA và Excel là
phù hợp, độ lệch giữa các giá trị là nhỏ. Độ lệch hiệu suất tính cho nguồn 109Cd là 
3% và nguồn 22Na là 11.2%, nguyên nhân do diện tích đỉnh giữa hai chương trình 
k0_IAEA và chương trình Gamma vision có sự chênh lệch do hàm làm khớp khác
nhau, tuy nhiên các giá trị ghi nhận đều nằm trong khoảng sai số cho phép.

Tại vị trí 10cm

Bảng 3. 4: Kết quả hiệu suất ghi được tính bởi Excel và phần mềm k0_IAEA tại vị trí cách

detectoe 10 cm

Đồng vị E(keV)

Hoạt độ 
(Bq)

Hiệu suất 
(excell)

Sai số Sai

số(%)

Hiệu suất 
(k0_IAEA)

Độ lệch

Am-241 59.54 417 1.919E-03 6.20E-05 3.23% - -

Cd-109 88.00 37000 1.000E-02 3.13E-04 3.13% 9.99E-03 0.14%

</div>
(66)<div class='page_container' data-page=66>

136.47 37000 1.451E-02 4.50E-04 3.10% 1.43E-02 1.43%

Ba-133

276.40 37000 9.466E-03 2.86E-04 3.03% 9.68E-03 2.27%

302.85 37000 8.903E-03 2.68E-04 3.01% 8.94E-03 0.42%

356.01 37000 7.940E-03 2.41E-04 3.04% 7.95E-03 0.13%

383.85 37000 7.540E-03 2.28E-04 3.03% 7.53E-03 0.13%

Cs-137 661.66 9250 4.943E-03 1.56E-04 3.16% - -

Mn-54 834.85 37000 4.439E-03 1.34E-04 3.01% - -

Co-60 1173.20 37000 3.080E-03 9.32E-05 3.03% 3.10E-03 0.66%

Na-22 1274.50 37000 3.106E-03 9.33E-05 3.00% 3.29E-03 5.91%

Co-60 1332.50 37000 2.813E-03 8.61E-05 3.06% 2.84E-03 0.97%

Hình 3. 7: đồ thị đường cong hiệu suất tại vị trí cách detector 10 cm sử dụng Excel

y = 0.0921x5- 2.8613x4+ 35.401x3- 218.02x2+ 667.73x - 816.93

-6.5
-6
-5.5
-5
-4.5
-4

3.50000 4.00000 4.50000 5.00000 5.50000 6.00000 6.50000 7.00000 7.50000

ln

(e

ff

)

ln(Energy) (keV)

</div>
(67)<div class='page_container' data-page=67>

Hình 3. 8: Đường cong hiệu suất và đường cong đỉnh trên tổng cách detector 10 cm sử dụng 
k0_IAEA

Nhận xét: giá trị hiệu suất tại vị trí 10cm tính bằng phần mềm k0_IAEA và Excel là
phù hợp, độ lệch giữa các giá trị là nhỏ.

Tại vị trí 15cm

Bảng 3. 5: : Kết quả hiệu suất ghi được tính bởi Excel và phần mềm k0_IAEA tại vị trí cách

detector 15 cm

Đồng vị E(keV)

Hoạt độ 
(Bq)

Hiệu suất 
(excell)

Sai số Sai

số(%)

Hiệu suất

(k0_IAEA)

Độ lệch

Am-241 59.54 417 1.001E-03 3.20E-05 3.20% - -

Cd-109 88.00 37000 4.707E-03 1.42E-04 3.01% 4.85E-03 3.05%

Co-57

122.06 37000 6.856E-03 2.17E-04 3.16% 6.82E-03 0.52%

136.47 37000 7.115E-03 2.23E-04 3.13% 7.13E-03 0.21%

</div>
(68)<div class='page_container' data-page=68>

302.85 37000 4.344E-03 1.30E-04 3.00% 4.33E-03 0.32%

356.01 37000 3.879E-03 1.17E-04 3.01% 3.89E-03 0.29%

383.85 37000 3.668E-03 1.10E-04 3.01% 3.69E-03 0.60%

Cs-137 661.66 9250 2.514E-03 7.58E-05 3.01% - -

Mn-54 834.85 37000 2.303E-03 6.94E-05 3.01% - -

Co-60 1173.20 37000 1.580E-03 4.75E-05 3.01% 1.59E-03 0.60%

Na-22 1274.50 37000 1.648E-03 4.95E-05 3.00% 1.67E-03 1.32%

Co-60 1332.50 37000 1.446E-03 4.35E-05 3.01% 1.41E-03 2.49%

Hình 3. 9: đồ thị đường cong hiệu suất tại vị trí cách detector 15 cm sử dụng Excel

-7.5
-7
-6.5
-6
-5.5
-5
-4.5
-4

3.50000 4.00000 4.50000 5.00000 5.50000 6.00000 6.50000 7.00000 7.50000

ln

(e

ff

)

ln(Energy) (keV)

</div>
(69)<div class='page_container' data-page=69>

Hình 3. 10: Đường cong hiệu suất và đường cong đỉnh trên tổng cách detector 15 cm sử dụng 
k0_IAEA

Nhận xét: giá trị hiệu suất tại vị trí 15cm tính bằng phần mềm k0_IAEA và Excel là
phù hợp, độ lệch giữa các giá trị là nhỏ. Độ lệch hiệu suất tính cho nguồn 109Cd
khoảng 3% nguyên nhân do diện tích đỉnh giữa hai chương trình k0_IAEA và
chương trình Gamma vision có sự chênh lệch do hàm làm khớp khác nhau, tuy

nhiên các giá trị ghi nhận đều nằm trong khoảng sai số cho phép.

</div>
(70)<div class='page_container' data-page=70></div>
(71)<div class='page_container' data-page=71>

*Ngoại suy đường cong hiệu suất với k0_IAEA

Thay vì tiến hành đo hiệu suất tại vị trí khác nhau để xây dựng đường cong
hiệu suất tại mỗi vị trí đó, thì chương trình k0_IAEA cho phép ngoại suy đường
cong hiệu suất ghi cho các vị trí khác từ đường cong hiệu suất của một vị trí đã
được xây dựng sẵn. dưới đây là các hình ảnh biểu thị đường cong hiệu suất tại vị trí
cách detector 0 cm, 5 cm và 10 cm được ngoại suy từ vị trí cách detector 15 cm đo
bởi nguồn 152Eu và các nguồn chuẩn ở trên.

</div>
(72)<div class='page_container' data-page=72></div>
(73)<div class='page_container' data-page=73>

3.2 . Thảo luận kết quả đạt được

Đường cong hiệu suất tại vị trí 0 cm gần detector bị lệch nhiều do ảnh hưởng
bởi hiệu ứng trùng phùng đối với các nguồn phát nhiều năng lượng và thời gian chết
do hoạt độ nguồn cao đặt sát detector vì vậy tại vị trí 0cm, để tính chính xác hiệu
suất ghi phải phối hợp nhiều phương pháp khác nhau.

Tại các vị trí 5cm, 10cm, 15cm, ta thấy giá trị hiệu suất tính bằng excel và
k0-IAEA độ lệch nhỏ và phù hợp giữa hai phương pháp, kết quả nằm trong sai số
cho phép.

Với các nguồn 241Am, 137Cs, 54Mn là các nguồn đơn năng dùng trong tính
tốn tỉ số đỉnh trên tổng, phần mềm không tính hiệu suất đối với các đỉnh nguồn
đơn này.

Hiệu suất ghi của detector tăng dần trong khoảng từ 0 đến 136 keV, sau đó
giảm dần theo năng lượng. Đối vùng năng lượng gamma thấp có giá trị nhỏ hơn 136
keV, trước khi đi vào vùng hoạt của đầu dò (detector), các bức xạ này phải trải qua
quá trình tương tác đối với mơi trường bên ngồi cũng như vật liệu bên ngoài

detector là lớp vỏ nhôm và bề dày lớp chết… nên chúng dể dàng bị hấp thụ bởi các
vật liệu bên ngồi detector. Vì vậy hiệu suất ghi của detector trong dải năng lượng
này thấp và tăng dần khi năng lượng của bức xạ gamma tăng. Đối với các vùng
năng lượng gamma cao hơn 136 keV, thì xác suất chúng thoát khỏi vùng hoạt của
detector càng cao, nghĩa là xác suất ghi nhận năng lượng tia gamma trong vùng hoạt
của detector càng thấp làm cho hiệu suất ghi giảm khi năng lượng tăng lên.

</div>
(74)<div class='page_container' data-page=74>

KẾT LUẬN

Khóa luận đã giải quyết được các mục tiêu đặt ra ban đầu với các kết quả
chính như sau:

Đã nghiên cứu cài đặt, sử dụng và ứng dụng thành công chương trình
k0_IAEA để xây dựng đường cong hiệu suất ghi của đầu dò HPGe tại bốn vị trí
khác nhau là 0cm, 5cm, 10cm, 15cm.

Xây dựng được đường cong hiệu suất ghi từ các vị trí khác nhau bằng cách
ngoại suy sử dụng phần mềm k0_IAEA, nhằm tiết kiệm thời gian và cơng sức.

Có thể sử dụng k0-IAEA đồng thời phương pháp tính tốn bình thường, để
kiểm tra chéo kết quả tính tốn hiệu suất.

</div>
(75)<div class='page_container' data-page=75>

Tài liệu tham khảo

[1]. Trần Tuấn Anh, Xác định hiệu suất ghi của các hệ đo bức xạ, Viện nghiên cứu 
hạt nhân Đà Lạt, 2016.

[2]. Cao Đơng Vũ, Nghiên cứu, áp dụng chương trình k0-IAEAtrên lò phản ứng hạt 
nhân Đà Lạt, Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp cơ sở, Viện năng lượng nguyên tử 
Việt Nam, 2009.

[3]. Ngô Quang Huy, Cơ sở vật lý hạt nhân, nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, 
2006.

[4]. Trần Ái Khanh, Khảo sát hiệu suất của detector HPGe với hình học mẫu lớn 
bằng phương pháp Monte Carlo, Luận văn thạc sĩ, TP. Hồ Chí Minh (2008).

[5]. Mai Xuân Trung, Xử lý số liệu thực nghiệm, ĐH Đà Lạt, 2008.

[6]. Trần Thị Thuý Liên, Khảo sát các thông số của hệ phổ kế gamma với đầu dò 
bán dẫn Ge siêu tinh khiết (HPGe) GC2018, LVTN, 2006.

[7]. Đặng Nguyên Phương, Khảo sát đường cong hiệu suất của đầu dị HPGe bằng 
chương trình MCNP, LVTN, 2006

[8]. Anas M. Ababneh, Coincidence summing correction in HPGe gamma-ray 
spectrometry for Marinelli-beakers geometry using peak to tatal (P/T) calibration, 
Journal of Radiation Research and Applied Sciences 8, 2005.

[9] Germanium detector: User’s Manual, Canberra Industries, USA, 1995.

</div>
(76)<div class='page_container' data-page=76></div>

Khóa luận tốt nghiệp K37

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT </b>

<b>KHOA KỸ THUẬT HẠT NHÂN </b>

<b>NGUYỄN NHƯ HỔ </b>

<b>SỬ DỤNG PHẦN MỀM K0 – IAEA TRONG HIỆU CHUẨN ĐƯỜNG </b>

<b>CONG HIỆU SUẤT VÀ TÍNH TỐN HIỆU SUẤT THỰC NGHIỆM </b>

<b>BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG TỐI THIỂU CHO ĐẦU DO </b>

<b>BÁN DẪN HPGe </b>

<b>KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ KỸ THUẬT HẠT NHÂN </b>

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT </b>

<b>KHOA KỸ THUẬT HẠT NHÂN </b>

<b>NGUYỄN NHƯ HỔ – 1310526 </b>

<b>SỬ DỤNG PHẦN MỀM K0 – IAEA TRONG HIỆU CHUẨN ĐƯỜNG </b>

<b>CONG HIỆU SUẤT VÀ TÍNH TỐN HIỆU SUẤT THỰC NGHIỆM </b>

<b>BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG TỐI THIỂU CHO ĐẦU DO </b>

<b>BÁN DẪN HPGe </b>

<b>KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ KỸ THUẬT HẠT NHÂN </b>



<i><b> Mở đầu </b></i>

<b>Chương 1 – TỔNG QUAN </b>

1 − 𝑒

<sub>𝑑Ω =</sub>

[𝑒𝑥𝑝 (−

µ

𝑡

)](1 − 𝑒

<sub>)</sub>

∑

𝑎

(𝑙𝑛

)

<b>Chương 2 – THỰC NGHIỆM </b>

<i>b) Radionuclides </i>

<i><b>→ </b></i>

<i><b>→ </b></i>

<i><b>→ </b></i>

<i><b>→ </b></i>

<i><b><sub>→ </sub></b></i>

<i><b>→ </b></i>

<i><b>→ </b></i>



<b> Chuẩn năng lượng theo số kênh </b>



<b> Chuẩn độ phân giải </b>

<b>Chương 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN </b>

√σ

+ σ

+ σ

σ

=

√

σ

=

√

σ

=

√∑ 𝜎

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về