báo cáo khảo sát đường cong hiệu suất của đầu dò hpge gc3520 bằng mô phỏng geant4

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ – VẬT LÝ KỸ THUẬT BỘ MÔN VẬT LÝ HẠT NHÂN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: KHẢO SÁT ĐƯỜNG CONG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ – VẬT LÝ KỸ THUẬT

BỘ MÔN VẬT LÝ HẠT NHÂN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Đề tài:

KHẢO SÁT ĐƯỜNG CONG HIỆU SUẤT CỦA ĐẦU DÕ

HPGe GC3520 BẰNG MÔ PHỎNG GEANT4

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Vân GVHD: ThS Lưu Đặng Hoàng Oanh GVPB: TS Lê Bảo Trân

NỘI DUNG

Cơ sở lý thuyết

Chương trình mô phỏng Geant4

và mô hình hệ đo gamma Kết quả

Kết luận và kiến nghị

1

2

3

ĐẶC TRƯNG CỦA ĐẦU DÒ BÁN DẪN

GERMANIUM

Lớp N + Lớp P +

Hình 1 Tiết diện ngang của đầu dò Ge

đồng trục

Hình 2 Hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phần

của đầu dò đồng trục (loại p) và đồng trục đảo

cực (loại n)

 Độ phân giải cao

 Phân tích phổ gamma phức tạp có nhiều đỉnh năng lượng

dò Hiệu suất tuyệt đối

Hiệu suất nội

Hiệu suất toàn phần

Hiệu suất đỉnh peak

CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG GEANT4

CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG GEANT4

Hình 3 Sơ đồ cấu tạo một chương trình Geant4

CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG GEANT4

Hình 4 Sơ đồ hệ gamma GC3520 mô phỏng bằng Geant4

CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG GEANT4

Hình 5 Sơ đồ mặt cắt dọc buồng chì, đầu dò, giá đo và nguồn

vẽ bằng Geant4

10

CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG GEANT4

Hình 6 Mặt cắt của đầu dò GC3520 bằng mô phỏng Geant4

Tinh thể Germanium Đường kính ngoài: 61,28 mm Chiều cao: 49,46 mm

Đường kính hốc: 7,5 mm Chiều sâu hốc: 23 mm

HIỆU SUẤT MÔ PHỎNG

Bảng 1 Hiệu suất đỉnh của detector ở từng vị trí đối với các nguồn và

sai số tương ứng trong mô phỏng

Hình 6 Đường cong hiệu suất mô phỏng ở các khoảng cách

Bảng 2 Sai lệch giữa hiệu suất mô phỏng và hiệu suất thực nghiệm ở

Hình 7 So sánh đường cong hiệu suất mô phỏng và thực nghiệm

SO SÁNH GIỮA THỰC NGHIỆM VỚI MÔ PHỎNG

Bảng 3 Sai lệch giữa hiệu suất mô phỏng và hiệu suất thực nghiệm ở

Hình 8 So sánh đường cong hiệu suất mô phỏng và thực nghiệm

tại vị trí cách mặt đầu dò 20 cm

Bảng 4 Sai lệch giữa hiệu suất mô phỏng và hiệu suất thực nghiệm ở

vị trí cách mặt đầu dò 25 cm

SO SÁNH GIỮA THỰC NGHIỆM VỚI MÔ PHỎNG

Hình 9 So sánh đường cong hiệu suất mô phỏng và thực nghiệm

NHẬN XÉT KẾT QUẢ

 Phù hợp với thực nghiệm tại các vị trí 15 cm, 20 cm

và 25 cm ở cả vùng năng lượng thấp và cao

 Vùng năng lượng cao sai lệch tương đối ít

 Đối với nguồn 109Cd có năng lượng 88,04 keV có sự sai lệch khá lớn, giá trị nằm trong khoảng từ 6,4 – 7,3 %

KẾT LUẬN

 Thiết lập được đường cong hiệu suất theo khoảng cách đối với dạng nguồn trụ nhỏ

 Khảo sát được sự ảnh hưởng của yếu

tố khoảng cách từ nguồn đến đầu dò lên đường cong hiệu suất

KIẾN NGHỊ

 Khảo sát đường cong hiệu suất tại nhiều vị trí khác nữa

 Khảo sát những yếu tố khác ảnh hưởng đến hiệu suất đầu dò

 Nghiên cứu và đánh giá những nguyên nhân dẫn đến sai khác trong quá trình mô phỏng đối với lý thuyết và thực nghiệm

23

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt:

[1] Vũ Ngọc Ba (2012), Nghiên cứu ảnh hưởng tán xạ thứ cấp đến hiệu suất tổng bằng chương trình

MCNP và thực nghiệm, Khóa luận tốt nghiệp, Trường ĐHKHTN – TPHCM

[2] Trần Phong Dũng, Châu Văn Tạo, Nguyễn Hải Dương (2005), Phương pháp ghi bức xạ ion hóa,

NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM

[3] Nguyễn Xuân Hải (2011), Đầu dò bán dẫn và ứng dụng, Viện Năng Lượng Nguyên Tử Việt Nam

Trung Tâm Đào Tạo Hạt Nhân – Hà Nội

…

Tiếng nước ngoài:

[8] Certificate of CaliBration Gamma Standard Soure (2013), Eckert & Ziegler, Isotope Products, USA

[9] Lynx™ Digital Signal Analyzer (2008), Application Note, Canberra Industries, USA

[10] Geant4 Collaboration (2012), Geant4 User’s Guide for Application Developers, Version Geant4

9.6

…

CẢM ƠN SỰ CHÚ Ý LẮNG NGHE CỦA QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN!

Hấp thụ quang điện

Ký hiệu các góc trong tán xạ Compton

Hiệu ứng tạo cặp

Tán xạ Rayleigh