Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Tính toán phân bố liều trong thùng hàng chiếu xạ và xây dựng phần mềm xác định chế độ chiếu xạ trên thiết bị SVST Co -60/B

Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Tính toán phân bố liều trong thùng hàng chiếu xạ và xây dựng phần mềm xác định chế độ chiếu xạ trên thiết bị SVST Co -60/B tiến hành tính toán phân bố liều xác định liều trung bình theo mật độ, so sánh kết quả tính toán với kết quả thực nghiệm, viết chương trình tính thời gian chiếu xạ khi biết mật độ ρ(hay khối lượng hàng trong thùng hàng ) cường độ nguồn và liều yêu cầu chiếu xạ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Tính toán phân bố liều trong thùng hàng chiếu xạ và xây dựng phần mềm xác định chế độ chiếu xạ trên thiết bị SVST Co -60/B THƯ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH Đặng Thị Minh Huệ TÍNH TOÁN PHÂN BỐ LIỀU TRONG THÙNG HÀNG CHIẾU XẠ VÀ XÂY DỰNG PHẦN MỀM XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CHIẾU XẠ TRÊN THIẾT BỊ SVST Co -60/B Chuyên ngành : Vật lý Nguyên tử, Hạt nhân và Năng lượng cao Mã số : 604405 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HOC TS. TRẦN VĂN HÙNG Thành phố Hồ Chí Minh - 2010 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy TS. Trần Văn Hùng, Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai Công nghệ Bức xạ Thành phố Hồ Chí Minh đã hướng dẫn, giúp đỡ, sửa chữa và có những chỉ dẫn quý báu trong suốt quá trình thực hiện bản luận văn này. Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình, tạo điều kiện thuận lợi và đóng góp nhiều ý kiến bổ ích của Th.S. Cao Văn Chung, Nguyễn Anh Tuấn cũng như lãnh đạo, tập thể Phòng vận hành, Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai Công nghệ Bức xạ Thành phố Hồ Chí Minh. Xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo đã giảng dạy trong thời gian đào tạo chuyên ngành tại trường Đại học Sư phạm Tp. Hồ Chí Minh. Xin chân thành cảm ơn Khoa Vật lý, Phòng Đào tạo sau đại học, Trường Đại học Sư phạm Tp. Hồ Chí Minh đã giúp đỡ tôi trong thời gian học tại trường. Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Sở Giáo dục và Đào tạo Phú Yên, Trung tâm Kỹ thuật Tổng hợp Hướng nghiệp Sông Hinh đã tạo mọi điều kiện về thời gian trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài. Tác giả Đặng Thị Minh Huệ MỞ ĐẦU Công nghệ bức xạ là một bộ môn khoa học mới, nghiên cứu ứng dụng các hiệu ứng vật lý, hóa học, sinh học và một số hiệu ứng khác khi bức xạ truyền năng lượng cho vật chất. Ngày nay công nghệ bức xạ đang phát triển một cách mạnh mẽ, với tốc độ tăng trưởng khá cao khoảng 15-20% thậm chí có nơi đến 25% như ở Việt Nam. Năm 1980 ở Việt Nam mới chỉ có một cơ sở chiếu xạ tại Hà Nội, dùng để xử lý chống nẩy mầm hành và khoai tây, năm 1999 thêm một cơ sở chiếu xạ lớn hơn ở Thành phố Hồ Chí Minh dùng để khử trùng dụng cụ y tế, đông nam dược và thực phẩm. Hiện nay ở Việt Nam đã có 6 cơ sở chiếu xạ dạng công nghiệp, trong đó có một cơ sở dùng máy gia tốc electron, 5 cơ sở dùng nguồn Co-60 và trong tương lai vào năm 2010 sẽ đưa tiếp vào vận hành một máy gia tốc electron 10MeV ở Thành phố Hồ Chí Minh. Theo nhu cầu phát triển nền kinh tế, Sở Khoa học thành phố Đà Nẵng, tỉnh Bình Thuận cũng đang có dự án xây dựng các nhà máy chiếu xạ để phục vụ nhu cầu xử lý của tỉnh và các vùng lân cận. Có thể nói, nhu cầu xử lý thực phẩm, rau quả phục vụ xuất khẩu và sản xuất, chế tạo các vật liệu mới ngày càng cao. Việc gia tăng ngày càng mạnh mẽ trong ứng dụng công nghệ bức xạ, đòi hỏi sự vận hành an toàn thiết bị, cũng như xác định liều chiếu chính xác cho từng loại đối tượng hàng là một vấn đề rất cần thiết; các đại lượng liều, liều trung bình trong sản phẩm theo các mật độ hàng hóa khác nhau cần phải được xác định. Chính vì vậy, đề tài “Tính toán phân bố liều trong thùng hàng chiếu xạ và xây dựng phần mềm xác định chế độ chiếu xạ trên thiết bị SVST Co-60/B” cũng nhằm mục đích đó. Khi tia gamma của nguồn bức xạ Co-60 (với năng lượng 1173keV và 1332 keV) đi vào vật chất cần chiếu xạ, chúng bị suy giảm và phân bố năng lượng (liều chiếu xạ) trong sản phẩm sẽ phụ thuộc vào mật độ sản phẩm chiếu xạ. Đối với thiết bị chiếu xạ SVSTCo-60/B, thùng chứa sản phẩm chiếu xạ có kích thước 48 x 48 x 85 cm ; tùy thuộc mật độ ρ (g/cm3) sản phẩm sắp xếp trong thùng hàng và liều chiếu yêu cầu của từng sản phẩm, cần phải có thời gian chiếu xạ thích hợp. Chính vì vậy, mục đích nghiên cứu của đề tài là xác định các vị trí liều Dmin, Dmax và liều trung bình trong thùng hàng chiếu xạ theo các mật độ hàng khác nhau, trên thiết bị chiếu xạ SVST Co-60/B dùng nguồn Co-60, từ đó xác định thời gian chiếu xạ cần thiết theo liều yêu cầu. Cũng trên cơ sở tính toán xác định liều cực tiểu ( Dmin ) và liều cực đại (Dmax) theo mật độ sản phẩm chiếu xạ, viết một phần mềm xác định thời gian chiếu xạ, khi biết liều cần chiếu xạ, mật độ của sản phẩm cho các nhân viên vận hành sử dụng. Xác định liều Dmin và Dmax cũng như phân bố liều trong sản phẩm rất có ý nghĩa trong thực tiễn. Với một đối tượng hàng chiếu xạ cần có một giá trị liều cực tiểu để tiêu diệt các vi sinh vật, nhưng đồng thời không nên chiếu xạ liều quá cao sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. Các nhân viên vận hành luôn luôn cần phải biết các đại lượng này và từ đó tính toán đưa ra thời gian chiếu xạ cần thiết. Việc nghiên cứu chỉ tiến hành trên thiết bị SVST Co-60/B của Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai Công nghệ Bức xạ thành phố Hồ Chí Minh; với cấu trúc thùng hàng 48 x 48 x 85 cm chứa đầy vật chất chiếu xạ. Tuy nhiên, các kết quả tính toán và phương pháp thực hiện có thể áp dụng cho trên các thiết bị chiếu xạ dùng nguồn Co-60 khác. Từ mục tiêu của đề tài đặt ra cần phải tiến hành nghiên cứu tính toán những vấn đề sau : - Dùng chương trình MCNP(Monte Carlo N-Particle), một phần mềm nghiên cứu bức xạ đa năng dựa trên phương pháp Monte – Carlo đã được xây dựng ở phòng thí nghiệm quốc gia Los – Alamos, Mỹ để tính phân bố liều trong không gian thùng hàng chiếu xạ, từ đó xác định vị trí liều Dmin và Dmax cho các mật độ ρ (g/cm3) : 0,15 ; 0,2 ; 0,3 ; 0,4 ; 0,5. - Từ tính toán phân bố liều xác định liều tru ...