BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
`Lê Kim Dung
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HIỆU SUẤT
CỦA ĐẦU DÒ BÁN DẪN ĐỐI VỚI MỘT SỐ
MẪU CÓ DẠNG HÌNH HỌC KHÁC NHAU
BẰNG PHƯƠNG PHÁP MONTE CARLO
Chuyên ngành: Vật lí nguyên tử
Mã số: 60440106
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. HOÀNG ĐỨC TÂM
Thành phố Hồ Chí Minh – 2018
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan toàn bộ số liệu mô phỏng, tính toán hiệu suất từ phổ thực
nghiệm trong quá trình nghiên cứu để thực hiện luận văn này là do tôi thực hiện dưới
sự hướng dẫn của TS. Hoàng Đức Tâm và chưa được công bố trong công trình nào
mà không có sự tham gia của tôi. Dữ liệu về phổ thực nghiệm, các số liệu về mẫu đo
sử dụng để thực hiện luận văn do ThS. Hồ Văn Doanh làm việc tại trung tâm Vật lý
và Điện tử hạt nhân, Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt cung cấp.
Tác giả luận văn
Lê Kim Dung
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập, nghiên cứu để hoàn thành chương trình cao học chuyên
ngành Vật lí nguyên tử tại trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh, tôi xin
chân thành cảm ơn Thầy hướng dẫn TS. Hoàng Đức Tâm đã tận tâm, tận tình truyền
đạt cho tôi các kiến thức quý báu, phương pháp làm việc khoa học, niềm đam mê và
cảm hứng làm việc liên tục trong quá trình tôi thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn ThS. Hồ Văn Doanh, ThS. Huỳnh Đình Chương đã
giúp đỡ tôi những công đoạn vô cùng cần thiết trong quá trình tiến hành tìm hiểu thực
nghiệm đề tài, xử lý và kiểm tra số liệu. Tôi xin cảm ơn quý thầy cô trong khoa Vật
lý Trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh đã giảng dạy kiến thức chuyên
môn, truyền cho tôi cảm hứng và sự đam mê trong công tác nghiên cứu khoa học. Tôi
gửi lời cảm ơn đến lãnh đạo trường Trung Học Phổ Thông Chuyên Bình Long – Bình
Phước đã tạo điều kiện tối đa về thời gian để tôi có thể yên tâm học tập và nghiên cứu
để thực hiện luận văn.
Tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã ủng hộ và giúp đỡ để tôi yên
tâm trong quá trình học tập. Cảm ơn bạn Phạm Vũ Trân đã giúp đỡ và cùng tôi thảo
luận những khó khăn trong quá trình thực hiện đề tài.
MỤC LỤC
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Danh mục các kí hiệu và các chữ viết tắt trong đề tài
Danh mục các bảng
Danh mục các hình ảnh và đồ thị
MỞ ĐẦU .................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ TƯƠNG TÁC CỦA PHOTON VỚI VẬT
CHẤT VÀ MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA ĐẦU DÒ BÁN
DẪN ........................................................................................... 8
1.1. Tương tác của photon với vật chất ..................................................... 8
1.1.1. Hiện tượng quang điện ........................................................... 9
1.1.2. Hiện tượng tán xạ Compton ................................................. 12
1.1.3. Hiện tượng tán xạ Rayleigh ................................................. 13
1.1.4. Hiện tượng tạo cặp ............................................................... 14
1.2. Một số đặc trưng của đầu dò bán dẫn ............................................... 15
1.2.1. Đầu dò bán dẫn..................................................................... 16
1.2.2. Hiệu suất ghi của đầu dò bán dẫn ........................................ 18
1.2.3. Độ phân giải của đầu dò bán dẫn ......................................... 20
1.3. Hiệu ứng tự hấp thụ .......................................................................... 22
1.4. Hiệu ứng trùng phùng tổng. .............................................................. 23
Chương 2. PHƯƠNG PHÁP MONTE CARLO, CHƯƠNG TRÌNH MÔ
PHỎNG MCNP5 VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HIỆU
SUẤT ....................................................................................... 25
2. 1. Phương pháp Monte Carlo .............................................................. 25
2. 2. Chương trình mô phỏng MCNP5 .................................................... 25
2.2.1. Cell Cards ............................................................................. 26
2.2.2. Surface Cards ....................................................................... 27
2.2.3. Data Cards ............................................................................ 29
2.2.4. Cấu trúc chương trình MCNP .............................................. 31
2.2.5. Đánh giá phân bố độ cao xung Tally – F8 ........................... 32
2.2.6. Mô phỏng nguồn và sự tương tác của photon qua chương trình
MCNP5 ................................................................................ 33
2.3. Phương pháp xác định hiệu suất ..................................................... 37
2.3.1. Phương pháp thực nghiệm .................................................... 37
2.3.2. Phương pháp mô phỏng dùng chương trình MCNP5 ........... 40
2.3.3. Phương pháp bán thực nghiệm. ............................................ 42
Chương 3. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH HIỆU SUẤT CỦA ĐẦU DÒ BÁN
DẪN GMX – 4076PL ĐỐI VỚI MỘT SỐ MẪU CÓ DẠNG
HÌNH HỌC KHÁC NHAU BẰNG PHƯƠNG PHÁP
MONTE CARLO ................................................................... 49
3.1. Kết quả xác định FWHM và đường chuẩn năng lượng của đầu dò
GMX – 4076PL ............................................................................... 49
3.2. Hệ số hiệu chỉnh trùng phùng tổng. .................................................. 51
3.3. Hiệu suất đỉnh hấp thụ năng lượng toàn phần ở khoảng cách 5 cm, 10
cm, 18 cm với nguồn chuẩn điểm. .................................................. 54
3.4. Hiệu suất đỉnh hấp thụ năng lượng toàn phần của đầu dò với mẫu đo
hình học dạng trụ ............................................................................. 62
3.4.1. Cấu hình của buồng đo, hộp mang lọ chứa mẫu và lọ đựng mẫu
.............................................................................................. 62
