xác định hoạt độ của các đồng vị phóng xạ trong mẫu moss – soil và spiked water bằng hệ phổ kế gamma phông thấp cho bài toán so sánh quốc tế của iaea

M ục tiêu:Phân tích hoạt độ của các đồng vị phóng xạ của mẫu Spiked-water - Xây dựng đường cong hiệu suất của detector HPGe theo năng lượng đối với mẫu có dạng hình trụ trong vùng từ nă

B Ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ

TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH

1 ThS Hoàng Đức Tâm, chủ nhiệm đề tài

2 ThS Trần Thiện Thanh, Khoa Vật lý và Vật lý kỹ thuật, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh

MỤC LỤC

DANH SÁCH NH ỮNG NGƯỜI THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ TÀI VÀ

ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH 1

MỤC LỤC 2

TÓM T ẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3

SUMMARY 5

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THỰC NGHIỆM 6

1.1 Các phương pháp xác định hoạt độ phóng xạ mẫu môi trường [3] 6

1.1.1 Phương pháp tương đối 6

1.1.2 Phương pháp tuyệt đối 7

1.2 Hi ệu chỉnh hiệu ứng tự hấp thụ [2] 10

1.3 Phương pháp thực nghiệm xác định hiệu suất ghi của detector đối với m ẫu dạng hình trụ 12

1.4 Th ực nghiệm 13

1.4.1 Chuẩn bị mẫu chuẩn 13

1.4.2 Chuẩn bị mẫu đo 14

1.4.3 Hệ phổ kế gamma 15

1.4.4 Xử lí phổ 17

CHƯƠNG 2: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 19

2.1 Hi ệu suất ghi nhận của detector đối với mẫu khối dạng hình trụ 19

2.2 Hi ệu chỉnh hiệu ứng tự hấp thụ 20

2.2.1 Hiệu chỉnh cho mẫu Moss-soil 21

2.2.2 Hiệu chỉnh cho mẫu Spiked-water 21

2.3 Ho ạt độ và hoạt độ riêng của mẫu Moss-soil 22

2.4 Ho ạt độ và hoạt độ riêng của mẫu Spiked-water 1, 2 và 3 25

2.5 Nh ận xét 30

K ẾT LUẬN 31

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 32

PH Ụ LỤC 33

TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

Tên đề tài:

XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ CỦA CÁC ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ TRONG MẪU MOSS – SOIL VÀ SPIKED-WATER B ẰNG HỆ PHỔ KẾ GAMMA PHÔNG TH ẤP CHO BÀI TOÁN SO SÁNH QUỐC TẾ CỦA IAEA

Mã số: CS.2011.19.53

Chủ nhiệm đề tài: ThS Hoàng Đức Tâm Tel: 0909598871

E-mail: hoangductam@hcmup.edu.vn

Cơ quan chủ trì đề tài : Khoa Vật lí, Trường Đại học Sư phạm TP.HCM

Cơ quan và cá nhân phối hợp thực hiện : Phòng thí nghiệm vật lý hạt nhân – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Việt Nam

Thời gian thực hiện: 04/2011 – 04/2012

1 M ục tiêu:Phân tích hoạt độ của các đồng vị phóng xạ của mẫu Spiked-water

- Xây dựng đường cong hiệu suất của detector HPGe theo năng lượng đối

với mẫu có dạng hình trụ trong vùng từ năng lượng từ 46,54keV đến 1847,42keV

- Tính toán hệ số hiệu chỉnh sự suy giảm tuyến tính đối với các mẫu soil và Spiked-water

Moss Tính toán hoạt độ riêng của các đồng vị phóng xạ của mẫu Spiked-water

Moss-soil bao gồm 40K, 60Co, 65Zn, 134Cs, 137Cs, 208Tl, 210Pb, 214Pb, 214Bi,

226

Ra, 228Ac, 234Th và 241Am

- So sánh kết quả tính toán của đề tài và kết quả công bố của IAEA

3 K ết quả chính đạt được (khoa học, ứng dụng, đào tạo, kinh tế-xã hội)

- Đã xác định được hoạt độ của các đồng vị phóng xạ có trong mẫu soil và Spiked-water

Moss Đề tài đã hướng dẫn thành công một luận văn tốt nghiệp đại học của sinh viên

- Kết quả tính toán hiệu chỉnh sự tự hấp thụ (một phần của đề tài) đã được báo cáo tại hội nghị Vật lý hạt nhân, Vật lý năng lượng cao và vật lý thiên văn toàn quốc tại Hà nội Kết quả này cũng được đăng trong Proceedings

of the topical conference on nuclear physics, high energy physics and astrophysics (Science and technics publishing house - 2010) (Phụ lục)

- Ngoài ra, kết quả về việc xây dựng đường cong hiệu suất trong vùng năng lượng từ 81.0keV – 1764.5keV đã được đăng trong tạp chí khoa học tự nhiên của Trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh (Phụ lục)

SUMMARY

Project Title: Determination of specific activity of radionuclides in Moss-soil and Spiked-water using HPGe Spectrometry System for the Worldwide Open Proficiency Test of IAEA

Code number: CS.2011.19.53

Coordinator: MSc Hoang Duc Tam

Implementing Institution: Faculty of Physics, Ho Chi Minh City University of Pedagogy

Cooperating Institution(s): Faculty of Physics and Engineering Physics, Ho Chi Minh City Univercity of Science, Vietnam National University

Duration: from April-2011 to April-2012

1 Objectives: Determination of specific activity of radionuclides : 54Mn, 57Co,

60

Co, 65Zn, 134Cs, 137Cs, 133Ba and 152Eu (Moss-soil sample) and 40K, 60Co,

65Zn, 134Cs, 137Cs, 208Tl, 210Pb, 214Pb, 214Bi, 226Ra, 228Ac, 234Th and 241Am (Spiked-water samples)

2 Main contents:

- Forming the curve of efficiency of HPGe detector versus energies

- Calculation of the linear absorbed factors

- Analysis of experimental data

- Determination of specific activity of radionuclides : 54Mn, 57Co, 60Co,

65

Zn, 134Cs, 137Cs, 133Ba and 152Eu (Moss-soil sample) and 40K, 60Co,

65Zn, 134Cs, 137Cs, 208Tl, 210Pb, 214Pb, 214Bi, 226Ra, 228Ac, 234Th and 241Am (Spiked-water samples)

3 Results obtained:

Results of specific activity of radionuclides in Moss-soil and Spiked-water Samples

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THỰC NGHIỆM

1.1 Các phương pháp xác định hoạt độ phóng xạ mẫu môi trường [3]

Trong xác định hoạt độ phóng xạ mẫu môi trường, hai phương pháp thường được sử dụng

 Phương pháp tương đối: mẫu cần đo được đo cùng dạng hình học với

mẫu chuẩn Tỉ số của diện tích đỉnh tương ứng với nguyên tố quan tâm trong hai phổ dùng để tính hoạt độ phóng xạ

 Phương pháp tuyệt đối: dùng đường cong hiệu suất để xác định trực

tiếp hoạt độ phóng xạ

Mục đích của việc phân tích phổ gamma của các mẫu môi trường là để xác định hoạt độ riêng của các nhân phóng xạ phát tia gamma và sai số của kết quả Phương pháp này thường được áp dụng cho các mẫu môi trường Các phép đo phổ gamma gần đây được xem là phương pháp phân tích đa nhân chủ yếu dựa vào việc

sử dụng detector bán dẫn có độ phân giải cao như detector phẳng, đồng trục hoặc

1.1.1 Phương pháp tương đối

Một trong những ưu điểm của phương pháp tương đối là không cần phải có

những số liệu hạt nhân và thông số thực nghiệm như trong phương pháp tuyệt đối

Do đó, công việc trở nên đơn giản hơn và sai số phân tích chủ yếu phụ thuộc vào sai

số của hàm lượng mẫu chuẩn và sai số thống kê Các nguồn sai số này có thể giảm

hoặc khống chế được Cần sử dụng các mẫu chuẩn giống với mẫu phân tích về hàm lượng, về chất nền và sự phân bố đồng đều của các nguyên tố ở trong mẫu để tăng

5 1 5

(1.1)

Do các mẫu đo được đem đo ở cùng hệ phổ kế gamma nên εm = εc, K4m = K4c

Số đếm được tính tại đỉnh năng lượng của cùng một đồng vị nên Iγm = Iγc Nếu đồng

vị mà chúng ta quan tâm có chu kì bán rã lớn trong khi thời gian đo mẫu nhỏ (thường khoảng vài ngày), khi đó xem như K1m = K1c = 1 và K2m = K2c = 1 Ngoài

ra, mẫu chuẩn và mẫu đo có chứa cùng một nhân phóng xạ nên K5m = K5c = 1

Từ đó chúng ta có công thức tính hoạt độ đồng vị phóng xạ theo phương pháp tương đối như sau:

 Am, Ac là hoạt độ đồng vị phóng xạ của mẫu đo và mẫu chuẩn

 Nm, Nc là số đếm đã trừ phông của mẫu đo và mẫu chuẩn tại đỉnh năng lượng của đồng vị cần phân tích

 mm, mc là khối lượng của mẫu đo và mẫu chuẩn

 tm, tc là thời gian đo mẫu đo và mẫu chuẩn

Phương pháp tương đối cho kết quả với độ chính xác cao nhưng việc làm mẫu chuẩn đòi hỏi mất nhiều thời gian và công sức Và càng khó khăn, tốn kém hơn khi

phải chuẩn bị một loạt những mẫu chuẩn với những hoạt độ xác định để đo kèm với

mẫu cần xác định hoạt độ Do đó, nếu trong một phạm vi sai số cho phép thì phương pháp tuyệt đối - tính hoạt độ dựa vào đường cong hiệu suất - là một phương pháp tương đối hiệu quả, kinh tế và dễ thực hiện

1.1.2 Phương pháp tuyệt đối

Đây chính là phương pháp được sử dụng trong đề tài.Trong phương pháp này,

việc xác định hoạt độ chủ yếu dựa vào hiệu suất bức xạ phát ra từ mẫu chuẩn của detector

Hoạt độ riêng của nhân phóng xạ phát gamma có trong mẫu được tính theo

ức sau:

5 1

 ε là hiệu suất ghi tại đỉnh năng lượng quan tâm

 Iγ là xác suất phát tia gamma tại đỉnh năng lượng quan tâm

 m (kg) là khối lượng mẫu

 N là diện tích đỉnh thực được hiệu chỉnh từ đỉnh năng lượng quan tâm và được cho bởi công thức :

 NS là diện tích đỉnh thực trong phổ của mẫu đo

 Nb là diện tích đỉnh thực tương ứng trong phổ của phông

 ts (s) là thời gian đo mẫu

 tb (s) là thời gian đo phông

C1 là hệ số hiệu chỉnh sự phân rã phóng xạ từ lúc mẫu được tạo ra đến khi bắt đầu đo

2 1

vớiΔt là thời gian từ lúc mẫu được tạo ra đến lúc bắt đầu đo và TR là thời gian bán

rã của nhân phóng xạ Nếu Δt≪ TR thì C1=1

C2 là hệ số hiệu chỉnh phân rã phóng xạ trong khi đo

T

ln t (1.6)

với t là thời gian đo mẫu Nếu t ≪ TR thì C2 = 1

C là hệ số hiệu chỉnh đối với sự mất mát xung do lấy tổng ngẫu nhiên

C3 e2Rt

(1.7)

vớiτ là độ phân giải thời gian của hệ đo và R là tốc độ đếm trung bình Đối với

tốc độ đếm chậm, hệ số hiệu chỉnh này được lấy là 1

C4 là hệ số hiệu chỉnh trùng phùng cho nhân phân rã xuyên qua tầng phát photon liên tiếp Nếu nhân không phát gamma theo dạng tầng thì C4= 1 Cũng như

nếu mẫu chuẩn và mẫu đo chứa cùng nhân phóng xạ thì không cần có sự hiệu chỉnh này (C4= 1) Hệ số hiệu chỉnh C4 đối với năng lượng E của nhân phóng xạ phát phóng xạ thành tầng được định nghĩa là tỉ số giữa hiệu suất biểu kiến εp(E) và hiệu

suất đỉnh năng lượng toàn phần ε(E) tại cùng một đỉnh năng lượng có được từ đường cong năng lượng đo với nhân phát photon đơn:

Trong phạm vi của đề tài này, các đối tượng cần xác định hoạt độ là các đồng

vị phóng xạ có trong các mẫu Moss-soil và Spiked-water Để xác định được hoạt độ này thì cần phải xây dựng được đường cong hiệu suất, tuy nhiên mẫu chuẩn mà chúng tôi sử dụng là mẫu RGU-1 [8] và nhìn chung thì mẫu chuẩn này có matrix

mẫu không giống như mẫu cần đo (Moss-soil và Spiked-water) Chính sự khác nhau này dẫn đến yêu cầu cần phải hiệu chỉnh hiệu ứng tự hấp thụ Trong phần sau, chúng tôi sẽ đề cập đến sự hiệu chỉnh về hiệu ứng tự hấp thụ này

Việc xác định sai số được thực hiện bằng cách áp dụng công thức tính sai số như sau:

N m I

A A

g g

e e

RGU-1 có các đồng vị phát ra các đỉnh năng lượng trong phạm vi năng lượng từ 46,54keV đến 1847,42keV

Trong đề tài này, khi xác định hoạt độ riêng của các đồng vị phóng xạ, chúng tôi chỉ hiệu chỉnh hai hiệu ứng là hiệu ứng tự hấp thụ và hiệu chỉnh thời gian phân rã.Nguyên nhân của việc hiệu chỉnh này là chúng tôi đưa các kết quả của việc xác định hoạt độ về cùng thời gian với thời gian mà IAEA [5] công bố hoạt độ để so sánh các kết quả của chúng tôi xác định và kết quả của IAEA Như vậy, với việc

hiệu chỉnh hai hiệu ứng trên, công thức xác định hoạt độ được tính như sau

1 5

1

 N

A I m C Cg

i i

A / u A

/ u (1.10)

và sai số phép đo được tính theo công thức

2 1

11

u

/ u (1.11)

ở đây, A i là hoạt độ phóng xạ tính từ đỉnh năng lượng thứ i, u i là sai số của A i

Mẫu Moss-soil và Spiked-water mà chúng tôi cần xác định hoạt độ, có rất nhiều đồng vị phát ra các đỉnh năng lượng khác nhau Do vậy việc xác định hoạt độ được chúng tôi sử dụng các công thức 1.10 và 1.11

1.2 Hi ệu chỉnh hiệu ứng tự hấp thụ [2]

Như đã đề cập trong phần trước, hiệu chỉnh hiệu ứng tự hấp thụ là việc làm

cần thiết nhằm nâng cao độ chính xác của kết quả xác định hoạt độ do sự khác nhau

của matrix mẫu chuẩn và matrix mẫu cần đo

Hệ số hiệu chỉnh được xác định theo công thức sau:

( ) ( )

Hình 1.1.B ố trí thí nghiệm để đo hệ số suy giảm tuyến tính và hệ số suy giảm khối

Bố trí thí nghiệm trong phương pháp truyền qua nhằm xác định hệ suy giảm tuyến tính bao gồm: nguồn phóng xạ, giá đỡ nguồn, mẫu và bộ chuẩn trực bằng chì (collimator) Để thu được chùm tia gamma song song phát ra từ nguồn, chúng tôi sử

dụng hai collimator: một được đặt giữa nguồn phóng xạ và hộp chứa mẫu, cái còn

lại được đặt giữa hộp chứa mẫu và detector Bề dày của detector phải đủ lớn để có

thể hấp thụ được 98,2% photon năng lượng cao nhất

Để xác định được hệ số suy giảm tuyến tính ứng với các giá trị năng lượng dưới 2MeV, chúng tôi sử dụng mẫu chuẩn có chứa các đồng vị phóng xạ 226

Ra và

133Ba với các đỉnh năng lượng phân bố đều từ 46,54 keV đến 1847,42 keV

Công thức xác định hệ số suy giảm tuyến tính:

ở đây, N0(E) và N(E) là số đếm thực của tương ứng với năng lượng E đối với hộp

Trong đề tài này, do cần phân tích nhiều đồng vị phóng xạ có trong mẫu, việc

sử dụng phương pháp tương đối mặc dù cho kết quả tốt hơn như đã đề cập ở trên nhưng lại cần rất nhiều mẫu chuẩn Do vậy để xác định hoạt độ phóng xạ của các đồng vị phóng xạ có trong mẫu Moss-soil và Spiked-water, chúng tôi sử dụng phương pháp tuyệt đối Một trong những yêu cầu của phương pháp này là cần phải xây dựng đường cong hiệu suất ghi của detector tương ứng với các đỉnh năng lượng phát ra từ các đồng vị có trong mẫu và ứng với mẫu có dạng hình học nhất định

Phổ gamma được ghi nhận bằng chương trình thu nhận phổ Maestro-32 và quá trình xử lý phổ chúng tôi sử dụng chương trình Genie-2000 Thời gian đo mẫu là 259200s (3 ngày).Như vậy, trong công thức tính hoạt độ phóng xạ, ngoại trừ phải xác định hiệu suất ghi nhận của detector, các đại lượng còn lại đều có thể thu thập được từ chương trình ghi nhận và xử lí phổ

Nhiệm vụ tiếp theo là xây dựng hàm hiệu suất ghi nhận của detector theo năng lượng ứng với mẫu có dạng hình trụ (dạng hình học này không thay đổi trong suốt quá trình thực nghiệm) Nhiều công trình trước đây đã chỉ ra rằng hiệu suất ghi nhận

của detector phụ thuộc chủ yếu vào hai yếu tố: năng lượng và hình học đo

Trong đề tài này chúng tôi sử dụng một hình học mẫu dạng trụ và tiến hành xây dựng đường cong hiệu suất theo năng lượng

Việc xây dựng đường cong hiệu suất theo năng lượng được tiến hành qua các bước sau:

 Sử dụng hệ phổ kế gamma phông thấp để xác định hiệu suất ghi của detector đối với các đỉnh năng lượng có trong mẫu chuẩn RGU-1 (từ 46,54 keV đến 1847,42 keV)

 Từ các số liệu về hiệu suất ghi của detector, tiến hành làm khớp bộ số liệu

đo được bằng chương trình khớp hàm EEFGIE với hàm làm khớp sau:

E (keV) : Năng lượng

Sau khi đã có được hàm khớp, việc tính toán hiệu suất ghi của các đỉnh năng lượng

của các đồng vị trong mẫu Moss-soil và Spiked-water phát ra được tính bằng cách thay

từng giá trị năng lượng vào sẽ được hiệu suất ghi nhận của detector tương ứng

Khi đã có các giá trị hiệu suất ghi nhận của detector đối với các đỉnh năng lượng phát ra từ mẫu Moss-soil và các giá trị N, Iγ, t chúng tôi tính được hoạt độ phóng xạ (Bq) của các đồng vị có mặt trong mẫu Moss-soil Hoạt độ phóng xạ riêng (Am) được tính như sau:

m

A A m

=

(1.14) trong đó:

 A: hoạt độ phóng xạ (Bq)

 m: khối lượng mẫu (kg)

1.4 Th ực nghiệm

1.4.1 Chu ẩn bị mẫu chuẩn

RGU-1 (mẫu đất) được chúng tôi chọn làm mẫu chuẩn trong việc xây dựng đường cong hiệu suất do trong mẫu này gồm nhiều đồng vị phát ra nhiều đỉnh năng lượng từ 46,54keV đến 1847,42keV đáp ứng đủ cho việc phân tích hoạt độ các đồng

75mm

vị phóng xạ có trong mẫu Moss-soil và Spiked-water Mẫu RGU-1 được đóng vào

hộp nhựa dạng trụ với kích thước như hình 1.2 bên dưới

Hình 1.2.Mô hình hộp đựng mẫu chuẩn RGU-1, mẫu Moss-soil và Spiked-water

Bảng 1.1 bên dưới trình bày các thông tin về mẫu RGU-1 Các thông tin về mẫu được chứng thực trong [8]

B ảng 1-1.Thông tin về hoạt độ phóng xạ (Bq/kg) của mẫu RGU-1

1.4.2 Chu ẩn bị mẫu đo

Mục đích của đề tài này là xác định hoạt độ của các đồng vị phóng xạ trong

mẫu soil (mẫu rong rêu) và các mẫu Spiked 1, 2, 3 (Mẫu nước) Mẫu soil được lấy tại địa điểm ở hình bên dưới

Moss-Hình 1.3 Địa điểm lấy mẫu Moss -soil

Mẫu Moss-soil và Spiked-waterđược cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế IAEA gửi cho 300 phòng thí nghiệm trên toàn thế giới trong đó có phòng thí nghiệm vật lí hạt nhân của trường Đại Học Khoa học Tự nhiên Việc xác định hoạt

độ này được kết hợp giữa hai phòng thí nghiệm vật lí hạt nhân của trường Đại Học

Sư phạm Tp.HCM và trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp.HCM

Mẫu Moss-soil là loại mẫu rong rêu được thu thập tại vùng tây bắc của Hungary Vị trí lấy mẫu có thể xem trong hình 1.3

B ảng 1-2.Thông tin về mẫu Moss-soil và spiked-water

bị như tiền khuếch đại, khuếch đại, bộ biến đổi tương tự xung thành số, máy phân tích biên độ đa kênh, máy tính và buồng chì che chắn phông môi trường ảnh hưởng lên đầu dò và nguồn

Hình 1.4.Hệ phổ kế gamma phông thấp của Trường ĐHSP Tp.HCM

Thông số kỹ thuật : Hệ phổ kế gamma phông thấp (sử dụng detector đồng trục

loại p)

 Model detector : GEM 15P4

 Hiệu suất ghi : 15%

 Độ phân giải tại 1,33 MeV của Co-60 : 1,8 KeV

1.4.4 X ử lí phổ

Trong quá trình xử lí phổ chúng ta cần chú ý đến phông và đỉnh bức xạ ghi

nhận được

 Phông t ại đỉnh: Mỗi đỉnh phổ đều có sự đóng góp tại đỉnh đó Do đó khi

tính toán để thu được kết quả chính xác về diện tích đỉnh, chúng ta cần phải

trừ phông

 Di ện tích đỉnh: Phổ gamma đặc trưng thu được trên hệ MCA có dạng

phân bố Gauss, tổng số đếm các kênh nằm trong giới hạn của đỉnh phổ Gauss được gọi là diện tích đỉnh phổ

Trong quá trình đo chúng tôi sử dụng hai chương trình xử lí phổ Gamma đó là

phần mềm xử lí phổ Maestro – 32 của trường Đại học Sư phạm Tp.HCM và phần

mềm xử lí phổ Genie – 2000

 Chương trình thu nhận phổ Maestro – 32

Maestro-32 là một chương trình thu nhận và xử lí phổ đo gamma đi kèm với

hệ phổ kế gamma của hãng ORTEC Giao diện chính của chương trình như trong hình sau:

Hình 1.5.Thu nhận phổ bằng chương trình Maestro-32

Chương trình xử lí phổ Genie – 2000

CHƯƠNG 2: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

2.1 Hi ệu suất ghi nhận của detector đối với mẫu khối dạng hình trụ

Mẫu chuẩn RGU – 1 phát ra các đỉnh năng lượng trong phạm vi từ 46,54 keV đến 1847,42 keV Ứng với mỗi giá trị năng lượng này sẽ có một hiệu suất ghi tương ứng của detector.Các giá trị về hiệu suất ghi nhận của detector đối với các đỉnh năng lượng phát ra trong mẫu RGU – 1 được thể hiện trong bảng 2.1

B ảng 2-1.Hiệu suất của detector tại các đỉnh năng lượng từ 46,54 keV đến 1847,42

keV của mẫu chuẩn RGU-1

Năng lượng (keV) Hi ệu suất Sai s ố của hiệu suất

a 4 – 165,22

Hình 2.1 bên dưới trình bày các giá trị thực nghiệm và đường cong hiệu suất

Hình 2.1.Đường cong hiệu suất của detector theo năng lượng đối với mẫu khối hình

trụ

2.2 Hiệu chỉnh hiệu ứng tự hấp thụ

Như đã đề cập ở trên, để xác định được hoạt độ của các mẫu moss-soil và spiked-water chúng tôi cần phải xây dựng được đường chuẩn hiệu suất theo năng lượng Để thực hiện được điều này, chúng tôi sử dụng mẫu RGU là một mẫu mà đã

biết được các thành phần hóa học của mẫu Tuy nhiên, khi dùng đường chuẩn năng lượng này để phục vụ cho việc xác định hoạt độ của các mẫu Moss-soil và Spiked-water thì một vấn đề nảy sinh là cần phải hiệu chỉnh hiệu ứng tự hấp thụ do thành

phần hóa học của các mẫu này khác với mẫu RGU (còn gọi là khác nhau về matrix

mẫu) Trong các phần dưới đây, chúng tôi sẽ lần lượt trình bày phần hiệu chỉnh hiệu ứng tự hấp thụ cho mẫu Moss-soil và mẫu Spiked-Water

2.2.1 Hi ệu chỉnh cho mẫu Moss-soil

Hệ số suy giảm tuyến tính mà chúng tôi tính toán được được chỉ ra như ở bảng 2.3 Trong đó giá trị hệ số suy giảm tuyến tính của RGU-1 được tính bằng chương trình XCOM [1]

Các hệ số này được tính theo hai cách: đo đạc thực nghiệm và nội suy từ hàm

khớp Các kết quả theo hai cách trên đã chỉ ra sự sai biệt giữa hai phương pháp là

chấp nhận được (sai biệt dưới 10%)

B ảng 2-3 Hệ số hiệu chỉnh sự tự hấp thụ đối với mẫu Moss-soil

Năng lượng

(keV) µRGU µMossoil C RGU C moss-soil C hấp thụ Sai s ố

tuy ệt đối 46,54 0,435608 0,313676 0,530419 0,622936 0,851 0,017

Đối với năng lượng thấp hơn 100keV, sự hấp thụ của mẫu Moss-soil thấp hơn

mẫu chuẩn RGU-1.Vì vậy, sự hiệu chỉnh là đáng kể Trong khi đó, đối với năng lượng trên 100 keV sự hiệu chỉnh giữa hai mẫu này là thấp, trong khoảng từ 2 – 5%

2.2.2 Hi ệu chỉnh cho mẫu Spiked-water

Hi ệu chỉnh hiệu ứng tự hấp thụ

Tương tự như mẫu Moss-soil, cũng phải cần phải hiệu chỉnh hiệu ứng tự hấp

B ảng 2-4 Hệ số hiệu chỉnh sự tự hấp thụ đối với mẫu Spiked-water

Năng lượng

(keV) µRGU µSpiked C RGU C Spiked C hấp thụ Sai số

tuyệt đối 46,54 0,435608 0,142939 0,477174 0,764099 0,624 0,013

ra từ mẫu Moss-soil Kết quả được thể hiện trong bảng 2.5

B ảng 2-5 Giá trị hiệu suất ghi nhận của detector đối với các đỉnh năng lượng phát

ra từ các đồng vị có trong mẫu Moss-soil

Đồng vị Năng lượng (keV) Hi ệu suất ghi của detector Sai s ố hiệu suất (%)

Hi ệu suất phát Iγ

Sai số hiệu suất phát

B ảng 2-7 Giá trị hoạt độ phóng xạ A (Bq) và hoạt độ riêng A/m (Bq/kg) của các

đồng vị trong mẫu Moss-soil có tính đến hiệu ứng tự hấp thụ