ABSTRACT: Gamma coincidence spectrometers with HPGe detectors are used for
environmental research, nuclear reactions (n, γ), (n, 2γ) due to Compton backgrounds of their gamma
spectra are very low. In this work, three types of coincidence spectrometers such as gamma coincidence
spectrometer, gamma coincidence spectrometers with TAC and sum coincidence spectrometer using
HPGe are described. Some experimental results obtained by using gamma coincidence spectrometers
are presented. Especially, taking advantages of the software and hardware of the sum coincidence
spectrometer used for research of nuclear reactions (n, γ), (n, 2γ), we have converted the spectrometer
to one with very low background level.
12 trang |
Chia sẻ: yendt2356 | Lượt xem: 508 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu thực nghiệm về khả năng giảm phông trên hệ thống phổ kế Gamma trùng phùng sử dụng đâu dò bán dẫn siêu tinh khiết, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 15, SOÁ T1 2012
Trang 15
NGHIÊN CU TH"C NGHIM V# KH NĂNG GIM PHÔNG TRÊN H THNG
PH% K GAMMA TRÙNG PHÙNG S& D'NG Đ(U DÒ BÁN D)N
SIÊU TINH KHIT
Đinh S* Hi+n
Trưng Đi hc Khoa hc T nhiên, ĐHQG-HCM
(Bài nhn ngày 21 tháng 06 năm 2011, hoàn chnh sa cha ngày 15 tháng 03 năm 2012)
TÓM TT: H th
ng ph k gamma trùng phùng dùng ñu dò bán dn siêu tinh khit HPGe
ñưc s dng trong nghiên cu môi trư ng, nghiên cu phn ng ht nhân (n, γ), (n, 2γ) vì nn phông
Compton trong ph gamma thu ñưc ca loi ph k này rt thp. Trong công trình này, nhng h ph
k gamma trùng phùng như: s dng kh
i trùng phùng thông thư ng, s dng kh
i bin ñi th i gian-
biên ñ, trùng phùng tng ñưc tng quan và nhng kt qu thc nghim thu ñưc trên các h th
ng
ph k gamma trùng phùng s dng ñu dò bán dn HPGe ñưc trình bày. Đ"c bit, khi li dng nhng
ưu ñim ca phn cng và phn mm ca ph k gamma trùng phùng tng cho nghiên cu phn ng
ht nhân (n, γ), (n, 2γ),chúng tôi ñã to nên ph k gamma vi phông rt thp.
T khóa: ph k gamma s dng ñu dò bán dn siêu tinh khit HPGe, ph k gamma trùng
phùng s dng ñu dò HPGe, ph k trùng phùng tng.
M
Đ(U
Ph& k gamma s dng ñ$u dò bán d0n siêu
tinh khit Germani (HPGe) ñưc s dng ph&
bin trong nhiu lĩnh vc ng dng k thut ht
nhân vì kh năng phân gii 1,8 keV ti ñnh
1332,5 keV ca ngu%n phóng x Co-60, hi
u
sut ghi cao. Đ c ñi m ñáng lưu ý trong các
ph& gamma thu ñưc bao g%m các ñnh quang
và mt nn Compton kèm theo cho nên ñnh
quang càng nhiu thì nn Compton càng cao.
V m t công ngh
, các hãng ch to ñ$u dò
bán d0n như Canberra, ORTEC ñã phát tri n
các loi ñ$u dò bán d0n Germani siêu tinh khit
vi kh năng phân gii cao, hi
u sut ghi cao
và tăng t2 s ñnh trên Compton (peak-
Compton ratio, P/C) nhm nâng cao ñ c trưng
ca ph& k gamma. Nhng ph$n mm cho thu
nhn và x lý ph& gamma như Gernie-2000 ñã
ñt ti trình ñ chuyên nghi
p cao và thân thi
n
vi ngưi s dng [1].
Nhiu c gng ñ tăng t2 s P/C ca h
thng ph& k gamma s dng ñ$u dò bán d0n
HPGe (hay gim nn phông Compton) ñã ñưc
thc hi
n v m t phương pháp bao g%m: 1)
phương pháp ñi trùng nghĩa là tín hi
u
Compton ñưc s dng ñ cm thu ph&; 2)
phương pháp trùng phùng nghĩa là tín hi
u ñnh
quang ñưc s dng ñ cho phép thu ph& [2,
3].
Phương pháp trùng phùng t&ng ñưc
Hoogenboom ñ xut l$n ñ$u tiên vào năm
1958 s dng hai ñ$u dò nhp nháy NaI(Tl) [4]
Science & Technology Development, Vol 15, No.T1 2012
Trang 16
cho phép ño ph& gamma ni t$ng. H
thng
cng biên ñ xung ñưc thc hi
n bng mch
cng tương t. Xung t&ng li ra ñưc d0n ti
b phân bi
t mt kênh và tín hi
u li ra ñưc
chn ca b phân bi
t m" c&ng máy phân tích
biên ñ nhiu kênh cho phép ghi ph& trùng
phùng. Sau này, ngưi ta phát tri n phương
pháp trùng phùng t&ng cho nghiên cu phn
ng ht nhân (n, γ) [5] và (n. 2γ) cho h
thng
ph& k trùng phùng t&ng s dng ñ$u dò bán
d0n [6, 7].
Trong công trình này nhng h
thng ph& k
gamma trùng phùng s dng ñ$u dò bán d0n
siêu tinh khit Germani như: trùng phùng
thưng; trùng phùng s dng b bin ñ&i thi
gian thành biên ñ (TAC); trùng phùng t&ng
ñưc t&ng quan và nhng kt qu thc nghi
m
thu ñưc t' nhng h
thng k trên ñưc mô t.
Mc ñích chính mà chúng tôi hưng ti trong
công trình này là s dng k thut trùng phùng
t&ng dùng ñ$u dò bán d0n HPGe hi
n ñi vi
kh năng phân gii cao, hi
u sut ghi cao, ñ
gim nn phông Compton ca ph& k gamma.
Kt qu ño thc nghi
m s dng k thut trùng
phùng t&ng ñ gim phông là rt hi
u qu so
vi phương pháp trùng phùng thông thư"ng và
ñi trùng.
V!T LIU VÀ PHƯƠNG PHÁP
Trưc khi kho sát các h
thng gamma
trùng phùng, s dng TAC và trùng phùng
t&ng, ta t&ng quan ngn gn v h
thng ph& k
gamma s dng ñ$u dò HPGe.
H thng ph, k gamma s- dng ñ.u dò bán
d/n Ge siêu tinh khit
Ph& k gamma dùng ñ$u dò bán d0n HPGe
ñưc s dng rng rãi trong nghiên cu vt lý
ht nhân thc nghi
m, nghiên cu môi trưng,
trong phân tích kích hot neutron vì có kh
năng phân gii cao, hi
u sut ghi cao (hi
n nay
có th ñt ti 100% ho c ln hơn) [3]. Sơ ñ%
khi ca h
thng ph& k gamma ñưc trình
bày trên Hình 1. Ph& k bao g%m ñ$u dò bán
d0n HPGe, cao th nuôi ñ$u dò (high voltage,
HV), khuch ñi ph& k (Amp), b bin ñ&i
tương t thành s (ADC), máy phân tích ña
kênh ghép máy tính (MCA-PC). Bc x
gamma t' ngu%n phóng x tương tác vi ñ$u
dò HPGe theo ba cơ ch tương tác cơ bn:
Compton, quang ñi
n và to c p. Các hi
u ng
k trên là mnh hay yu vi vt cht ca ñ$u dò
tùy vào năng lưng ca bc x gamma (Eγ). V
cơ bn, kt qu tương tác ca bc x gamma
vi ñ$u dò bán d0n cho ta ph& năng lưng
gamma bao g%m các ñnh quang, nn Compton,
ñnh thoát ñơn, ñnh thoát kép (nu Eγ > 1,022
MeV, hi
u ng to c p). Tín hi
u t' li ra ca
ñ$u dò bán d0n ñưc hình thành và khuch ñi
nh b khuch ñi ph& k (Amp), ñưc bin
ñ&i thành mã s nh b bin ñ&i tương t thành
s (ADC) và ñưc lưu vào b nh ca máy tính
nh b giao di
n (Interface). Kt qu ta nhn
ñưc ph& gamma bi u di#n phân b cưng ñ
ca bc x gamma theo năng lưng. Hình 2
trình bày ph& gamma ca ngu%n phóng x Co-
60 nhn ñưc t' ph& k gamma bán d0n HPGe.
Ph& bao g%m hai ñnh quang (Eγ1 = 1173,2
keV), (Eγ2 = 1332,5 keV) và nn Compton. T2
s ñnh trên Compton (P/C) nhn ñưc bng
cách chia s ñm ñ cao ñnh 1332,5 keV (Co-
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 15, SOÁ T1 2012
Trang 17
60) cho s ñm trung bình ca nn Compton
trong khong năng lưng t' 1040 keV ñn
1096 keV.
HPGe
Detector
HV
660
INTERFACE PC
60Co
ADC
7072
AMP
572A
Hình 1. Sơ ñ% khi ñơn gin ca ph& k gamma s dng ñ$u dò bán d0n HPGe.
Vi s phát tri n ca công ngh
bán d0n,
nhng ñ$u dò HPGe có kh năng phân gii ñt
ñưc là 1,8 keV ti 1332,5 keV, tùy vào hi
u
sut ca ñ$u dò t' 10 ñn 100% mà t2 s P/C
có th nhn ñưc t' 40 ñn 80 [3].
Hình 2. Ph& gamma nhn ñưc s dng ñ$u dò bán d0n HPGe vi ngu%n phóng x chu!n Co-60.
Trên thc t ph& gamma là khá phc tp khi
s ñnh quang trong ph& tăng, nn Compton s+
tăng theo hi
u ng cng và do ñó nhng ñnh
quang nm trên nn Compton này s+ b méo,
nhiu ñnh quang có cưng ñ thp có th b
che khut (Hình 3). Đ gii quyt vn ñ này
ngưi ta phát tri n các ph$n mm chuyên dng
ñ thu nhn và x lý ph& cho h
thng này như
Gernie 2000 [1], song vn ñ nn Compton thì
v0n chưa ñưc gii quyt mt cách căn bn.
Science & Technology Development, Vol 15, No.T1 2012
Trang 18
Hình 3. Ph& gamma nhn ñưc s dng ñ$u dò bán d0n HPGe vi ngu%n phóng x chu!n Eu-152
H thng ph, k trùng phùng gamma thông
thư0ng
Đ gim phông Compton ngưi ta s dng
h
thng ph& k trùng phùng ñưc trình bày
trên Hình 4.
Hình 4. Sơ ñ% khi ca h
thng ph& k trùng phùng gamma s dng ñ$u dò bán d0n HPGe
H
thng bao g%m: hai ñ$u dò bán d0n HPGe
thưng là loi nm ngang ñưc ñ t ñi di
n
nhau, ngu%n nuôi cao th (HV 660), hai kênh
ph& biên ñ hoàn toàn ging nhau (khuch ñi
ph& k AMP 572, ADC 7072), hai kênh khuch
ñi, hình thành xung và phân bi
t nhanh (TFA-
474, CFD-584), làm chm ns, khi trùng phùng
(COINC- 414A), mch giao di
n ni vi PC.
Mch khuch ñi ph& k s+ khuch ñi xung ra
t' tin khuch ñi nhy ñi
n tích ca ñ$u dò
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 15, SOÁ T1 2012
Trang 19
HPGe, hình thành xung ñ nâng cao t2 s tín
hi
u trên tp âm (S/N). Mch khuch ñi và
phân bi
t nhanh hình thành các xung ñánh du
chính xác s ki
n v thi gian trong di ns [3].
Tín hi
u t' li ra ca tin khuch ñi nhy
ñi
n tích ni vi hai ñ$u dò bán d0n ñưc
khuch ñi và hình thành, ñưc bin ñ&i thành
s nh ADC và ñưc lưu vào b nh ca giao
di
n. T' li ra thi gian ca tin khuch ñi, tín
hi
u ñưc ni vi b khuch ñi nhanh, hình
thành bng b phân bi
t nhanh CFD, ñưa ti li
vào trùng phùng nhanh 414A. Tín hi
u li ra
trùng phùng nhanh s+ ñiu khi n giao di
n cho
phép ADC bin ñ&i tín hi
u và ch có tín hi
u
này ñưc ghi vào b nh.
Đ ki m tra t2 s ñnh trên Compton (P/C)
hay kh năng gim phông ca h
thng ph& k
gamma này chúng tôi dùng quy trình ki m tra
chu!n mà nhiu phòng thí nghi
m trên th gii
s dng [3], ñó là dùng ngu%n chu!n Co–60,
tin hành thu ph& gamma không trùng phùng
và có trùng phùng trong khong thi gian xác
ñnh. T2 s P/C là t2 s ca s ñm ti ñnh
quang (1332,5 keV) và s ñm trung bình ca
nn Compton trong khong năng lưng t' 1040
keV ñn 1096 keV. Kt thúc quá trình ño ta thu
ñưc ph& gamma trùng phùng như Hình 5. Nn
Compton ca ph& gamma trong Hình 5 b gim
ñáng k và ph3ng hơn nhiu so vi Hình 2. T2
s P/C ñưc làm tt lên c4 t' 3 ñn 4 l$n. Ta
nhn thy trong cùng thi gian ño vi ph& trên
Hình 2, s ñm ti ñnh quang trong Hình 5 là
khá thp.
Thi gian phân gii trùng phùng ti ưu cũng
ñưc kho sát trong thí nghi
m này. T2 s P/C
ti ưu khi thi gian phân gii là 60 ns và thi
gian làm chm trong kênh nhanh là 40 ns.
Nguyên nhân có s ph thuc ca t2 s P/C
vào thi gian phân gii trùng phùng là do s
ñm trùng phùng ng0u nhiên tăng khi tăng thi
gian phân gii trùng phùng. Nu ta gi Nacc là
s ñm trùng phùng ng0u nhiên, N1 và N2 là s
ñm trong hai kênh nhanh tương ng, thì quan
h
gia s ñm trùng phùng ng0u nhiên vi N1,
N2 và thi gian phân gii trùng phùng τ ñưc
cho bng: Nacc = 2 N1 N2 τ (1)
Theo công thc (1), thi gian phân gii trùng
phùng τ càng nh* thì s ñm trùng phùng ng0u
nhiên càng nh* và ph& trùng phùng càng lý
tư"ng, song trong thc t s dng ñ$u dò bán
d0n HPGe hi
u sut cao (dung tích ñ$u dò ln)
t%n ti hi
u ng thi gian t ñi
n tích cho nên
m t tăng xung là rt khác nhau d0n ti phi
chn τ ti ưu ñ ñm bo hi
u sut trùng phùng
cho t'ng h
thng. Trong trưng hp ca thí
nghi
m này, chúng tôi s dng ñ$u dò bán d0n
HPGe có hi
u sut ghi 15% và thi gian phân
gii ti ưu là 60 ns.
Science & Technology Development, Vol 15, No.T1 2012
Trang 20
Hình 5. So sánh ph& gamma thông thưng (ñưng màu xanh) và ph& gamma trùng phùng (ñưng màu ñ*) s
dng ñ$u dò bán d0n HPGe vi ngu%n Co-60
So sánh trc tip kh năng gim nn
Compton ca ph& k gamma trùng phùng và
ph& k gamma thông thưng ñưc trình bày
trên Hình 5.
H thng ph, k gamma trùng phùng s-
dng bin ñ,i th0i gian biên ñ (TAC)
Đ gim phông Compton ngưi ta s dng
h
thng ph& k gamma trùng phùng s dng
TAC hi
n ñi hơn ñưc trình bày trên Hình 6.
H
thng bao g%m: hai ñ$u dò bán d0n HPGe
thưng là loi nm ngang ñưc ñ t ñi di
n
nhau, ngu%n nuôi cao th (HV 660), hai kênh
ph& biên ñ hoàn toàn ging nhau (khuch ñi
ph& k AMP 572, ADC 7072), hai kênh khuch
ñi và hình thành xung nhanh (TFA-474, CFD-
584), làm chm ns, khi bin ñ&i thi gian
thành biên ñ (TAC, 566), mch giao di
n ni
vi PC.
GC
1518
HV
660
TFA
474
CFD
584
TAC
566
ADC
8713
I
N
T
E
R
F
A
C
E
PC
Inter
Tech
nique
60Co
TFA
474
Delay
ADC
7072
CFD
584
ADC
7072
HV
660
AMP
572A
AMP
572A
Hình 6. Sơ ñ% khi ca h
thng ph& k trùng phùng gamma s dng ñ$u dò bán d0n HPGe vi TAC
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 15, SOÁ T1 2012
Trang 21
Tín hi
u t' li ra ca tin khuch ñi nhy
ñi
n tích ni vi hai ñ$u dò bán d0n ñưc
khuch ñi và hình thành, bin ñ&i thành s
nh ADC và lưu vào b nh ca giao di
n. T'
li ra thi gian ca tin khuch ñi, tín hi
u
ñưc ni vi hai b khuch ñi nhanh, hình
thành bng hai b phân bi
t nhanh CFD, mt
li ra ca CFD ñưc ñưa ti li vào “start” và
li ra khác qua làm chm ñưc ñưa ti li vào
“stop” ca TAC 566. Tín hi
u li ra SCA ca
TAC ñiu khi n giao di
n cho phép ADC bin
ñ&i tín hi
u và ch có tín hi
u này ñưc ghi vào
b nh. Kt thúc quá trình ño ta thu ñưc ph&
gamma trùng phùng như Hình 7 (ñưng màu
xanh 2). Nn Compton ca ph& gamma trong
Hình 7 b gim ñáng k và ph3ng hơn nhiu.
T2 s P/C ñưc làm tt lên c4 t' 3 ñn 5 l$n.
Ta nhn thy cùng thi gian ño vi ph& trên
Hình 2, s ñm ti ñnh quang trong Hình 7 là
khá thp.
800 1000 1200 1400
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
11000
12000
13000
So
de
m
Nang luong (keV)
N¨ng l−îng ( keV)
S
è
®
Õm
2
1
1173
1332
So
de
m
S
è
®
Õm
Hình 7. So sánh ph& gamma thông thưng (ñưng màu ñ*) và ph& trùng phùng gamma s dng TAC (ñưng màu
xanh) s dng ñ$u dò bán d0n HPGe vi ngu%n Co-60: 1) ph& gamma bình thưng, 2) ph& gamma trùng phùng
H thng ph, k gamma trùng phùng t,ng
Phương pháp trùng phùng t&ng ñưc
Hoogenboom ñ xut vào năm 1958 s dng
hai ñ$u dò nhp nháy NaI(Tl) [4]. H
cng biên
ñ xung ñưc thc hi
n bng mch cng tương
t. Da vào xung li ra ca mch cng tương
t và phân tích biên ñ ñ chn xung trùng
phùng.
Sau này, ngưi ta phát tri n phương pháp
trùng phùng t&ng cho h
thng ph& k trùng
phùng bán d0n bng s dng ph$n mm ñ
chn các xung trùng phùng t&ng trong nghiên
cu phn ng chim bc x (n, γ) [5] và (n, 2γ)
[6, 7]. Nguyên tc hot ñng ca k thut này
có th ñưc trình bày như sau. Nu có hai s
ki
n trùng phùng, thí d trong trưng hp
ngu%n phóng x Co-60 vi năng lưng Eγ1 =
1173,2 keV và Eγ2 = 1332,5 keV thì ñnh t&ng
s+ là Eγ = 2505,7 keV, giao di
n s+ cung cp tín
hi
u cho phép ADC bin ñ&i, kt thúc bin ñ&i
d li
u s ñưc ghi vào & cng.
Science & Technology Development, Vol 15, No.T1 2012
Trang 22
Hình 8. Ph& gamma s dng ñ$u dò bán d0n HPGe vi ngu%n phóng x Co-60 sau khi s dng phương pháp
trùng phùng t&ng
Đ$u tiên ta s dng h
thng ñưc trình bày
trong hình 7 ñ thu ph& năng lưng gamma và
ghi vào mt tp tin nht ñnh. S dng chương
trình x lý ph& chuyên dng như OriginPro 7.5
np ph& nhn ñưc ph& gamma gc, tìm ñnh
t&ng và xác lp ca s& năng lưng ca ñnh
t&ng. Cui cùng lc s ki
n trùng phùng có
t&ng nm trong ca s& k trên và trên cơ s" ñó
v+ ph& năng lưng gamma trùng phùng. Kt
qu ph& gamma trùng phùng t&ng sau khi x lý
ñưc trình bày trong Hình 8.
Ta nhn thy ph& gamma ca ngu%n Co-60
sau khi s dng phương pháp trùng phùng t&ng
ch còn hai ñnh năng lưng 1173,2 keV và
1332,5 keV, nn phông Compton hoàn toàn
bin mt. T2 s P/C ñt ñưc trong thí nghi
m
này là 850. T2 s P/C ca ph& gamma trùng
phùng thc t là hu hn vì ñnh t&ng ca
ngu%n Co-60 cũng nm trên nn Compton ca
các ñ%ng v phóng x có năng lưng ln hơn
2505,7 keV và do ñó t2 s P/C c th là bao
nhiêu tùy thuc khá nhiu vào cách chn ca
s& ca nhà thc nghi
m khi x lý ph&.
Hình 9 so sánh ph& gamma thông thưng và
ph& gamma s dng phương pháp trùng phùng
t&ng. Nn Compton ca ph& trùng phùng t&ng
gim hàng trăm l$n so vi ph& gamma thông
thưng.
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 15, SOÁ T1 2012
Trang 23
Hình 9. Ph& gamma s dng ñ$u dò bán d0n HPGe vi ngu%n phóng x Co-60: thông thưng (ñưng không lin
nét màu ñ*), sau khi s dng phương pháp trùng phùng t&ng (ñưng lin nét màu xanh).
Hình 10 trình bày nh ca h
thng ph& k
gamma s dng hai ñ$u dò bán d0n HPGe vi
bu%ng chì bo v
và h
thng ñi
n t kèm theo
dùng cho ba thí nghi
m trùng phùng k trên ti
kênh s 3 lò phn ng ht nhân, Vi
n nghiên
cu Ht nhân Đà lt.
T&ng hp kt qu ño thc nghi
m trên các h
thng ph& k gamma khác nhau, nhng ñ c
trưng chính ca h
thng ñưc trình bày trong
Bng 1.
Bng 1. T2 s P/C ca các h
thng ph& k s dng ñ$u dò HPGe.
Tên h thng Phương pháp FWHM
(keV)
T2 s
P/C
H s làm
tt
Tài liu tham
kho
Ph& k gamma Không trùng phùng 1,8 44 1 [1]
Ph& k gamma trùng phùng
thưng
Trùng phùng 1,8 132 3 Công trình
này
Ph& k gamma trùng phùng
(TAC)
Trùng phùng 1,8 132 3 Công trình
này
Ph& k gamma trùng phùng t&ng Trùng phùng t&ng 1,8 850 19 Công trình
này
Ph& k tri
t Compton Đi trùng 1,8 264 6 [2]
Ph& k tri
t Compton Đi trùng 1,8 396 9 [8]
Science & Technology Development, Vol 15, No.T1 2012
Trang 24
Hình 10. 5nh toàn cnh h
thng ph& k gamma s dng hai ñ$u dò bán d0n HPGe vi bu%ng chì bo v
và h
thng ñi
n t ñưc s dng cho nhng thí nghi
m trùng phùng ti kênh s 3 lò phn ng ht nhân, Vi
n nghiên
cu Ht nhân Đà lt.
KT LU!N
Tác gi ñã trình bày mt s kt qu thc
nghi
m thu ñưc trên các thí nghi
m v ph& k
gamma trùng phùng s dng ñ$u dò HPGe và
các khi ñi
n t chu!n, ñ c bi
t là h
thng ph&
k gamma trùng phùng t&ng có t2 s P/C rt
cao ti Vi
n Nghiên cu Ht nhân Đà lt.
Nhng kt qu thc nghi
m k trên cho ta thy
rng nu s dng mt cách hp lý ph$n cng
và ph$n mm ca h
thng ph& k trùng phùng
t&ng cho nghiên cu phn ng chim bc x (n,
γ), (n, 2γ) có th to nên ph& k gamma phông
Compton rt thp. So vi kt qu thc nghi
m
v h
thng phông thp tri
t Compton s dng
ñ$u dò HPGe và NaI(Tl) có h
s P/C ñưc
làm tt là 6 [2] ho c 9 [8] thì t2 s P/C ñưc
làm tt bng 19 thu ñưc trên h
thng ph& k
gamma trùng phùng t&ng là rt hp d0n ñi vi
các nhà thit k ph& k gamma phông thp.
Rào cn ln nht ng dng rng rãi các h
thng ph& k này có l+ là chi phí cho mt h
thng còn khá cao khong 100000 ñô la. Tác
gi chân thành cm ơn Vi
n Nghiên cu Ht
nhân Đà lt ñã to ñiu ki
n ñ thit lp và tin
hành các thí nghi
m ph& k trùng phùng
gamma k trên.
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 15, SOÁ T1 2012
Trang 25
EXPERIMENTAL STUDY ON THE POSSIBILITY OF REDUCING BACKGROUND
FOR THE GAMMA COINCIDENCE SPECTROMETER WITH HIGH PURE
GERMANIUM DETECTORS
Dinh Sy Hien
University of Science, VNU-HCM
ABSTRACT: Gamma coincidence spectrometers with HPGe detectors are used for
environmental research, nuclear reactions (n, γ), (n, 2γ) due to Compton backgrounds of their gamma
spectra are very low. In this work, three types of coincidence spectrometers such as gamma coincidence
spectrometer, gamma coincidence spectrometers with TAC and sum coincidence spectrometer using
HPGe are described. Some experimental results obtained by using gamma coincidence spectrometers
are presented. Especially, taking advantages of the software and hardware of the sum coincidence
spectrometer used for research of nuclear reactions (n, γ), (n, 2γ), we have converted the spectrometer
to one with very low background level.
Key words: gamma spectrometer using HPGe detector, gamma coincidence spectrometer,
gamma sum coincidence spectrometer.
TÀI LIU THAM KHO
[1]. Canberra Nuclear Product Catalogue,
Edition ten.
[2]. D. S. Hien, Development of nuclear
spectroscopy system using high
resolution semiconductor, Nuclear
Instruments and Methods in Physics
Research, A 373, 406-410, (1996).
[3]. Đ. S. Hin, Đin t Ht nhân: Đu dò
bán dn và x lý tín hiu, Nhà xut bn
ĐHQG HCM, (2005).
[4]. A. M. Hoogenboom, A new method in
gamma-ray spectroscopy: a two crystal
scintillation spectrometer with improved
resolution, Nuclear Instruments 3, 57- 68
(1958).
[5]. H.H. Bolotin. Thermal-neutron capture
gamma-gamma coincidence studies and
techniques, Proceedings of the
International symposium on neutron
capture gamma-ray spectroscopy and
related topics, 15- 34 (1981).
[6]. S.T. Boneva et al., Two-step cascades of
neutron radiative capture: 1. The
spectroscopy of excited states of
complex nuclei in the range of the
neutron binding energy, Physics of
Elementary Particles and Atomic Nuclei
22, 479 - 511 (1991).
[7]. S.T. Boneva et al., Two-step cascades of
neutron radiative capture: 2. Main
parameters and peculiarities complex
nuclei compound-states gamma-decay,
Science & Technology Development, Vol 15, No.T1 2012
Trang 26
Physics of Elementary Particles and
Atomic Nuclei 22, 1431-1475 (1991).
[8]. J. L. Parus et al., Two low-level gamma
spectrometry systems of the IAEA
safeguards analytical laboratory,
Proceedings of conference on low-
background, Rossendorf/Dresden, 41- 44
(1997).
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 8668_30763_1_pb_0751_2034116.pdf