Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu và phát triển vật liệu lithium aluminate (LiAlO2) để đo liều photon

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Vật lý "Nghiên cứu và phát triển vật liệu lithium aluminate (LiAlO2) để đo liều photon" được nghiên cứu với mục tiêu: Tương tác của bức xạ với vật chất, các đại lượng, đơn vị và phương pháp đo liều bức xạ, và tổng quan về vật liệu LiAlO2; Kết quả chế tạo và khảo sát đặc trưng cấu trúc hình thái học của vật liệu LiAlO2; Bước đầu xây dựng và áp dụng mạng nơron nhân tạo để nhận dạng, đánh giá liều và xác định các tham số động học của vật liệu LiAO2 sau khi được chế tạo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu và phát triển vật liệu lithium aluminate (LiAlO2) để đo liều photon BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM **************** NGUYỄN THỊ THU HÀNGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN VẬT LIỆU LITHIUM ALUMINATE (LiAlO2) ĐỂ ĐO LIỀU PHOTON Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử và hạt nhân Mã số: 9.44.01.06Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. Trịnh Văn Giáp 2. TS. Nguyễn Trọng Thành TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ VẬT LÝ Hà Nội – 2023 1 MỞ ĐẦU Đo liều bức xạ trong các lĩnh vực vật lý, y tế và an toàn bức xạ là các phépđo, tính toán và đánh giá liều bức xạ ion hóa được hấp thụ bởi một vật thể, thườnglà cơ thể con người. Điều này áp dụng cho cả xác định liều chiếu trong cơ thể(do nuốt hoặc hít phải các chất phóng xạ) hoặc liều chiếu ngoài do phơi nhiễmbởi các nguồn bức xạ. Đánh giá, đo liều chiếu trong dựa trên một số kỹ thuật nhưgiám sát, xét nghiệm sinh học hoặc chụp ảnh bức xạ, trong khi đo liều chiếungoài dựa trên các phép đo bằng liều kế hoặc suy ra từ các phép đo được thựchiện bởi các thiết bị an toàn bức xạ khác. Phép đo liều bức xạ đã được ứng dụngrộng rãi trong lĩnh vực đo liều cá nhân, đo liều môi trường và nghiên cứu vậtliệu. Đây là phương pháp tin cậy để đánh giá liều bức xạ tích lũy theo thời gianđối với các nhân viên làm việc tiếp xúc với bức xạ. Ngày càng có nhiều cơ sở ytế ứng dụng các thiết bị phát bức xạ và nguồn phóng xạ trong chẩn đoán và điềutrị, chiếu xạ cộng hưởng nên nhu cầu liều kế có độ nhạy cao và tin cậy là hết sứccần thiết. Có nhiều loại liều kế nhiệt phát quang đã được nghiên cứu chế tạo nhưCaSO4: Dy; LiF: Mg, Ti; LiF: Mg, Cu, P; Li2B4O7: Cu; Al2O3:C…, đây là cácliều kế thông dụng trong đo liều photon. Về tính chất nhiệt phát quang, các hợp chất chứa lithium có cường độ nhiệtphát quang cao, trong đó có vật liệu LiAlO2. Vật liệu này đã được nghiên cứu vàứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như trong ghi đo bức xạ và trong đoliều bức xạ. Việc nghiên cứu và phát triển vật liệu mới này dùng trong đo liềuphoton rất có tiềm năng trong thực tế. Trong nước đã có những nghiên cứu chếtạo vật liệu nhiệt phát quang ứng dụng trong đo liều như Li2B4O7:Cu; LiF: Mg,Cu, P; Li2B4O7:Cu, Ag, P và CaSO4:Dy. Tuy nhiên, để có thể sử dụng như mộtliều kế bức xạ, liều kế phải có ít nhất một tính chất vật lý là hàm của đại lượngđược đo và có thể được sử dụng để đo liều bức xạ với sự hiệu chuẩn phù hợp.Liều kế bức xạ phải thể hiện một số tính chất như độ chính xác, ngưỡng ghi nhận,đáp ứng liều tuyến tính, độ suy giảm, khả năng tái sử dụng… Không phải tất cảcác liều kế đều có thể đáp ứng các yêu cầu về độ nhạy, độ bền, độ tương đươngmô, dải liều tuyến tính…nên mặc dù đã có nhiều loại liều kế khác nhau nhưnghiện nay các vật liệu làm liều kế vẫn thu hút được sự quan tâm của nhiều nhómnghiên cứu. Trên thế giới cũng đã có một số tác giả nghiên cứu về vật liệu LiAlO2nhưng hiện tại vật liệu này vẫn chưa trở thành vật liệu đo liều thương mại. Dođó, tác giả “Nghiên cứu và phát triển vật liệu lithium aluminate (LiAlO2) để đoliều photon” là có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. 1 Xuất phát từ những yêu cầu trên, luận án tập trung vào ba mục tiêu chính sau: - Nghiên cứu phương pháp chế tạo vật liệu LiAlO2 đơn pha gamma - Nghiên cứu, khảo sát đặc trưng cấu trúc hình thái học của vật liệu LiAlO2 sau khi được chế tạo. - Nghiên cứu, khảo sát một số đặc tính đo liều của vật liệu γ-LiAlO2 khi được chiếu bức xạ gamma. Trong luận án này, vật liệu LiAlO2 sau khi được chế tạo bằng ba phương pháptổng hợp khác nhau được khảo sát đặc trưng cấu trúc hình thái học bằng các kỹthuật điển hình nhiễu xạ tia X (XRD) và kính hiển vi điện tử quét (SEM). Vậtliệu sau khi được chiếu bức xạ gamma, beta được tiến hành đo tín hiệu nhiệt phátquang trên thiết bị đọc liều Harshaw. Bằng việc sử dụng các phương pháp phântích, phương pháp làm khớp, các mô hình động học một số kết quả đặc tính đoliều, các tham số bẫy đã được nghiên cứu và báo cáo. Ngoài ra, luận án đã bướcđầu xây dựng mạng nơron nhân tạo để nhận dạng, đánh giá liều của vật liệuLiAlO2 cũng được nghiên cứu và trình bày trong luận án. Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, nội dung chính của luậnán được trình bày trong 4 chương như sau: Chương 1 nghiên cứu tổng quan trình bày tương tác của bức xạ với vật chất,các đại lượng, đơn vị và phương pháp đo liều bức xạ, và tổng quan về vật liệuLiAlO2. Chương 2 trình bày phương pháp nghiên cứu và chế tạo vật liệu LiAlO2;phương pháp khảo sát đặc trưng cấu trúc hình thái học của LiAlO2 bằng kỹ thuậtnhiễu xạ tia X (XRD) và kính hiển vi điện tử quét (SEM); phương pháp nghiêncứu, khảo sát đặc tính đo liều của vật liệu LiAlO2; khảo sát các tham số động họccủa LiAlO2 bằng các phương pháp khác nhau; xây dựng chương trình phân tíchđường cong nhiệt phát quang tích phân của LiAlO2 bằng phương pháp giải chập. Chương 3 trình bày kết quả chế tạo và khảo sát đặc trưng cấu trúc hình tháihọc của vật liệu LiAlO2; kết quả đặc tính đo liều của vật liệu LiAlO2; Chương 4 bước đầu xây dựng và áp dụng mạng nơron nhân tạo để nhận dạng,đánh giá liều và xác định các tham số động học của vật liệu LiAO2 sau khi đượcchế tạo.1. Nghiên cứu tổng quan1.1 Tương tác của bức xạ với vật chất1.1.1 Sự ion hóa trực tiếp và gián tiếp Ion hóa trực tiếp: Bức xạ ion hoá trực tiếp là loại bức xạ được tạo thành từcác hạt mang điện có động năng đủ lớn để có thể gây nên hiệu ứng ion hoá (bứtelectron ra khỏi vỏ nguyên tử). 2 Ion hóa gián tiếp: Bức xạ ion hoá gián tiếp là loại bức xạ g ...