Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Kỹ thuật xử lý xung số DPP cho hệ đo gamma NaI (Tl)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH<br /> <br /> Đặng Sa Ly<br /> <br /> KỸ THUẬT XỬ LÝ XUNG SỐ DPP CHO<br /> HỆ ĐO GAMMA NaI(Tl)<br /> <br /> LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ<br /> <br /> Thành phố Hồ Chí Minh – 2013<br /> <br /> BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH<br /> <br /> Đặng Sa Ly<br /> <br /> KỸ THUẬT XỬ LÝ XUNG SỐ DPP CHO<br /> HỆ ĐO GAMMA NaI(Tl)<br /> <br /> Chuyên ngành: Vật Lí Nguyên Tử<br /> Mã số: 60 44 01 06<br /> <br /> LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ<br /> NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:<br /> TS. VÕ HỒNG HẢI<br /> <br /> Thành phố Hồ Chí Minh – 2013<br /> <br /> LỜI CẢM ƠN<br /> Tôi có thể hoàn thành luận văn này, công lao to lớn của quý thầy cô, sự hổ trợ của các<br /> học viên và sự động viên từ gia đình là không thể không kể đến.<br /> Tôi chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa Vật lý trường đại học Sư phạm<br /> Hồ Chí Minh, quý thầy cô bộ môn Vật lý trường đại học Khoa học Tự nhiên Tp. Hồ<br /> Chí Minh đã truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho tôi.<br /> Tôi đặc biệt cảm ơn Thầy Võ Hồng Hải, là người hướng dẫn khoa học cho luận văn<br /> này, thầy đã kiên trì hướng dẫn và giúp đỡ để tôi hoàn thành tốt nhất luận văn.<br /> Cảm ơn các bạn học viên lớp Cao học Vật lý Nguyên Tử khóa 22 trường đại học Sư<br /> phạm Hồ Chí Minh cùng các bạn học viên Cao học trường đại học Khoa học Tự nhiên, đã<br /> giúp đỡ tôi trong quá trình học, nghiên cứu và tiến hành thí nghiệm.<br /> Cuối cùng, tôi muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình của tôi.<br /> Tp. Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 09 năm 2013<br /> <br /> Đặng Sa Ly<br /> <br /> 1<br /> <br /> MỤC LỤC<br /> LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. 1<br /> MỤC LỤC .................................................................................................................... 2<br /> DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ............................................................... 4<br /> MỞ ĐẦU....................................................................................................................... 5<br /> CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN .............................................................. 7<br /> 1.1. Tương tác của tia gamma[1], [6] ...................................................................................7<br /> 1.1.1. Hiệu ứng quang điện ............................................................................................... 8<br /> 1.1.2. Hiệu ứng Compton .................................................................................................. 9<br /> 1.1.3. Hiệu ứng tạo cặp.................................................................................................... 11<br /> 1.2. Hệ phổ kế gamma NaI(Tl) [2],[5],[6],[7] ........................................................................12<br /> 1.2.1. Detector nhấp nháy NaI(Tl) .................................................................................. 13<br /> 1.2.2. Phân tích dạng xung nhấp nháy............................................................................. 14<br /> 1.2.3. Tiền khuếch đại ..................................................................................................... 15<br /> 1.2.4. Khuếch đại ............................................................................................................. 17<br /> 1.2.5. Bộ phân tích độ cao xung ...................................................................................... 23<br /> 1.2.6. Độ phân giải năng lượng ....................................................................................... 26<br /> 1.3. Sơ đồ hệ phổ kế hiện đại ...........................................................................................26<br /> <br /> CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT XỬ LÝ XUNG TÍN HIỆU SỐ DPP ........................... 28<br /> 2.1. Kỹ thuật xử lý xung tín hiệu số DPP [15]..................................................................28<br /> 2.2. Xử lý xung tín hiệu phân tích độ cao xung [4],[8],[9],[10],[11] .......................................29<br /> 2.2.1. Sự tổng hợp của các xung hình thang và xung tam giác ....................................... 29<br /> 2.2.2. Sự tích chập với hàm chữ nhật và hàm dốc cụt (rectangular and truncated ramp<br /> functions) ......................................................................................................................... 30<br /> 2.2.3. Đáp ứng xung của sự hình thành xung hình thang ................................................ 31<br /> 2.2.4. Số hóa hình thành xung hình thang ....................................................................... 34<br /> 2.2.5. Một số giải thuật đệ quy khác ............................................................................... 38<br /> 2.3. Khôi phục mức nền (baseline restoration) .............................................................40<br /> <br /> CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT MỐI LIÊN HỆ GIỮA XUNG DẠNG MŨ VÀ XUNG<br /> HÌNH THANG ........................................................................................................... 41<br /> 3.1. Khảo sát dạng xung hình thang theo các tham số DPP.........................................41<br /> 3.1.1. Cố định bề rộng xung Tw, thay đổi k và m ............................................................ 41<br /> 3.1.2. Cố định thời gian tăng k, thay đổi m và Tw ........................................................... 42<br /> 2<br /> <br /> 3.1.3. Cố định thời gian phần đỉnh bằng m, thay đổi k và Tw ....................................... 43<br /> 3.1.4. Kết luận ................................................................................................................. 44<br /> 3.2. Ảnh hưởng của thời gian tăng (rise time) của xung mũ lên độ cao xung hình<br /> thang [10] ............................................................................................................................45<br /> 3.3. Khảo sát sự chồng chập xung [4] ..............................................................................47<br /> <br /> CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM ............................................................................... 53<br /> 4.1. Bố trí thí nghiệm .......................................................................................................53<br /> 4.1.1. Bố trí thí nghiệm ................................................................................................... 53<br /> 4.1.2. Các thông số thí nghiệm [12],[13],[14] ........................................................................ 53<br /> 4.2. Phân tích các tham số DPP đối với dạng xung ra hình thang ..............................54<br /> 4.2.1. Trường hợp cố định Tw = 20 µs ............................................................................ 55<br /> 4.2.2. Trường hợp Tw = 30 µs ......................................................................................... 56<br /> 4.2.3. Trường hợp Tw = 40 µs ......................................................................................... 56<br /> 4.2.4. So sánh và đánh giá tham số DPP dựa vào độ phân giải năng lượng ................... 57<br /> 4.3. Phân tích các tham số DPP đối với dạng xung ra mũi nhọn (cusp - like) ...........58<br /> 4.3.1. Phân tích các tham số DPP đối với dạng xung ra tam giác ................................... 58<br /> 4.3.2. Phân tích các tham số DPP đối với dạng xung ra mũi nhọn ................................. 60<br /> 4.4. Trường hợp chồng chập xung (pile-up) ..................................................................61<br /> <br /> KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 63<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 65<br /> PHỤ LỤC ................................................................................................................... 66<br /> <br /> 3<br /> <br />