Nghiên cứu xác định hiệu suất của đầu dò bán dẫn đối với một số mẫu có dạng hình học khác nhau bằng phương pháp monte carlo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

`Lê

Kim Dung

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HIỆU SUẤT
CỦA ĐẦU DỊ BÁN DẪN ĐỐI VỚI MỘT SỐ
MẪU CĨ DẠNG HÌNH HỌC KHÁC NHAU
BẰNG PHƯƠNG PHÁP MONTE CARLO
Chuyên ngành: Vật lí nguyên tử
Mã số: 60440106

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. HOÀNG ĐỨC TÂM

Thành phố Hồ Chí Minh – 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan tồn bộ số liệu mơ phỏng, tính tốn hiệu suất từ phổ thực
nghiệm trong quá trình nghiên cứu để thực hiện luận văn này là do tôi thực hiện dưới
sự hướng dẫn của TS. Hồng Đức Tâm và chưa được cơng bố trong cơng trình nào
mà khơng có sự tham gia của tơi. Dữ liệu về phổ thực nghiệm, các số liệu về mẫu đo
sử dụng để thực hiện luận văn do ThS. Hồ Văn Doanh làm việc tại trung tâm Vật lý
và Điện tử hạt nhân, Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt cung cấp.
Tác giả luận văn

Lê Kim Dung


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập, nghiên cứu để hồn thành chương trình cao học chun
ngành Vật lí ngun tử tại trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh, tơi xin
chân thành cảm ơn Thầy hướng dẫn TS. Hồng Đức Tâm đã tận tâm, tận tình truyền
đạt cho tôi các kiến thức quý báu, phương pháp làm việc khoa học, niềm đam mê và
cảm hứng làm việc liên tục trong q trình tơi thực hiện luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn ThS. Hồ Văn Doanh, ThS. Huỳnh Đình Chương đã
giúp đỡ tơi những cơng đoạn vơ cùng cần thiết trong quá trình tiến hành tìm hiểu thực
nghiệm đề tài, xử lý và kiểm tra số liệu. Tôi xin cảm ơn quý thầy cô trong khoa Vật
lý Trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh đã giảng dạy kiến thức chuyên
môn, truyền cho tôi cảm hứng và sự đam mê trong công tác nghiên cứu khoa học. Tôi
gửi lời cảm ơn đến lãnh đạo trường Trung Học Phổ Thơng Chun Bình Long – Bình
Phước đã tạo điều kiện tối đa về thời gian để tôi có thể yên tâm học tập và nghiên cứu
để thực hiện luận văn.
Tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã ủng hộ và giúp đỡ để tơi n
tâm trong q trình học tập. Cảm ơn bạn Phạm Vũ Trân đã giúp đỡ và cùng tôi thảo
luận những khó khăn trong q trình thực hiện đề tài.


MỤC LỤC
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Danh mục các kí hiệu và các chữ viết tắt trong đề tài
Danh mục các bảng
Danh mục các hình ảnh và đồ thị
MỞ ĐẦU .................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ TƯƠNG TÁC CỦA PHOTON VỚI VẬT

CHẤT VÀ MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA ĐẦU DÒ BÁN
DẪN ........................................................................................... 8
1.1. Tương tác của photon với vật chất ..................................................... 8
1.1.1. Hiện tượng quang điện ........................................................... 9
1.1.2. Hiện tượng tán xạ Compton ................................................. 12
1.1.3. Hiện tượng tán xạ Rayleigh ................................................. 13
1.1.4. Hiện tượng tạo cặp ............................................................... 14
1.2. Một số đặc trưng của đầu dò bán dẫn ............................................... 15
1.2.1. Đầu dò bán dẫn..................................................................... 16
1.2.2. Hiệu suất ghi của đầu dò bán dẫn ........................................ 18
1.2.3. Độ phân giải 7

3,695

2,04

9,39

2,38

9,71

152

Eu

121,8

3,164

3,290

3,231

3,381

2,07

6,40

1,80

2,70

152

Eu

244,7

2,150

2,239

2,132

2,124

0,86

1,23

5,06

5,43

133

Ba

276,4

1,941

1,968

1,946

2,041

0,25

4,87

1,13

3,55

133

Ba

302,9

1,826

1,880

1,815

1,835

0,63

0,49

3,62

2,47

152

Eu

344,3

1,637

1,664

1,647

1,679

0,60

2,54

1,06

0,91

133

Ba

356,0

1,594

1,644

1,605

1,624

0,68

1,87

2,40

1,18

133

Ba

383,9

1,533

1,547

1,517

1,482

1,06

3,48

1,96

4,41

152

Eu

411,1

1,417

1,452

1,437

1,405

1,44

0,83

1,00

3,32

152

Eu

444,0

1,283

1,343

1,355

1,419

3,48

7,83

0,85

5,33

137

Cs

661,7

0,980

1,003

1,003

1,011

2,28

3,07

0,01

0,81

152

Eu

778,9

0,883

0,875

0,890

0,862

0,76

2,47

1,69

1,52

152

Eu

867,4

0,815

0,802

0,823

0,809

0,99

0,80

2,62

0,86

152

Eu

964,1

0,748

0,745

0,763

0,755

1,89

0,94

2,36

1,42

152

Eu

1085,8 0,684

0,663

0,700

0,687

2,33

0,44

5,23

3,39

152

Eu

1112,1 0,676

0,692

0,688

0,662

1,73

2,23

0,62

4,67

152

Eu

1408,0 0,566

0,574

0,580

0,553

2,31

2,42

0,97

3,82


PL19
Bảng PLF.2. Hiệu suất đỉnh hấp thụ năng lượng toàn phần đối với mẫu đo
hình học dạng trụ được xác định bằng MCNP5, ETNA, ANGLE tại khoảng
cách 10 cm, mẫu địa chất đặt nằm ngang (a) và thẳng đứng (a’) trong khai báo
MCNP5

Đồng
vị

Năng
lượng
(keV)

Hiệu suất đỉnh hấp thụ năng lượng toàn
phần p ( 10 2 )

RD1'

MCNP5

MCNP5

ANGLE

ETNA

(a)

(a’)

(b)

(c)

RD4'
RD2' RD3'

241

Am 59,5

1,108

1,054

1,049

1,180

5,53 6,16 0,41 10,72

133

Ba

80,9

1,158

1,146

1,186

1,286

2,32 9,92 3,39 10,91

152

Eu

121,8

1,097

1,130

1,129

1,207

2,88 9,16 0,08 6,39

152

Eu

244,7

0,781

0,759

0,774

0,795

0,99 1,67 1,84 4,43

133

Ba

276,4

0,712

0,687

0,711

0,765

0,21 6,96 3,58 3,83

133

Ba

302,9

0,674

0,656

0,666

0,690

1,20 2,44 1,44 4,99

152

Eu

344,3

0,615

0,621

0,607

0,635

1,32 3,14 2,41 2,10

133

Ba

356,0

0,592

0,602

0,592

0,615

0,04 3,75 1,66 2,11

133

Ba

383,9

0,555

0,568

0,561

0,562

1,11 1,26 1,28 1,12

152

Eu

411,1

0,503

0,525

0,533

0,534

5,57 5,77 1,51 1,71

152

Eu

444,0

0,491

0,507

0,504

0,540

2,41 9,08 0,59 6,28

137

Cs

661,7

0,372

0,383

0,377

0,389

1,25 4,30 1,62 1,52

152

Eu

778,9

0,335

0,338

0,336

0,333

0,27 0,66 0,62 1,56

152

Eu

867,4

0,308

0,308

0,312

0,313

1,16 1,61 1,23 1,68

152

Eu

964,1

0,288

0,292

0,289

0,293

0,56 1,78 0,96 0,27

152

Eu

1085,8 0,261

0,268

0,267

0,267

2,06 2,31 0,70 0,44

152

Eu

1112,1 0,260

0,267

0,262

0,258

0,89 0,87 1,81 3,63

152

Eu

1408,0 0,218

0,224

0,222

0,216

1,93 0,71 0,72 3,44


PL20
Bảng PLF.3. Hiệu suất đỉnh hấp thụ năng lượng toàn phần đối với mẫu đo
hình học dạng trụ được xác định bằng MCNP5, ETNA, ANGLE tại khoảng

cách 18 cm, mẫu địa chất đặt nằm ngang (a) và thẳng đứng (a’) trong khai báo
MCNP5

Đồng
vị

Năng
lượng
(keV)

Hiệu suất đỉnh hấp thụ năng lượng
toàn phần p ( 10 2 )

RD1'

MCNP5

MCNP5

ANGLE

ETNA

(a)

(a’)

(b)

(c)

RD2' RD3' RD4'

241

Am 59,5

0,395

0,367

0,377

0,417

4,87 5,29

133

Ba

80,9

0,410

0,417

0,426

0,458

3,72 10,45 2,11 8,95

152

Eu

121,8

0,394

0,411

0,408

0,439

3,44 10,28 0,74 6,40

152

Eu

244,7

0,292

0,300

0,286

0,300

1,87 2,79

4,82 0,03

133

Ba

276,4

0,268

0,274

0,264

0,290

1,44 7,49

3,73 5,41

133

Ba

302,9

0,249

0,261

0,248

0,262

0,32 4,96

5,03 0,49

152

Eu

344,3

0,229

0,234

0,227

0,242

1,03 5,13

2,85 3,42

133

Ba

356,0

0,225

0,231

0,222

0,235

1,49 4,07

3,93 1,77

133

Ba

383,9

0,210

0,214

0,211

0,215

0,12 2,11

1,78 0,25

152

Eu

411,1

0,199

0,195

0,200

0,205

0,67 2,69

2,62 4,60

152

Eu

444,0

0,204

0,204

0,190

0,207

7,65 1,57

7,65 1,57

137

Cs

661,7

0,143

0,147

0,143

0,151

0,38 5,31

2,96 2,14

152

Eu

778,9

0,127

0,130

0,128

0,129

1,17 2,19

1,55 0,51

152

Eu

867,4

0,114

0,118

0,119

0,122

3,78 6,09

0,70 3,08

152

Eu

964,1

0,110

0,114

0,111

0,114

0,45 3,58

3,25 0,00

152

Eu

1085,8

0,101

0,104

0,102

0,105

0,99 3,22

1,68 0,61

152

Eu

1112,1

0,098

0,100

0,101

0,101

2,53 2,53

1,30 1,30

152

Eu

1408,0

0,085

0,086

0,086

0,085

0,72 0,08

0,64 1,29

2,62 12,06