Thạc Sĩ Nghiên cứu khả năng ứng dụng của AASI (Advanced Alpha-Spectrometric Simulation)

Lời nói đầu
Hiện nay, phương pháp Monte Carlo được ứng dụng rộng rãi trong việc mô hình hóa các thiết
bị và mô phỏng các quá trình phức tạp trong hầu hết mọi lĩnh vực của khoa học và kỹ thuật. Do đó,
ngành vật lý hạt nhân cũng không ngoại lệ, nó được chứng minh là công cụ thích hợp để mô tả sự
vận chuyển của hạt alpha, beta, quá trình tia gamma truyền trong vật chất, thậm chí với các dạng
hình học phức tạp.
Rất nhiều các bộ mã máy tính được phát triển nhằm phục vụ cho công việc mô phổng như các
ứng dụng trong phép đo đạc, trong ngành vật lý hạt cơ bản và trong các lĩnh vực công nghiệp. Cấp
độ tinh vi khác nhau giữa các bộ mã, kể cả các bộ mã đơn giản nhất đều dựa trên hiện tượng tán xạ
của Rutherford và Compton, sự hấp thụ quang điện, sự chuyển động chậm dần của các hạt mang
điện, khi đó kết quả thu được mới có thể chấp nhận.
Phép đo đạc phổ alpha là một phương pháp phân tích được sử dụng rộng rãi trong việc khảo
sát hoạt độ phóng xạ trong môi trường. Hoạt độ của các mẫu thấp đòi hỏi thời gian đo dài và khoảng
cách giữa nguồn và mẫu (SDD) nhỏ. Tuy nhiên, SDD nhỏ có thể gây ra hiện tượng trùng phùng, tức
là sự phát hạt alpha nào đó với một hạt phát ra tiếp theo từ hạt nhân con cháu xảy ra gần như đồng
thời. Ngoài ra, công tác thiết kế kỹ thuật chuẩn bị mẫu một cách cẩn thận là điều cần thiết, bởi vì
các hạt alpha mất dần năng lượng khi chúng truyền đi trong vật chất. Sự mất năng lượng sẽ dẫn đến
sự suy giảm phẩm chất phổ thông qua sự mở rộng đỉnh. Do đó, hiệu ứng chồng chập phổ sẽ tăng khi
SDD giảm.
Việc mô phổng được sử dụng để nghiên cứu sự ảnh hưởng của các hiện tượng khác nhau lên
chất lượng phổ. Kết quả là các yếu tố quan trọng nhất được chọn ra và sự thiết lập các phép đo được
xem là tối ưu. Không chỉ thế, các tính chất chưa được biết của nguồn, chẳng hạn như mật độ nguồn
(hoặc bề dày nguồn), hay các tính chất của hạt phát ra từ nguồn, đều có thể được xác định được.
Điều này quan trọng đối với mẫu được xử lí bằng phương pháp hóa phóng xạ.
Có nhiều bộ chương trình mô phổng Monte Carlo, như bộ chương trình TRIM, dãy phần mềm
GEANT, hay bộ MCNP, đều thích hợp trong việc mô phổng tính chất của hạt alpha trong môi
trường. Bộ mã Monte Carlo mới hiện nay là AASI (Advance Alpha-spectrometric Simulation),
được xây dựng để mô phổng phổ năng lượng của hạt alpha. Đây là một bộ chương trình mô phổng
được thiết kế toàn diện trong đó bao gồm tất cả các quá trình chủ yếu ảnh hưởng lên phổ năng
lượng. Các loại mẫu khác nhau (hạt son khí, mẫu dày, mẫu không đồng nhất, ) đều mô phổng
được. Hiện tượng trùng phùng được tính toán bằng cách sử dụng dữ liệu phân rã của từng hạt nhân
được lưu trong một tệp hồ sơ đã chuẩn bị sẵn bằng ngôn ngữ kí hiệu mở rộng, XML. Bộ mã k