Thiết kế, chế tạo và sử dụng đầu đo nhấp nháy trong các trạm quan trắc môi trường ở Việt Nam

Thực tế cho thấy rằng các kết quả đo đạc phóng xạ trong môi trường bằng đầu đo nhấp nháy phụ thuộc vào nhiệt độ của đầu đo. Bài viết trình bày vấn đề thiết kế, chế tạo và sử dụng đầu đo nhấp nháy làm công cụ đo bức xạ ngoài trời, đồng thời sự phụ thuộc nhiệt độ của kết quả được loại bỏ thành công.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế, chế tạo và sử dụng đầu đo nhấp nháy trong các trạm quan trắc môi trường ở Việt NamTẠP CHÍ KHOA HỌC - ĐẠI HỌC ĐỒNG NAI, SỐ 32 - 2024 ISSN 2354-1482 THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG ĐẦU ĐO NHẤP NHÁY TRONG CÁC TRẠM QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG Ở VIỆT NAM Phạm Đình Khang Viện Nghiên cứu hạt nhân, Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam Email: phamdinhkhang9@yahoo.com.vn (Ngày nhận bài: 30/8/2024, ngày nhận bài chỉnh sửa: 9/9/2024, ngày duyệt đăng: 13/9/2024) TÓM TẮT Thực tế cho thấy rằng các kết quả đo đạc phóng xạ trong môi trường bằng đầu đonhấp nháy phụ thuộc vào nhiệt độ của đầu đo. Trong bài báo này, chúng tôi quan tâmtới vấn đề thiết kế, chế tạo và sử dụng đầu đo nhấp nháy làm công cụ đo bức xạ ngoàitrời, đồng thời sự phụ thuộc nhiệt độ của kết quả được loại bỏ thành công. Vị trí đỉnh662 keV thay đổi chưa đến 1% khi nhiệt độ đầu đo thay đổi từ 100C đến 400C. Từ khóa: Đầu đo nhấp nháy, sự phụ thuộc nhiệt độ, sự ổn định hệ số khuếch đại1. Mở đầu ngày, số lượng các đầu đo nhấp nháy và Có ba loại đầu đo thường được sử các ống đếm GM chiếm tỉ lệ rất lớn. Dodụng để ghi đo bức xạ gamma là đầu đo các ống đếm GM chỉ đếm được số lượngbán dẫn, đầu đo nhấp nháy và ống đếm tia bức xạ đi đến ống đếm theo thời gianGeiger muller (GM). Các loại đầu đo này chứ không cho các kết quả về phổ năngđều có những ưu nhược điểm riêng như: lượng tia bức xạ nên định hướng sử dụngĐầu đo bán dẫn có độ phân giải năng các đầu đo nhấp nháy đang dần đượclượng cao để phân tách các chuyển dời phát triển mạnh hơn.gamma từ các đồng vị khác nhau nhưng Các lí do kết quả đo bằng đầu đođắt tiền (không thể trang bị với số lượng nhấp nháy không ổn định do các nguyênlớn) và đòi hỏi sử dụng hệ làm lạnh bằng nhân từ môi trường chủ yếu như sau:nitơ lỏng (chi phí vận hành cao). Các đầu - Độ ra sáng (số lượng photon đượcđo nhấp nháy đòi hỏi chi phí thấp hơn tạo nên trên một MeV năng lượng củanhưng các kết quả sử dụng lại bị thay đổi lượng tử gamma bị hấp thụ trong chấttheo nhiệt độ của môi trường và nhiệt độ nhấp nháy) của tinh thể nhấp nháy phụcủa hệ đo. Các ống đếm GM đơn giản và thuộc vào nhiệt độ.chi phí thấp, nhưng chỉ cho ra kết quả là - Hệ số phát xạ electron của quangphân bố số đếm theo thời gian để tính âm cực và các đi nốt trong ống nhânsuất liều (với sai số lớn) và không cung quang điện cũng thay đổi theo nhiệt độ.cấp được các thông tin chi tiết hơn về - Cao áp và các thông số của hệ điệnmôi trường bức xạ. Từ đánh giá tổng thể tử như khuếch đại, hệ thống phân tíchnhư vậy, rõ ràng là không thể trang bị các biên độ xung cũng chịu tác động củatrạm quan trắc môi trường bằng các hệ nhiệt độ môi trường.đo sử dụng đầu đo bán dẫn. Điều này đã Trong ba nguyên nhân trên thì haiđược chứng minh rằng trong thực tế, các nguyên nhân đầu là quan trọng nhất. Vìtrạm quan trắc môi trường và các cơ sở lí do đó, đã có nhiều biện pháp để ổn địnhứng dụng bức xạ trong hoạt động thường 123TẠP CHÍ KHOA HỌC - ĐẠI HỌC ĐỒNG NAI, SỐ 32 - 2024 ISSN 2354-1482số liệu đo đã được thực hiện nhằm xử lí Tác giả bài viết đã bắt đầu nhữnghai quá trình nói trên. phác thảo để nghiên cứu, thiết kế và đẩy - Điều chỉnh hệ số khuếch đại bằng mạnh việc sử dụng đầu đo nhấp nháy vàocách chia một đỉnh phổ ở vùng năng quan trắc môi trường và các ứng dụnglượng cao thành hai phần và so sánh với khác vào năm 2018 cùng với nghiên cứunhau để tăng hoặc giảm hệ số khuếch đại sinh của mình. Các nghiên cứu này vẫncủa bộ khuếch đại tùy theo mức độ và đang được tiếp tục với sự hợp tác vớichiều hướng thay đổi của hai phần này. Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt vàĐỉnh phổ này có thể do tia phóng xạ tự Viện Hóa học và Môi trường quân sự. Cónhiên do môi trường phát ra như K40 hai kết quả nổi bật hoàn toàn độc lập vớihoặc bổ sung một đồng vị phóng xạ như ba phương thức trên thế giới được nêu ởAm241 vào lõi tinh thể nhấp nháy. phần trên là: Bằng phương pháp ghi code - Điều chỉnh hệ số khuếch đại bằng biên độ đã hoàn thiện việc hiệu chỉnhso sánh tương quan về vị trí một số đỉnh phổ bức xạ ghi đo được và sử dụng linhphổ thu được trong một khoảng thời gian kiện dân dụng quang đi ốt thác lũ S8664-nào đó. Các đỉnh phổ này do đồng vị 1010 (và cả S8664-0505) làm hệ biến đổiphóng xạ phát ra hoặc phát chùm sáng quang điện thay thế các ống nhân quanglaser/quang đi ốt có số photon ổn định điện PMT trong các đầu đo nhấp nháy.vào ống nhân quang điện. Phương pháp hiệu chỉnh phổ từ - Ổn định nhiệt độ cho tinh thể nhấp code biên độ xung thu đượcnháy và ống nhân quang điện bằng hệ Việc thiết kế mô hình tổng thể đượclàm mát hoặc chọn lựa nhấp nháy có độ đưa ra ở hình 1. Từ yêu cầu chi phí trangra sáng ổn định, ít thay đổi theo nhiệt độ. bị hệ đo sử dụng đầu đo nhấp nháy vớiNgoài ra, cũng có thể sử dụng các linh chi phí thấp, đã phác thảo hệ đo truyềnkiện chất lượng cao và/hoặc sơ đồ điện code biên độ về trạm trung tâm màtử thích hợp để giảm thiểu tác động của không dựng phổ và truyền phổ về trạmnhiệt độ môi trường. trung tâm. Với phần mềm hiệu chỉnh Các phương pháp trên đã được hãng code biên độ và máy tính ở trung tâm,Saint Gob ...