Tính toán phổ năng lượng của kênh Nơtron phin lọc từ lò phản ứng hạt nhân đà lạt.doc

Tải tài liệu tại sividoc.com
Viết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-TEAMLUANVAN.COM
BỘ GIÁO DỤC
VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
Huỳnh Thanh Sơn
TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN
TÍNH TOÁN PHỔ NĂNG LƯỢNG CỦA KÊNH
NƠTRON PHIN LỌC TỪ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT
LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ
Khánh Hòa – 2020

BỘ GIÁO DỤC
VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
Huỳnh Thanh Sơn
TÍNH TOÁN PHỔ NĂNG LƯỢNG CỦA KÊNH
NƠTRON PHIN LỌC TỪ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT
Chuyên ngành: Vật lý kỹ thuật
Mã số: 8520401
LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
Hướng dẫn 1: PGS.TS Phù Chí Hòa- Trường Đại học Đà Lạt
Hướng dẫn 2: TS. Phạm Ngọc Sơn- Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt
Khánh Hòa – 2020

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện dưới sự
hướng dẫn của PGS.TS Phù Chí Hòa và TS. Phạm Ngọc Sơn. Các số liệu, kết
quả nêu trong luận văn được tiến hành tại Phòng Vật lý và Điện tử hạt nhân,
Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt. Các số liệu, kết quả là trung thực và chưa
được công bố trong các công trình nghiên cứu khác. Nếu không đúng như đã
nêu trên, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về đề tài của mình.
Khánh Hòa, tháng 07 năm 2020
Tác giả
Huỳnh Thanh Sơn
i

LỜI CẢM ƠN
Với tình cảm chân thành và lòng biết ơn sâu sắc, cho phép tôi gửi lời
cảm ơn chân thành nhất tới :
Quý Thầy, Cô giáo của Viện Hàm lâm Khoa học và Công nghệ Việt
Nam đã giảng dạy, truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu và tận tình
giúp đỡ tôi trong quá trình học tập.
Quý Thầy, Cô giáo của Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha
Trang đã nhiệt tình và tạo điều kiện thuận lợi để giúp tôi hoàn thành khóa học.
Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy PGS.TS Phù Chí
Hòa, TS. Phạm Ngọc Sơn đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá
trình thực hiện luận văn.
Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Trung học Phổ thông
Hoàng Văn Thụ, đã luôn động viên và giúp đỡ tôi trong suốt khóa học.
Cảm ơn các bạn học viên lớp cao học ngành Vật lý kỹ thuật K6 – Viện
Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã cùng tôi trao đổi kiến thức
trong suốt khóa học.
Và cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình tôi, những người
đã, đang và sẽ luôn luôn động viên – chia sẽ cùng tôi trong suốt cuộc đời.
Khánh Hòa, tháng 07 năm 2020
Huỳnh Thanh Sơn
ii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
STT Ký hiệu Giải thích ký hiệu
1 PHITS Hệ thống mô phỏng hạt và ion nặng bằng phương
pháp Monte – Carlo, (Particle and Heavy Ion
Transport code System)
2 MCNP Chương trình tính toán mô phỏng bằng phương pháp
Monte – Carlo (Monte Carlo N-Particle Transport
Code)
3 MCNP5 Chương trình tính toán mô phỏng bằng phương pháp
Monte – Carlo phiên bản 5 (Monte Carlo N-Particle
version 5)
4 BNCT Phương pháp xạ trị bằng kỹ thuật BNCT (Boron
neutron capture theraphy)
5 PGNAA Phân tích kích hoạt nơtron gamma tức thời (Prompt
Gamma-ray Neutron Activation Analysis)
6 IAEA Cơ quan Năng lượng nguyên tử Quốc tế (International
Atomic Energy Agency)
7 EXFOR Thư viện số liệu phản ứng hạt nhân thực nghiệm
(Experimental Nuclear Reaction Data)
8 CFNB Chương trình tính toán cho các chùm nơtron được lọc
(Calculation for Filtered Neutron Beams)
9 JAEA Cơ quan Năng lượng nguyên tử Nhật Bản (Japan
Atomic Energy Agency)
10 GEANT4 Chương trình mô phỏng hình học và quá trình chuyển
động (GEometry And Tracking)
11 JENDL-4.0 Thư viện số liệu hạt nhân tính toán (Japanes
Evaluated Nuclear Data Library)
iii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Số bảng Nội dung bảng Trang
1.1 Bảng so sánh chương trình PHITS với các chương 17
trình máy tính khác
2.1 Các phần trong cấu trúc chương trình PHITS 22
2.2 Mô tả chế độ tính toán 24
2.3 Mô tả lịch sử tương tác của hạt 24
2.4 Tên tập tin đầu vào-đầu ra 25
2.5 Mô tả các thông số cho nguồn bức xạ hình trụ 26
2.6 Bề mặt bao quanh vật thể 30
2.7 Định dạng khối vật thể 35
2.8 Mô tả các chức năng của Tally 39
3.1 Số liệu phân bố phổ năng lượng nơtron của chùm tia 49
nơtron ( với chuẩn trực hình cone, phin lọc Bismuth
6cm và Sapphire 15cm)
3.2 Số liệu phân bố phổ năng lượng nơtron của chùm tia 53
nơtron ( với chuẩn trực hình trụ, phin lọc Bismuth
6cm và Sapphire 15cm)
3.3 Các tham số phổ nơtron: Thông lượng nơtron nhiệt, 58
trên nhiệt, đối với hình cone tinh thể và hình cone
bình thường (Sử dụng phin lọc Bismuth-6cm,
Sapphire-15cm)
trên nhiệt, đối với hình cone tinh thể và hình trụ tinh
thể (Sử dụng phin lọc Bismuth-6cm, Sapphire-15cm)
iv

trên nhiệt, đối với hình cone tinh thể với phin lọc sử
dụng Bismuth-6cm và chiều dài tinh thể Sapphire
thay đổi từ 0 đến 20cm
trên nhiệt, đối với hình cone tinh thể (Sử dụng phin
lọc Bismuth-6cm, Sapphire-15cm và không có phin
lọc)
v

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Số hình Nội dung hình Trang
1.1 Sơ đồ thuật toán Monte Carlo tính toán quá trình tương 12
tác, của một hạt nơtron trong vật liệu.
1.2 Thống kê số liệu về phổ năng lượng của hạt. 16
1.3 Thống kê về mật độ thông lượng của hạt 16
2.1 Khai báo véctơ chỉ phương và góc khối của nguồn bức xạ 26
2.2 Nguồn hình trụ 27
2.3 Các trường hợp nguồn hình trụ 27
2.4 Kết quả khai báo một nguồn bức xạ hình trụ 28
2.5 Kết quả khai báo hình cầu, hình hộp, mặt phẳng và hình 37
trụ.
2.6 Kết quả khai báo chuẩn trực hình trụ. 38
2.7 Thống kê về mật độ thông lượng của hạt khi sử dụng lưới 43
xyz.
2.8 Lỗi khi không có hạt thống kê trong lưới. 43
2.9 Hiển thị thông lương của hạt với phân bố năng lượng. 45
3.1 Mặt cắt của lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt và vị trí kênh 46
ngang số 1.
3.2 Mô hình tính toán hệ dẫn chùm tia nơtron phin lọc hình 48
cone tại kênh ngang số 1 bởi chương trình PHITS.
3.3 Mô hình tính toán hệ dẫn chùm tia nơtron phin lọc hình 48
trụ tại kênh ngang số 1 bởi chương trình PHITS.
3.4 Phổ nơtron đơn năng của hình cone tinh thể và hình cone 58
bình thường theo thang logarit.
3.5 Phổ nơtron đơn năng của hình cone tinh thể và hình cone 59
bình thường theo thang tuyến tính.
vi

3.6 Phổ nơtron đơn năng của hình cone tinh thể và hình trụ 60
tinh thể theo thang tuyến tính.
3.7 Phổ nơtron đơn năng của hình cone tinh thể và hình trụ 60
tinh thể theo thang logarit.
3.8 Phổ nơtron đơn năng của hình cone tinh thể khi phin lọc 62
Sapphire thay đổi chiều dài theo thang tuyến tính.
3.9 Phổ nơtron đơn năng của hình cone tinh thể (với phin lọc 63
Bismuth-6cm, Sapphire-15cm và không có phin lọc) theo
thang logarit.
3.10 Phổ nơtron đơn năng của hình cone tinh thể (với phin lọc 64
Bismuth-6cm, Sapphire-15cm và không có phin lọc) theo
thang tuyến tính.
vii

MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
Danh mục các ký hiệu, chữ cái viết tắt iii
Danh mục các bảng iv
Danh mục các hình vẽ, đồ thị vi
Mục lục viii
Mở đầu ……………………………………………………………….. 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU………..…….……….. 3
1.1 Tình hình nghiên cứu ở ngoài nước. …………………… 3
1.2 Tình hình nghiên cứu ở trong nước …………………..… 4
1.3 Cơ sở lý thuyết của kỹ thuật phin lọc nơtron …………… 5
1.4 Phương pháp tính toán dòng nơtron phin lọc ………….... 8
1.5 Kỹ thuật tính toán bằng mô phỏng Monte Carlo ………... 9
1.5.1 Tìm hiểu các chương trình mô phỏng trên thế giới
và trong nước …………………………….……… 9
1.5.2 Kỹ thuật tính toán Monte Carlo …………………. 11
1.6 Giới thiệu chương trình tính toán PHITS………….…….. 15
CHƯƠNG 2PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
VÀ THỰC HIỆN MÔ PHỎNG………..……. 20
2.1 Hướng dẫn cài đặt và thực thi PHITS ……………...…… 20
2.1.1. Cài đặt trên hệ điều hành Windows ……………… 20
2.1.2. Thực thi PHITS trên hệ điều hành Windows…….. 21
2.1.3. Phần mềm được đề xuất …………………………. 21
viii

2.2 Hướng dẫn tạo file-input cho chương trình mô phỏng … 22
Chương 3 Kết quả và thảo luận ……………………………………. 46
3.1 Tổng quan chương trình và phương pháp Monte Carlo … 47
3.2 File-input dựa trên cơ sở cấu trúc thiết kế của kênh ngang
số 1 của Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt …………..……… 47
3.3 Số liệu phân bố phổ năng lượng nơtron của chùm tia
nơtron tại kênh ngang số 1 của
Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt ……………….....……… 49
3.4 Các tham số phổ nơtron: Thông lượng nơtron nhiệt,
trên nhiệt………………………………………………… 57
3.5 Thảo luận ………………………………………….……. 65
Kết luận và kiến nghị …………………………………… 67
1 Kết luận ………………………………………………… 67
2 Kiến nghị …………………………………………….…. 68
Bài báo khoa học công bố…………………………………………… 68
Tài liệu tham khảo ……………………………………………………. 69
Phụ lục………………………………………………………………… 71
Phụ lục 1 Bài báo khoa học ……………………………………….. 71
Phụ lục 2 Thông báo phê duyệt sử dụng phần mềm PHITS .....…… 79
Phụ lục 3 File input mô phỏng chuẩn trực hình cone……..……….. 80
Phụ lục 4 File input mô phỏng chuẩn trực hình trụ.……………….. 91
Phụ lục 5 Các nội dung hướng dẫn thiết kế file – input trong chương
trình mô phỏng PHITS .....……………………………..... 95
ix

MỞ ĐẦU
Vật lý nơtron có một vai trò quan trọng trong sự phát triển khoa học và
công nghệ hạt nhân. Đây là một trong những ngành khoa học mũi nhọn không
thể thiếu ở các nước có nền khoa học hạt nhân tiên tiến.
Kỹ thuật phin lọc nơtron đã được áp dụng ở nhiều nước trên thế giới
như Ukraina, Mỹ, Nga, Nhật Bản, Việt Nam,... trong các nghiên cứu ứng
dụng kênh nơtron từ lò phản ứng hạt nhân nghiên cứu như: nghiên cứu thực
nghiệm phản ứng hạt nhân với nơtron, nghiên cứu vật lý nơtron và cấu trúc
hạt nhân; chuẩn liều bức xạ nơtron, nghiên cứu phương pháp xạ trị nơtron
(neutron capture therapy), nghiên cứu che chắn bức xạ, chụp ảnh nơtron, phân
tích nguyên tố . . .
Hiện nay, Việt Nam đã có nhiều chương trình ứng dụng năng lượng và
kỹ thuật hạt nhân tham gia vào sự phát triển kinh tế xã hội. Vì vậy, các nghiên
cứu về vật lý nơtron và đào tạo nguồn nhân lực trong lĩnh vực này ngày càng
trở nên cần thiết. Trong các nghiên cứu thực nghiệm về phản ứng hạt nhân với
nơtron, đo số liệu hạt nhân phục vụ cho tính toán thiết kế lò phản ứng, phân
tích đánh giá an toàn luôn cần thiết phải tạo ra các dòng nơtron chuẩn đơn
năng.
Phổ năng lượng của các kênh nơtron phin lọc từ Lò phản ứng hạt nhân
là thông tin quan trọng cần thiết cho các nghiên cứu ứng dụng. Do đó, đề tài
nghiên cứu tính toán xác định thông lượng nơtron nhiệt, nơtron nhanh và phổ
năng lượng nơtron của các kênh nơtron phin lọc từ Lò phản ứng hạt nhân Đà
Lạt là cần thiết và cũng là lý do chọn đề tài này. Kết quả của đề tài này sẽ có ý
nghĩa khoa học và thực tiễn trong việc phục vụ phát triển kênh nơtron năng
lượng nhiệt (thermal neutron beam) tại Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt và góp
phần cung cấp thông tin về tham số vật lý nơtron như thông lượng nơtron, tỉ
số Cadmi và độ sạch của chùm tia. Các tham số này cần thiết cho các nghiên
cứu khoa học và ứng dụng triển khai tại kênh ngang số 1 của Lò phản ứng hạt
nhân Đà Lạt. Mục đích của đề tài là ứng dụng chương trình tính toán mô
phỏng PHITS trên cơ sở phương pháp Monte Carlo để nghiên cứu tính toán
truyền nơtron qua phin lọc và chuẩn trực chùm tia phục vụ phát triển kênh
1

nơtron nhiệt tại Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, từ đó tính toán xác định được
phân bố phổ năng lượng nơtron sau khi truyền qua các tổ hợp phin lọc tại
kênh nơtron phin lọc của Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt. Đối tượng và phạm vi
nghiên cứu là đặc trưng phổ năng lượng và thông lượng nơtron nhiệt tương
ứng với bộ phin lọc mới (bao gồm Bismuth và Sapphire) để nhận được chùm
tia nơtron với năng lượng trung bình En = 0.0253 eV tại kênh nơtron số 1 của
lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt.
Xuất phát từ những yêu cầu thực tế đã nêu ở trên, tôi đã chọn nội dung
nghiên cứu với tên đề tài: ‘‘Tính toán phổ năng lượng của kênh nơtron phin
lọc từ Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt’’, để làm luận văn tốt nghiệp Cao học
khóa 6, chuyên ngành Vật lý kỹ thuật của Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam. Cấu trúc luận văn như sau:
Chương 1: Tổng quan về tình hình nghiên cứu, phát triển kỹ thuật phin
lọc nơtron trên thế giới và trong nước. Trình bày tổng quan về kỹ thuật tính
toán phổ năng lượng, độ sạch tương đối của dòng nơtron phin lọc và một số
ứng dụng quan trọng. Trình bày tổng quan về phương pháp mô phỏng Monte
Carlo và chương trình máy tính PHITS.
Chương 2: Thiết kế chuẩn trực và tính toán mô phỏng kênh nơtron tại
Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt.
Chương 3: Trình bày các kết quả tính toán và thảo luận về phân bố phổ
năng lượng nơtron của chùm tia nơtron, các tham số phổ nơtron: Thông lượng
nơtron nhiệt, trên nhiệt . . .
Chương 4: Trình bày các kết luận và kiến nghị.
Lĩnh vực vật lý nơtron và kỹ thuật phin lọc nơtron để tạo ra dòng
nơtron chuẩn đơn năng rất phức tạp và đa dạng. Mặc dù, tôi đã rất cố gắng
nhưng do thời gian nghiên cứu tương đối ngắn và kinh nghiệm chưa nhiều
nên sẽ không tránh khỏi những thiếu sót về nội dung cũng như cách trình bày,
kính mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và các đồng nghiệp để luận
văn được hoàn thiện hơn.
2

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Trong chương này, các nội dung được trình bày một cách tổng quan
gồm tình hình nghiên cứu ở ngoài nước và trong nước về sự phát triển của kỹ
thuật nơtron phin lọc, trình bày một số ứng dụng trong thực tiễn đối với các
dòng nơtron phin lọc.
1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở NGOÀI NƯỚC
Một trong những phương pháp tạo dòng nơtron chuẩn đơn năng cường
độ mạnh hiện nay trong vùng năng lượng từ 0,4 keV đến vài trăm keV là các
chùm nơtron đi qua phin lọc trên cơ sở các kênh ngang của lò phản ứng hạt
nhân. Kỹ thuật nơtron phin lọc được giới thiệu vào năm 1968 bởi hai nhà
khoa học Simpson và Muller, về khả năng sử dụng một số phin lọc để tạo
dòng nơtron đơn năng từ lò phản ứng, phục vụ các thí nghiệm nghiên cứu về
phản ứng bắt nơtron của hạt nhân [1].
Ngày nay, kỹ thuật phin lọc nơtron đã được áp dụng ở nhiều nước như
Ukraina, Mỹ, Nhật, Hàn Quốc,… Tại Viện Nghiên cứu hạt nhân Kiev
(Ucraina), đã phát triển các tổ hợp phin lọc nơtron sử dụng các loại vật liệu
Ni, Fe, S, B, Al, Mn, Mg, Si, Sc và các đồng vị Cr-52, Fe-54, Fe-56, Ni-58,
Ni-60, Ni-62, Ni-64, B-10,... và đã nhận được các dòng nơtron chuẩn đơn
năng, với năng lượng từ 0,498 keV đến 602,5 keV, thông lượng từ 0,13 đến
26,8x106
(n/cm2
.s) và cường độ tương đối từ 39,5 đến 99% [2, 3,4]
Tại phòng thí nghiệm lò phản ứng hạt nhân của Đại học Ban Ohio
(OSURR) đã phát triển các tổ hợp phin lọc nơtron sử dụng các loại vật liệu
Bismuth và Sapphire để làm phin lọc và đã nhận được các dòng nơtron chuẩn
đơn năng, với năng lượng 0,5 MeV, 0,8 MeV, 1,0 MeV, 1,5 MeV, 2,0 MeV,
3,0 MeV,…[5].
Tại Brookhaven của Mỹ, các chùm nơtron phin lọc 2 keV và 24,5 keV
được sử dụng để đo tiết diện bắt bức xạ và nghiên cứu cơ chế phản ứng bắt
nơtron [2].
Các dòng nơtron phin lọc từ lò phản ứng có ưu điểm là có thông lượng
dòng cao đạt từ 105
-107
n/cm2
s, có độ phân giải năng lượng cao và nền phông
3

gamma thấp. Các khó khăn chính là để tạo ra các chùm nơtron có chất lượng
tốt thì phần lớn các vật liệu phin lọc cần có độ giàu đồng vị cao, do đó dòng
nơtron phin lọc nhiệt sử dụng các vật liệu đơn tinh thể như Silic, Berili,
Bismuth được phát triển phổ biến hơn ở nhiều nước như Ai Cập, Ấn Độ, Hàn
Quốc,...[2].
1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC
Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt có 4 kênh nơtron phục vụ cho các mục
đích nghiên cứu với đường kính kênh là 15,2cm, trong đó có 3 kênh xuyên
tâm và 1 kênh tiếp tuyến. Cho đến nay đã có 3 kênh được đưa vào sử dụng là
kênh tiếp tuyến số 3, kênh xuyên tâm số 2 và kênh xuyên tâm số 4. Các dòng
nơtron phin lọc từ kênh ngang số 3 và số 4 đã được đưa vào sử dụng từ những
năm 1990, kênh ngang số 2 đã được đưa vào sử dụng từ năm 2012 để phục vụ
các nghiên cứu cơ bản và ứng dụng. Kỹ thuật phin lọc nơtron được phát triển
ở Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt cho phép nhận được các chùm nơtron chuẩn
đơn năng với thông lượng từ 105
đến 106
(n/cm2
.s) thích hợp cho các nghiên
cứu số liệu phản ứng hạt nhân với nơtron. Các phương pháp như phân tích
kích hoạt nơtron gamma tức thời, các thí nghiệm đo nơtron truyền qua, các
nghiên cứu thực nghiệm về cấu trúc và mật độ mức hạt nhân bằng phương
pháp đo tổng biên độ các xung gamma trùng phùng từ phản ứng bắt nơtron
nhiệt đã được thực hiện tại lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt [6].
Năm 2012 kênh xuyên tâm số 2 với hệ thống phin lọc Silic và Bismuth
được đưa vào sử dụng phục vụ cho phân tích kích hoạt nơtron gamma tức thời
(PGNAA), nghiên cứu phản ứng hạt nhân (n, ), đo xác định thực nghiệm số
liệu tiết diện phản ứng hạt nhân với nơtron, tiến hành các thực nghiệm về
phản ứng hạt nhân, vật lý hạt nhân, vật lý nơtron và che chắn bức xạ trong
công tác đào tạo[2].
4

1.3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA KỸ THUẬT PHIN LỌC NƠTRON
Nơtron có tính chất trung tính về điện, do đó nơtron không bị ảnh
hưởng bởi điện tích âm của electron trong lớp vỏ nguyên tử cũng như điện
tích dương của hạt nhân. Tính chất quan trọng này cho phép nơtron đi qua
đám mây electron nguyên tử và tương tác trực tiếp với hạt nhân. Chính vì thế,
nơtron có thể xâm nhập sâu vào các vật thể và vật liệu. Mặt khác, bước sóng
của nơtron thì tỷ lệ nghịch với động lượng của nó. Với hằng số Planck h, khối
lượng nơtron mn không đổi, bước sóng giảm xuống theo một hàm của vận tốc
v, được thể hiện trong phương trình de Broglie cho bước sóng tính bằng đơn
vị nanomet[5].

h

395, 6 (1.1)
m .v v
n
Các nơtron có năng lượng cao khi chúng được sinh ra từ các nguồn
phản ứng phân hạch và trải qua nhiều tương tác tán xạ để bị làm chậm hoặc
điều tiết xuống các năng lượng mà chúng ở trạng thái cân bằng nhiệt với
chuyển động của các nguyên tử xung quanh chúng. Tại thời điểm này, năng
lượng có thể được truyền từ nơtron sang hạt nhân và từ hạt nhân đến nơtron.
Các nơtron nhiệt theo định nghĩa là các nơtron ở trạng thái cân bằng nhiệt với
vật chất ở 300K. Khi đó, ta có thể sử dụng hàm phân bố Maxwell để mô tả
phổ của các năng lượng trong trạng thái cân bằng nhiệt này. Năng lượng có
thể xảy ra với tỉ lệ cao nhất trong phân bố là 0,0253 (eV), tương ứng với vận
tốc nơtron là 2200 (m/s) và bước sóng là 0,18 (nm). Khi xảy ra các tương tác
bắt một nơtron bởi một hạt nhân, dẫn đến một hoặc nhiều tia gamma được
phát ra. Sự hấp thụ nơtron và phát xạ tia gamma tiếp theo rất hữu ích trong
việc xác định thành phần nguyên tố của mẫu vì mỗi đồng vị tạo ra tia gamma
có năng lượng riêng biệt.
Trên thực tế, trong các lò phản ứng hạt nhân, chỉ có nơtron nhanh được
tạo ra trong quá trình phân hạch hạt nhân. Sự phân bố năng lượng của các
nơtron này có thể tính gần đúng bởi công thức Watt [2]:
( E ) 0, 484eE
sin(2 E)0,5
(1.2)
5

Từ lý thuyết phản ứng hạt nhân, chúng ta biết rằng tiết diện tương tác
của nơtron với vật chất, tăng rõ rệt theo quy luật 1/v khi giảm năng lượng
nơtron. Trong môi trường chất làm chậm của lò phản ứng hạt nhân, phổ
nơtron có phân bố theo ba miền năng lượng như sau :
+ Nơtron nhiệt : 0 < En < 0,5 eV
+ Nơtron trung gian : 0,5 eV < En < 100 keV
+ Nơtron nhanh : 100 keV < En < 20 MeV
Cơ sở của kỹ thuật nơtron phin lọc là dựa trên sự suy giảm cường độ
chùm nơtron, tại các năng lượng không mong muốn nhưng vẫn đảm bảo được
cường độ mạnh tại đỉnh năng lượng quan tâm, khi đi qua vật liệu làm phin lọc
có một bề dày đủ lớn. Trong tiết diện nơtron toàn phần của nhiều đồng vị
hoặc nguyên tố, có các cực tiểu tạo thành do sự giao thoa của tán xạ thế và tán
xạ cộng hưởng, của các sóng nơtron trong vùng năng lượng trung bình. Các
cực tiểu này có thể có giá trị tiết diện gần bằng 0 hoặc rất nhỏ. Vì vậy, khi
chùm nơtron từ lò phản ứng có năng lượng phân bố từ nơtron nhiệt đến nơtron
nhanh, truyền qua vật liệu có độ dày thích hợp sẽ tương tác với vật liệu này
giống như lọc nơtron. Phía sau vật liệu này sẽ nhận được dòng nơtron đơn
năng, với giá trị năng lượng tương ứng với cực tiểu của tiết diện toàn phần.
Các bước cơ bản nhất để tạo ra một dòng nơtron phin lọc mới, trên cơ
sở các kênh ngang của lò phản ứng bao gồm:
1. Tính toán lựa chọn kích thước và tổ hợp các vật liệu phù hợp nhất
làm phin lọc, để thu được phổ nơtron đơn năng có độ sạch (cường độ
tương đối) đạt gần 100%.
2. Gia công, lắp đặt phin lọc và chuẩn trực dòng nơtron.
3. Đo và kiểm tra thực nghiệm đỉnh năng lượng, thông lượng và độ
sạch đơn năng.
4. Hiệu chỉnh phin lọc để có kết quả phù hợp với thiết kế.
6

Trong luận văn này, chúng tôi trình bày các nghiên cứu tính toán, nhằm
chọn lựa các thông số thiết kế tối ưu về kích thước và phân bố phổ năng lượng
đơn năng tại 0,0253eV dự kiến sẽ thu được trên cơ sở dòng nơtron qua tổ hợp
phin lọc Bismuth và Sapphire từ kênh ngang số 1 của Lò phản ứng hạt nhân
Đà Lạt. Các kết quả này là số liệu cần thiết để tiến hành phát triển dòng
nơtron phin lọc đơn năng 0,0253eV qua tổ hợp phin lọc Bismuth và Sapphire
mới trong thời gian tới.
Phổ năng lượng nơtron tạo thành sau phin lọc được tính theo biểu thức
sau [2, 4]:
 ( E ) ( E )*
exp(d 
tk
(E)), (1.3)
0 i k k k
Eh
0 ( E )dE
I
E
l
, (1.4)
20 MeV
 0 ( E )dE
10
5
eV
Trong đó:
+ 0 ( E) là phổ thông lượng nơtron tạo thành sau phin lọc,
+ i ( E) là phổ thông lượng nơtron từ lò phản ứng tại vị trí trước phin lọc,
+ k là mật độ hạt nhân của thành phần phin lọc thứ k (số hạt nhân/cm3
),
+ dk là chiều dài của thành phần phin lọc thứ k (cm),
+ tk ( E) là tiết diện hấp thụ nơtron toàn phần của vật liệu thứ k,
+ E là năng lượng nơtron,
+ I là cường độ tương đối (độ sạch) của đỉnh phổ đơn năng,
+ El và Eh là cận dưới và cận trên của đỉnh phổ năng lượng chính.
Ngoài ra, các công đoạn còn lại như gia công, lắp đặt phin lọc và chuẩn
trực dòng nơtron, đo và kiểm tra thực nghiệm đỉnh năng lượng, thông lượng,
độ sạch đơn năng và hiệu chỉnh phin lọc để có kết quả phù hợp với thiết kế.
7

Các vấn đề an toàn bức xạ và các điều kiện kỹ thuật cần thiết để đạt được chất
lượng dòng nơtron cao nhất là hướng phát triển kế tiếp của đề tài.
1.4. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN DÒNG NƠTRON PHIN LỌC
Các bộ lọc thường được sử dụng trong các cơ sở chùm tia để lọc ra tia
gamma không mong muốn và thông lượng nơtron nhanh nhằm cải thiện tỷ lệ
nhiễu tín hiệu cho nhiều kỹ thuật phân tích. Các cơ sở chụp ảnh phóng xạ
nơtron nhắm đến hàm lượng neutron nhiệt cao và giảm hàm lượng gamma
cho độ nhạy cao và chất lượng hình ảnh tổng thể. Do nhu cầu về các chùm
nơtron nhiệt có cường độ cao và độ sạch tia gamma cao nên cần phải có các
vật liệu lọc chất lượng tương ứng.
Các vật liệu ứng cử viên tốt nhất thỏa mãn các yêu cầu trên bao gồm
Thạch anh (SiO2 ), Bismuth, Berili, Magiê oxit, Silic và Sapphire (Al2O3).
Nếu xét về sự sẵn có của các tinh thể đơn lớn và hiệu quả thì Thạch anh,
Sapphire và Silic là những vật liệu được ưu tiên lựa chọn. Sapphire ở nhiệt độ
phòng hiệu quả hơn Thạch anh và Silic như một bộ lọc nơtron nhiệt, ngay cả
khi chúng được làm lạnh bằng phương pháp lạnh đến 77 K để cải thiện hiệu
quả. Hơn nữa, các đặc tính truyền của Sapphire không bị suy giảm do chiếu
xạ trong một thời gian dài trong kênh ngang của lò phản ứng[5].
Bismuth không phải là ứng cử viên hàng đầu làm vật liệu lọc nơtron, vì
Bismuth tồn tại mật độ cao của các trạng thái phonon tần số thấp. Tuy nhiên,
với mật độ cao (9,78 g/cm3
) và số nguyên tử (Z = 83), Bismuth rất hiệu quả
trong việc che chắn các tia gamma. Mặc dù thiếu hiệu quả với việc truyền
nơtron nhiệt nhưng nó có thể đóng vai trò kép trong việc lọc tia gamma và
góp phần làm giảm nền nơtron nhanh[5].
Với việc chấp nhận hy sinh một lượng nhỏ nơtron nhiệt nhưng đem lại
hiệu quả trong việc lọc nơtron nhanh và tia gamma thì ta chọn tổ hợp phin lọc
là Bismuth và Sapphire làm phin lọc nơtron.
Các bước cơ bản nhất để tạo ra dòng nơtron phin lọc mới, trên cơ sở
các kênh ngang của lò phản ứng nghiên cứu bao gồm:
8

- Tính toán chọn lựa kích thước và tổ hợp các vật liệu phù hợp nhất làm
phin lọc, để thu được phổ nơtron đơn năng có cường độ tương đối đạt đến giá
trị cao nhất có thể (trong thực tế đạt từ 85 97%).
- Gia công, lắp đặt phin lọc và chuẩn trực dòng nơtron. Trong nội dung
này, luận văn trình bày cách tính toán nhằm lựa chọn các thông số về kích
thước, mật độ, tổ hợp các vật liệu và phân bố phổ năng lượng dự kiến sẽ thu
được trên cơ sở dòng nơtron từ kênh ngang số 1 của Lò phản ứng hạt nhân Đà
Lạt. Các kết quả tính toán sẽ là số liệu cần thiết để tiến hành phát triển dòng
nơtron phin lọc 0,0253eV trên kênh ngang số 1.
Như đã trình bày, nguyên lý cơ bản của kỹ thuật phin lọc nơtron nhiệt
là sử dụng một lượng đủ lớn các vật liệu dạng đơn tinh thể có phân bố cực
tiểu trong tiết diện hấp thụ nơtron toàn phần trong vùng năng lượng lân cận
nơtron nhiệt với giá trị En = 0,0253eV. Như vậy, khi cho chùm nơtron từ lò
phản ứng truyền qua tổ hợp vật liệu đơn tinh thể này thì chúng ta sẽ nhận
được một dòng nơtron có thành phần thông lượng nơtron nhiệt cao, tỉ số
nơtron nhiệt và nơtron nhanh có thể đạt giá trị từ 80 đến 200 lần. Chương
trình máy tính gọi là PHITS [7, 8], được sử dụng trong tính toán các đặc trưng
phân bố của phổ nơtron tạo thành sau khi truyền qua các tổ hợp phin lọc khác
nhau. Các số liệu về kích thước được thay đổi để thu được dòng nơtron đơn
năng có độ sạch cao và thông lượng đáp ứng được yêu cầu (trên 106
n/cm2
.s).
Số liệu ban đầu về phổ thông lượng nơtron từ lò phản ứng đã được xác định
trước đây tại vị trí trước phin lọc của kênh ngang số 1 của Lò phản ứng hạt
nhân Đà Lạt.
1.5. KỸ THUẬT TÍNH TOÁN BẰNG MÔ PHỎNG MONTER CARLO
1.5.1. Các chương trình mô phỏng trên thế giới và trong nước.
Hiện nay, tại Viện Nghiên cứu hạt nhân có các chương trình máy tính
để sử dụng trong tính toán thiết kế phin lọc nơtron áp dụng tại các kênh ngang
của Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt bao gồm: chương trình CFNB được phát
triển bởi Nhóm nghiên cứu số liệu hạt nhân tại Viện Nghiên cứu hạt nhân và
chương trình MCNP5. Chương trình tính toán CFNB thực hiện tính toán bằng
9

kỹ thuật nơtron truyền qua, có ưu điểm là tốc độ tính toán nhanh và cho kết
quả khá chính xác về phổ năng lượng của dòng nơtron phin lọc. Tuy nhiên các
cấu hình phức tạp của nguồn nơtron và hệ thống che chắn dẫn dòng đã được
đơn giản hóa về cấu hình, nguồn nơtron được khai báo chuẩn trực. Chương
trình MCNP5 là phần mềm được phát triển trên cơ sở phương pháp Monte
Carlo của phòng Vật lý Lý thuyết và Ứng dụng, thuộc Phòng thí nghiệm quốc
gia Los Alamos (Mỹ) để mô phỏng các quá trình vật lý hạt nhân đối với
nơtron, photon, electron như các quá trình phân rã hạt nhân, tương tác giữa
các tia bức xạ với vật chất, thông lượng nơtron,… [9, 10, 11, 12]. Trong quá
trình tính toán, MCNP5 sử dụng các thư viện số liệu hạt nhân sau:
- Các file số liệu tính toán ENDF (The Evaluated Nuclear Data File),
- Thư viện số liệu hạt nhân tính toán JENDL,
- Thư viện số liệu kích hoạt ACTL (The Activation Library).
Trong MCNP có hơn 500 bảng dữ liệu tương tác nơtron khả dĩ, cho
khoảng 100 đồng vị và nguyên tố khác nhau. Số liệu của gần 2000 phản ứng
kích hoạt và chuẩn liều cho hơn 400 hạt nhân bia ở các mức kích thích và cơ
bản, các tiết diện này là các hàm phụ thuộc năng lượng trong MCNP5.
Chương trình MCNP5 điều khiển quá trình tương tác của bức xạ với vật chất,
bằng cách gieo số ngẫu nhiên theo quy luật thống kê của các hàm phân bố xác
suất, tương ứng với các đại lượng vật lý của thí nghiệm cần tính toán mô
phỏng (hàm phân bố phổ năng lượng, hàm phân bố tiết diện phản ứng, hàm
phân bố góc của tiết diện tán xạ,…). Chương trình MCNP5 đã khắc phục
hoàn toàn các khó khăn của chương trình CFNB. Tuy nhiên, chương trình
MCNP5 là chương trình có bản quyền, có giá thành cao.
Trên cơ sở các ưu và nhược điểm của các chương trình đã phân tích ở
trên, kỹ thuật tính toán Monte Carlo bằng chương trình PHITS đã được áp
dụng, để tính toán, thiết kế dòng nơtron đơn năng 0,0253eV trên cơ sở hệ
thống dẫn dòng nơtron tại kênh ngang số 1 của Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt.
10

1.5.2. Kỹ thuật tính toán Monte Carlo
Tính toán Monte Carlo là phương pháp số, sử dụng các số ngẫu nhiên
để mô phỏng cấu trúc thực tế về không gian và vật liệu của cấu hình thực
nghiệm đã có, hoặc mô hình thiết kế dự kiến để giải gần đúng, phương trình
truyền Boltzmann theo quy luật thống kê. Để giải bài toán bằng phương pháp
này, cần thực hiện các bước cơ bản sau [12]:
- Tạo ra các số ngẫu nhiên trên khoảng [0,1];
- Lấy mẫu các đại lượng ngẫu nhiên từ hàm phân bố mật độ xác suất cho
trước, của các đại lượng tương ứng trong phương trình truyền hạt trên cơ sở
các số ngẫu nhiên phân bố đều trên khoảng [0,1]; các đại lượng có phân bố
mật độ xác suất như: phân bố tiết diện phản ứng theo năng lượng, phổ năng
lượng của nguồn bức xạ, phân bố không gian của vật liệu nguồn,…
- Tính các đặc trưng trung bình của các đại lượng quan tâm dựa trên giá trị
thống kê ghi nhận được sau N lần gieo ngẫu nhiên đối với hạt nguồn (nguồn
bức xạ nơtron, gamma).
Sơ đồ thuật toán tổng quát của một chương trình tính toán Monte Carlo
được mô tả như trong Hình 1.1.
11

Start ( Gieo một hạt
nguồn nơtron )
Phân bố năng lượng
vx, vy, vz
Năng
lượng
Đơn năng lượng
vx, vy, vz
Nguồn điểm
x, y, z
Loại
nguồn
Nguồn mặt/khối
x, y, z
Đẳng hướng
rx, ry, rz
Phương
chiều
Phân bố hướng
rx, ry, rz
Chuyển qua Cell tiếp theo
Tiết diện toàn phần vĩ mô Quảng chạy tự do trung bình
Xác định vị trí
Hạt vượt ra khỏi
biên của Cell
Hạt thoát khỏi hệ
thống
Tán xạ đàn hồi
(n,n)
Vị trí hạt trong Cell
Tương tác với vật
chất trong Cell
Phản ứng
(n,f) (n,2n) (n,p)
Phản ứng bắt, hấp thụ
Hình 1.1. Sơ đồ thuật toán Monte Carlo tính toán quá trình tương tác của một
hạt nơtron trong vật liệu.
12

Phương pháp Monte Carlo đã được nghiên cứu và ứng dụng từ rất lâu,
nhưng chỉ trong vài thập niên gần đây nhờ có sự phát triển của máy tính điện
tử, các cải tiến mạnh mẽ về tốc độ tính toán cũng như truyền số liệu, đã làm
cho kỹ thuật tính toán Monte Carlo phát huy được những đặc điểm vốn có của
phương pháp và được áp dụng ngày càng rộng rãi và phổ biến trong các lĩnh
vực khác nhau của khoa học và công nghệ, nhất là ngành vật lý hạt nhân.
Từ những năm 40 của thế kỷ XX, tại phòng thí nghiệm Los-Alamos,
Mỹ đã chú trọng việc sử dụng rộng rãi những những công cụ của lý thuyết xác
suất trong việc giải các bài toán thực tế trên máy tính điện tử. Các phương
pháp mô phỏng thống kê có thể khai thác với các phương pháp số truyền
thống. Trong rất nhiều ứng dụng của phương pháp mô phỏng Monte Carlo.
Quá trình vật lý được mô phỏng trực tiếp và không cần viết ra các phương
trình vi phân mô tả phản ứng của hệ. Yêu cầu duy nhất của phương pháp mô
phỏng Monte Carlo là hệ vật lý đó phải được mô tả bằng những hàm mật độ
xác suất, giả sử rằng phản ứng của một hệ có thể được mô tả bằng các đại
lượng ban đầu, có phân bố theo hàm mật độ xác suất; mô phỏng Monte Carlo
có thể được thực hiện bằng cách lấy mẫu ngẫu nhiên từ hàm mật độ xác xuất.
Trong nhiều ứng dụng thực tế, ta có thể dự đoán phương sai của kết quả trung
bình và do đó dự đoán được số các phép thử Monte Carlo cần thiết để đạt
được độ chính xác thống kê cho trước.
Giải các bài toán vận chuyển bức xạ bằng phương pháp Monte Carlo,
đòi hỏi phải xây dựng các lịch sử vận chuyển của các hạt nguồn, hạt bức xạ
thứ cấp trong cấu trúc không gian, vật chất của mô hình thí nghiệm và tiếp
theo phân tích những lịch sử này để rút ra các giá trị thống kê của đại lượng
cần tính. Lịch sử hạt bao gồm sự sinh hạt ở nguồn, các bước va chạm ngẫu
nhiên trong các môi trường vật chất của hệ (bao gồm: phản ứng bắt bức xạ,
tán xạ đàn hồi, tán xạ không đàn hồi và phản ứng phân hạch), sự kết thúc lịch
sử của hạt khi phản ứng bắt xảy ra hoặc hạt vượt ra ngoài không gian của mô
hình tính toán.
Kết quả tính của phương pháp Monte Carlo thu được từ quá trình gieo
ngẫu nhiên và ghi lại các giá trị trung bình. Giả sử f(x) là hàm phân bố quy
13

định cách chọn số ngẫu nhiên thì giá trị trung bình được xác định bởi công
thức sau:
E ( x ) xf ( x )dx (1.5)
Do hàm f(x) thường không biết trước, vì thế giá trị trung bình được ước
lượng theo công thức sau:
1
N
x  x
i
,
(1.6)
N 1
với N là số lần thử.
Mối quan hệ giữa E(x) và f(x) được xác định theo quy luật số lớn, “nếu
E(x) là xác định thì x tiến tới giới hạn của E(x) khi N tiến tới vô cùng”.
Phương sai và độ lệch chuẩn được đánh giá như sau:
 2
( x E ( x )) 2
f ( x ) dx E ( x 2
) ( E ( x))2
(1.7)
1
N
S 2
 ( xix)2
 x 2
x 2 (1.8)
N 1
i1
trong đó
1
N
x 2
 xi
2
(1.9)
Ni1
Phương sai mẫu:
Sx
2

S 2
(1.10)
N
Do Sx tỉ lệ với 1 / N , vì vậy, số lần thử càng nhiều thì kết quả mô
phỏng càng chính xác.
14

1.6. Giới thiệu chung chương trình tính toán PHITS
Trong luận văn này, phương pháp mô phỏng Monte Carlo trên cơ sở
chương trình tính toán PHITS [7, 8] đã được áp dụng, để tính toán thiết kế
dòng nơtron phin lọc đơn năng năng lượng 0,0253eV trên kênh ngang số 1
của Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt.
Chương trình tính toán PHITS là hệ thống chương trình mô phỏng vận
chuyển hạt và ion nặng được phát triển trên cơ sở phương pháp mô phỏng
Monte Carlo bởi nhóm Hiroshi Takemiya, Trung tâm Khoa học tính toán và
Hệ thống điện tử, Cơ quan Năng lượng nguyên tử Nhật Bản (JAEA). PHITS
mô phỏng sự vận chuyển và va chạm của gần như tất cả các hạt trên phạm vi
phổ năng lượng, các hạt bao gồm: nơtron, proton, photon, ions, electron, …,
với phổ năng lượng từ 10-4
eV tới 1 TeV[7, 8]
Tất cả các nội dung của PHITS (tệp nguồn, nhị phân, thư viện dữ liệu,
tiện ích đồ họa,…) được tích hợp đầy đủ trong một gói. Phần mềm PHITS
được cung cấp và sử dụng không tính phí bằng cách gửi mẫu đơn đăng ký qua
trang web PHITS (Xem Phụ lục 2).
Khi sử dụng phần mềm tính toán PHITS, giao diện của PHITS với
người dùng bao gồm các phần sau:
Phần 1. Mã nguồn (Source code): Mã nguồn sử dụng ngôn ngữ lập trình
Fortran.
Phần 2. Tập tin đầu vào (Input file): Người sử dụng được tự do định dạng văn
bản, tập tin đầu vào.
Phần 3. Hình học (Geometry): Người sử dụng khi thiết kế có thể khai báo cấu
trúc hình học theo nhiều cách khác nhau như:
+ Định dạng GG;
+ Tiện ích đồ họa: ANGEL;
+ Phần mềm hỗ trợ.
Phần 4. Chức năng thống kê (Tally functions): Khi sử dụng PHITS, ta có thể
thu được các kết quả về thông lượng và năng lượng của hạt.
15

Thống kê số liệu về năng lượng của hạt được thể hiện ở Hình 1.2, kiểm
đếm về thông lượng của hạt được thể hiện ở Hình 1.3
Hình 1.2: Thống kê số liệu về phổ năng lượng của hạt.
Hình 1.3: Thống kê về mật độ thông lượng của hạt.
Phần 5. Dữ liệu đầu ra (Output Data): PHITS có thể xuất ra dữ liệu dưới dạng
văn bản, biểu đồ, biểu đồ đường viền,…
16

Phần 6. Nền tảng hệ thống (Platforms): PHITS có thể được sử dụng trên nền
tảng Windows, Mac và Linux.
Hiện nay, ở các Viện nghiên cứu hạt nhân trên thế giới cũng như ở Việt
Nam, kỹ thuật tính toán mô phỏng các quá trình phản ứng hạt nhân, quá trình
tương tác hạt nhân, tương tác bức xạ với vật chất,… các chương trình tính
toán mô phỏng đã và đang được sử dụng gồm: MCNP(x), GEANT4, FLUKA,
EGS, SuperMC, PHITS. Mỗi chương trình tính toán đều có những ưu điểm và
nhược điểm riêng được mô tả ở Bảng 1.1.
Bảng 1.1: Bảng so sánh chương trình PHITS với các chương trình máy tính
khác [7, 8].
Tên Nhà phát Ứng dụng Ngôn ngữ Đặc trưng
triển
MCNP(X) LANL Năng lượng FORTRAN Tiêu chuẩn thế giới về
phóng xạ năng lượng hạt nhân. Độ
hạt nhân. tin cậy cao.
GEANT4 CERN Vật lý năng C++ Hướng đối tượng, nền
lượng cao, tảng để tích hợp các mô
X quang, hình và công cụ được
Thiên văn phát triển trên toàn thế
học. giới.
FLUKA CERN, Máy gia FORTRAN Áp dụng cho thiết kế che
tốc, chắn gia tốc. Đặc biệt
INFN
phổ biến ở EU.
Phóng xạ,
thiên văn
học.
EGS KEK, Phóng xạ. FORTRAN Áp dụng cho chủ yếu cho
SLAC X quang.
17

SuperMC FDS Phóng xạ. C++ Được phát triển cho
ITER. Mang tính chất
trực quan hóa.
PHITS JAEA, Máy gia FORTRAN Cài đặt dễ dàng.
RIST, tốc, Áp dụng cho thiết kế máy
KEK Phóng xạ, gia tốc, X quang, khoa
Thiên văn học vũ trụ.
học.
PHITS điều khiển quá trình tương tác của bức xạ với vật chất, theo dõi
từng hành vi hạt bằng cách sử dụng số ngẫu nhiên được gieo ngẫu nhiên theo
quy luật thống kê của các hàm phân bố xác xuất, tương ứng với các đại lượng
vật lý của thí nghiệm cần tính toán mô phỏng (hàm phân bố phổ năng lượng,
hàm phân bố phổ thông lượng, hàm phân bố tiết diện phản ứng, hàm phân bố
góc của tiết diện tán xạ,…) và ước tính thống kê trung bình của chúng bằng
cách lặp lại mô phỏng Monte Carlo. Tại vị trí tương tác đầu tiên, những số
ngẫu nhiên được chọn theo quy luật để xác định loại tương tác, vị trí diễn ra
tương tác. PHITS có thể xác định nhiều loại tương tác khác nhau (proton,
nơtron, pion, các hadron khác, các hạt nhân, muon, e
, e
, photon,…)[7, 8]. Ở
đây, giả định xảy ra tán xạ nơtron, khi nơtron truyền qua vật chất, một phần
năng lượng bị mất, nơtron tiếp tục vận chuyển và tương tác với vật chất, sinh
ra hạt thứ 2, PHITS gieo số ngẫu nhiên tất cả các hạt để xác định “hành vi”
của chúng. PHITS có thể mô phỏng không chỉ quỹ đạo, mà còn va chạm và
ion hóa cùng một lúc.
Trong quá trình tính toán, PHITS sử dụng thư viện số liệu hạt nhân sau:
- Thư viện số liệu hạt nhân tính toán JENDL-4.0.
- Các thư viện dữ liệu hạt nhân chứa hơn 1000 phổ tia như phiên bản mới
nhất của ENDF và JEFF đã trở nên chấp nhận được trong PHITS[7, 8].
- PHITS có thể sử dụng các thư viện dữ liệu hạt nhân được viết theo định
dạng ACE, tức là định dạng MCNP.
18

PHITS được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau bao gồm [7, 8]:
- Thiết kế máy gia tốc: J-PARC (Japan Proton Accelerator Research
Complex - Tổ hợp nghiên cứu máy gia tốc Proton Nhật Bản).
- Xạ trị & Bảo vệ: Hệ thống đo liều CT-WAZA-ARI, áp dụng cho liệu pháp
hạt, áp dụng cho BNCT.
- Ứng dụng không gian: Thí nghiệm MATROSHKA, liều tính toán bên
trong khối vật thể bằng PHITS, ước tính liều lượng máy bay (quang phổ
nơtron khí quyển, phân phối liều ở mặt đất), tác động của ngọn lửa mặt
trời đến trái đất.
- Các ứng dụng khác: Tính toán thiệt hại bức xạ: DPA, ứng dụng cho thiết bị
nhiệt hạch Tokamak, ứng dụng cho gia tốc ion điều khiển bằng laser, đánh
giá tỷ lệ lỗi mềm bán dẫn, hệ thống ước tính hiệu quả khử nhiễm,
.v.v.
19

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC HIỆN MÔ
PHỎNG
2.1. HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT VÀ THỰC THI PHITS
Từ năm 2012 đến 2019, PHITS đã có 29 lần nâng cấp phiên bản, từ
phiên bản Ver.2.52 2012/12/27 đến phiên bản mới nhất Ver.3.17 2019/10/29.
Trong luận văn, trình bày phiên bản mới nhất của PHITS [7, 8] (Ver.3.17
2019/10/29).
PHITS là một chương trình mô phỏng được viết bằng ngôn ngữ chính
là fortran; nó có thể được thực thi trên Windows (7 trở lên), Mac (OS X v10.6
trở lên), Linux và hệ điều hành Unix. Các trình cài đặt được chuẩn bị cho từng
môi trường. Môi trường thực thi có thể dễ dàng thiết lập thông qua việc sử
dụng trình cài đặt [7, 8].
Các yêu cầu hệ thống được đề xuất cho PHITS là 2 GB RAM và 6 GB
(yêu cầu ít nhất 4 GB) trên đĩa cứng. Các phương thức cài đặt và thực thi cho
Windows, được mô tả tương ứng trong các Mục 2.1.1, 2.1.2 và 2.1.3.
Cài đặt và thực thi PHITS trên hệ điều hành Windows được thực hiện
theo các phần sau[7, 8]:
2.1.1. Cài đặt trên hệ điều hành Windows
(1) Nếu một phiên bản PHITS trước đó đã được cài đặt, đổi tên thư mục hiện
có thành tên khác.
(2) thi hành tập tin “setup-eng.vbs.”
(3) Chỉ định thư mục cài đặt (“c:” is recommended).
(4) Nhập mật khẩu.
(5) Cài đặt xong.
(6) Để kiểm tra xem PHITS đã được cài đặt đúng chưa, nhấp chuột phải
“phitslecturebasiclec01lec01.inp” và chọn “send to” → “PHITS.”
(7) Kiểm tra xem liệu “xz track all.eps” có được tạo ra hay không.
20

Trình cài đặt “setup-eng.vbs” thực hiện các quy trình sau:
(1) Trích xuất từ “phits.zip” vào thư mục cài đặt đã chỉ định.
(2) Thêm phần mềm “phitsbin” vào trong môi trường biến “PATH.”
(3) Tạo các phím tắt cho ba tệp —“phits.bat” và “angel.bat” ở trong thư mục
“phitsbin” và “dchain.bat” ở trong thư mục dchain-spbin”— ở trong thư
mục “sendto”.
(4) Sửa lại dòng đầu tiên của tệp danh sách dữ liệu hạt nhân “xsdir.jnd” ở
trong thư mục “phits data” bằng datapath= ‘the installation folder’+
‘phitsXS’.
2.1.2. Thực thi PHITS trên hệ điều hành Windows
Mã PHITS có thể được thực thi thông qua File Explorer bằng cách sử
dụng lệnh “sendto → PHITS”, hoặc thông qua lệnh Prompt.
Thực thi bằng “sendto → PHITS”
Nhấp chuột phải vào tệp PHITS trong File Explorer, chọn “send to →
PHITS”. Mã PHITS sẽ được bắt đầu và bắt đầu mô phỏng.
2.1.3. Phần mềm được đề xuất
Việc cài đặt trình soạn thảo văn bản có thể hiển thị số dòng, vì số dòng
được chỉ định khi xảy ra lỗi trong tệp đầu vào PHITS. Hơn nữa, việc cài đặt
Ghostscript(http://www.ghostscript.com) và
Gsview(http://pages.cs.wisc.edu/~ghost/gsview/index.htm), được viết ở định
dạng EPS là cần thiết để hiển thị các tệp hình ảnh được tạo bởi PHITS.
Cài đặt trình chỉnh sửa văn bản miễn phí cho Windows:
Notepad++ (https://notepad-plus-plus.org/).
Việc sử dụng PHITS yêu cầu phải mô tả chi tiết và rõ ràng nguồn bức
xạ, cấu trúc hình học, vật liệu, các phần tử và các kết quả thống kê tương ứng
ở đầu ra. Cấu trúc hình học phải được định nghĩa rõ ràng và chính xác trong
không gian 3 chiều. Vật liệu cần phải xác định được thành phần cấu tạo hóa
học của tất cả các đồng vị có trong vật liệu, xác định khối lượng riêng. Nguồn
21

có thể được mô tả ở các dạng khác nhau như: Hình dạng của nguồn (nguồn
điểm, nguồn hình trụ, nguồn hình đĩa); loại hạt nguồn (nơtron, photon, proton
. . .); hướng của hạt nguồn (đẳng hướng, không đẳng hướng). Có thể sử dụng
các cách tính thống kê theo các mục đích, yêu cầu khác nhau liên quan đến
dòng hạt, thông lượng, phổ năng lượng … Trong kết quả tính, ngoài thông tin
về kết quả và sai số, còn có các bảng chứa các thông tin cần thiết cho người
sử dụng. Các thông tin này làm sáng tỏ các quá trình vật lý của bài toán và
phương pháp mô phỏng Monte Carlo, các bảng tóm tắt quá trình gieo hạt và
tổng số lịch sử của hạt.
2.2. HƯỚNG DẪN TẠO FILE-INPUT CHO CHƯƠNG TRÌNH MÔ
PHỎNG
Đầu vào PHITS bao gồm một số phần được liệt kê trong Bảng 2.1. Mỗi
phần bắt đầu bằng [Tên phần]. Có thể đặt tối đa bốn khoảng trống giữa đầu
dòng và khai báo [Tên phần]; một cấu hình có hơn bốn khoảng trống.
Số lượng ký tự tối đa có thể được viết trong một dòng là 200. Nếu ‘,
được thêm vào cuối dòng, dòng tiếp theo được coi là một dòng tiếp tục. Có
thể sử dụng nhiều dòng để ghi dữ liệu đầu vào bằng phương pháp này, nhưng
không cần thiết trong phần [bề mặt] và [khối vật thể], trong đó các dòng được
kết nối tự động mà không cần sử dụng ký hiệu bổ sung. Lưu ý rằng hơn bốn
khoảng trống được yêu cầu ở đầu một dòng tiếp tục.
Bảng 2.1: Các phần trong cấu trúc chương trình PHITS [7, 8]
STT TÊN MIÊU TẢ
1 [title] Tiêu đề
2 [parameters] Tham số
3 [source] Định nghĩa nguồn
4 [material] Định nghĩa vật liệu
5 [surface] Định nghĩa bề mặt
6 [cell] Định nghĩa khối vật thể
7
[track structure]
Định nghĩa cho việc sử dụng chế độ mô phỏng cấu
trúc.
22

8 [volume] Định nghĩa thể tích khu vực
9 [mat name
Tên vật liệu và định nghĩa màu cho đồ họa
color]
10 [t-track] Quỹ đạo của hạt trong một khu vực nhất định.
11 [t-cross] Quỹ đạo của hạt trên một bề mặt nhất định.
12 [t-point] Quỹ đạo của hạt tại một điểm nhất định.
13 [t-deposit] Năng lượng hấp thụ trong một thể tích nhất định.
14 [t-gshow] Trực quan hình học 2D.
15 [t-rshow] Trực quan hình học 2D.
16 [t-3dshow] Trực quan hình học 3D.
17 [end] Kết thúc tập tin đầu vào.
Để sử dụng chương trình tính toán PHITS, cần phải khai báo tất cả các
thông số của bài toán, các yêu cầu của bài toán; tất cả các vấn đề đó được mô
tả trong 1 file gọi là file input.
Một file input sử dụng trong chương trình tính toán PHITS gồm có 9
phần theo thứ tự sau:
1. [Title]: Chú thích tiêu đề
2. [Parameters]: Xác định tham số
3. [Source]: Xác định nguồn
4. [Material]: Xác định vật liệu
5. [Surface]: Xác định bề mặt
6. [Cell]: Xác định khối vật thể
7. [T-Track]: theo dõi chiều dài
8. [T-3dshow]: Hiển thị 3d
9. [End]: Kết thúc tập tin đầu vào.
Trong đó, trong tập tin đầu vào của PHITS ngoài hai phần [Title] và
[Parameters] thì các phần còn lại được chia thành 3 phần chính sau đây:
1. Source: Khai báo nguồn bức xạ (photon, e, p, n,…)
23

2. Geometry: Định nghĩa không gian ảo 3D
3. Tally: Thống kê số lượng
Trong phần [title], tiêu đề tính toán có thể được xác định. Bất kỳ số lượng dòng
tiêu đề được cho phép. Trong phần này không sử dụng dòng trống.
Trong phần [Parameters]: Các tham số khác nhau của PHITS có thể được xác
định trong [Parameters] bằng định dạng sau:
[ Parameters ]
para1 = number | file.name
para2 = number | file.name
..........
Thứ tự của các tham số có thể được thay đổi. Vì mỗi tham số có một
giá trị mặc định, các tham số không xác định sử dụng các giá trị mặc định.
Các tham số và giá trị mặc định được liệt kê trong các bảng hiển thị bên
dưới (D =) chỉ ra giá trị mặc định.
Bảng 2.2: Mô tả chế độ tính toán [7, 8].
Tham số Giá trị Chú thích
icntl D = 0 Tính toán PHITS bình thường.
= 8 Đầu ra hình học của kiểm kê lưới xyz với tùy chọn
gshow cho đầu ra đồ họa.
= 11 Thực hiện [t-3dshow] cho đầu ra đồ họa.
Bảng 2.3: Mô tả lịch sử tương tác của hạt
maxcas (D = 10) Số lượng lịch sử tương tác mỗi đợt. Giới hạn trên là
2147483647.
maxbch (D = 10) Số lượng đợt. Giới hạn trên là 2147483647.
24

Bảng 2.4: Tên tập tin đầu vào-đầu ra
File(1) (D=c:/phits) Tên thư mục cài đặt PHITS
File(6) (D=phits.out) Tóm tắt tên tập tin đầu ra
File(22) (D=batch.out) Tên của tệp để thông tin đầu ra trên lô
hiện tại
Để thực thi PHITS thì trong phần tham số được khai báo như sau:
[ P a r a m e t e r s ]
icntl = 0 # (D=0) 3:ECH 5:NOR 6:SRC 7,8:GSH 11:DSH 12:DUMP
maxcas = 10000 # (D=10) number of particles per one batch
maxbch = 100 # (D=10) number of batches
file(1) = c:/phits # (D=c:/phits) PHITS install folder name
file(6) = phits.out # (D=phits.out) general output file name
Ngoài ra, các bảng mô tả phần tham số khác nằm trong tài liệu hướng
dẫn sử dụng PHITS.
Các phần cơ bản của tập tin đầu vào của PHITS
Phần 1: Source (Nguồn)
Loại nguồn được chỉ định bởi số s-type = N dựa trên hình dạng của nó
như: nguồn hình trụ (s-type = 1); nguồn hình cầu (s-type = 9), .v.v.
Năng lượng của hạt nguồn có thể được cung cấp bởi e0 cho năng
lượng đơn hoặc e-type cho phổ năng lượng.
Hướng của hạt được chỉ định bởi ba tham số: dir, phi và dom. Mối quan
hệ giữa những điều này được thể hiện trong Hình 2.1, trong đó dir là hướng
cosine so với trục z, phi là góc phương vị từ trục x và được tính theo độ. Khi
đặt dir = all, hướng của chùm tia nguồn trở thành đẳng hướng.
25

Hình 2.1: Khai báo véctơ chỉ phương và góc khối của nguồn bức xạ.
Trong chương trình tính toán PHITS, nguồn hình trụ được dùng phổ
biến nhất trong các bài toán mô phỏng Monte Carlo. Chính vì thế, trong luận
văn, chỉ giới thiệu cách thiết lập một nguồn hình trụ.
Bảng 2.5: Mô tả các thông số cho nguồn bức xạ hình trụ [7, 8].
s-type = 1 Nguồn hình trụ hoặc hình tròn
x0 = (D=0,0) x tọa độ vị trí trung tâm của nguồn hình trụ [cm]
y0 = (D=0,0) y tọa độ vị trí trung tâm của nguồn hình trụ [cm]
z0 = (D=0,0) z tối thiểu của nguồn hình trụ [cm]
z1 = (D=0,0) z tối đa của nguồn hình trụ [cm]. (khi z1 = z0: nguồn mặt
phẳng hình tròn)
r0 = (D=0,0) Bán kính của nguồn hình trụ, (khi r0 = 0,0: kết quả
nguồn hình cone) [cm]
r1 = (D=0,0) Bán kính trong cho khoảng trống bên trong của hình trụ
dir = (D = 1,0) Hướng cosin của hạt so với trục z
Nếu tất cả được đặt thì nguồn là đẳng hướng
phi = (D = 0; ngẫu nhiên) Góc phương vị
dom = (D = 0,0) Góc rắn
26

e0 =
e-type =
= -1; phân phối cos2
(Đối với năng lượng đơn năng) Năng lượng
hạt (Đối với phổ năng lượng) Năng lượng hạt
Định nghĩa nguồn hình trụ trong chương trình PHITS được mô tả ở
hình 2.2 và các trường hợp nguồn hình trụ được mô tả ở Hình 2.3. Trong đó,
hướng mặc định của nguồn hình trụ trong PHITS là trục Z.
Z0: minimum Z Z1: maximum Z
r0 : bán kính hình trụ
Trụ c
（r1: bán kính trong）
X,Y tọa độ của vị trí trung tâm: （x0, y0）
Hình 2.2: Nguồn hình trụ.
.
Trục Z Trục Z
Trục Z
Điểm
Đĩa
z0 = z1
Hình trụ z0 = z1 r0 = 0.0
Hình 2.3: Các trường hợp nguồn hình trụ.
27

Xét một nguồn nơtron hình trụ theo hướng trụ Z, có bán kính 1cm, đặt
tại tâm O, z1 = 5cm và nguồn là đơn năng có e0 = 100 MeV được mô tả ở
phần khai báo sau đây (Nếu chuyển sang nguồn đẳng hướng thì đặt dir = all
và r0 = 0, z0 = 0, z1 = 0).
Khai báo một nguồn hình trụ.
[ S o u r c e ]
s-type = 1
proj = neutron
dir = 1.0
r0 = 1.
z0 = 0.
z1 = 5.
e0 = 100
Hình 2.4: Kết quả khai báo một nguồn bức xạ hình trụ.
( Dấu chấm chính là dấu phẩy trong Tiếng Việt. Do mặc định của chương
trình PHITS)
Phần 2: Geometry ( Hình học)
Phần mô tả hình học trong PHITS gồm các phần chính sau:
- Material: phần vật liệu
- Surface: phần bề mặt
- Cell: phần khối vật thể
a. Phần vật liệu [Material]:
Phần vật liệu được xác định bởi số lượng vật liệu, các yếu tố (hoặc các
hạt nhân) và tỷ lệ thành phần của chúng. Theo số vật liệu, các ký hiệu phần tử
và tỷ lệ của chúng phải được viết xen kẽ để xác định hợp chất hoặc hỗn hợp.
Định dạng là:
[ Material ]
MAT[n] thành phần tỉ lệ thành phần tỉ lệ ... ...
28

Hai định dạng để chỉ định số vật liệu có thể được sử dụng như sau:
MAT [n] và Mn, trong đó n có thể được chỉ định tối đa số vật liệu là 99.999
trừ khi được xác định quá mức. Ta có thể đặt không gian trống giữa MAT và [
] ở định dạng MAT [n], có thể sử dụng các dấu nhận xét như: #,%,!, $ để giải
thích cho phần vật liệu. Lưu ý rằng định dạng tỷ lệ đồng vị tự nhiên không thể
được sử dụng cho một đồng vị không có trong thư viện dữ liệu hạt nhân
JENDL-4.0. Những vật liệu không có trong thư viện dữ liệu hạt nhân JENDL-
4.0 thì tham khảo thêm phần bổ sung vật liệu vào thư viện trong phần hướng
dẫn sử dụng PHITS. Có hai cách định nghĩa tỉ lệ của các phần tử: nếu tỷ lệ lấy
giá trị dương, có nghĩa là tỷ lệ nguyên tử; nếu tỷ lệ lấy giá trị âm, nó là tỷ lệ
khối lượng.
Trong trường hợp này, nếu tỷ lệ có giá trị dương, mật độ hạt là [1024
nguyên tử/cm3
] và nếu tỷ lệ có giá trị âm, nó được đưa ra dưới dạng mật độ
khối lượng [g/cm3
]. Tuy nhiên, trong quá trình vận chuyển nơtron năng lượng
thấp, có thể cần đến thư viện dữ liệu định luật tán xạ nhiệt S ( , ). Thư viện
này đóng một vai trò quan trọng trong việc mô tả sự vận chuyển nơtron nhiệt
và để thiết lập thư viện này, có thể xem tập tin “phitsXStsltsl-table” trong
phần hướng dẫn sử dụng PHITS [7, 8].
Trong phần khai báo vật liệu của chương trình tính toán PHITS, các
khối vật thể không chứa vật liệu gọi là các khối vật thể trống ( void cells).
Cách tạo các khối vật thể trống được khai báo như sau:
+ Số vật liệu cho void (void bên trong) = 0 ( Khai báo vật liệu ở cell bằng 0)
+ Số vật liệu cho void (void bên ngoài) = -1 ( Khai báo vật liệu ở cell bằng -1)
Do đó, trong phần khai báo mật độ vật liệu cho khối vật thể, ta không
khai báo mật độ vật liệu cho các void cells.
b. Phần bề mặt (Surface section):
Trong phần [Surface], các bề mặt có thể được đặt để xác định các khối
vật thể trong phần [Cell]. Một số bề mặt, bao gồm các mặt phẳng, bề mặt hình
cầu, bề mặt hình trụ, v.v., có thể được đặt theo các tham số trong các phương
trình xác định hình dạng tương ứng của chúng. Chỉ C và $ có thể được sử dụng
29

làm dấu nhận xét trong [Surface]. Để sử dụng các dòng tiếp tục, ít nhất năm
khoảng trống có thể được đặt ở đầu dòng thay cho dấu tuần tự dòng ở cuối
dòng.
Để định nghĩa một bề mặt ta khai báo theo định dạng như sau:
[ Surface]
Số bề mặt Biến đổi số Biểu tượng bề mặt Định nghĩa bề mặt
Khi sử dụng các bề mặt được xác định trong phần [surface] trong phần
[cell], cần lưu ý rằng, trong trường hợp các hình dạng không phải hình khối
như các mặt phẳng, cần phân biệt phía nào của mặt phẳng là “dương” và “âm”,
phía bên phải mặt phẳng là dương (hoặc theo chiều dương của trục tọa độ
vuông góc với mặt phẳng), phía bên trái mặt phẳng là âm (hoặc theo chiều âm
của trục tọa độ vuông góc với mặt phẳng).
Các tham số đặc trưng cho bề mặt để khai báo trong phần [surface]
được mô tả ở Bảng 2.6.
Bảng 2.6: Bề mặt bao quanh vật thể.
Biểu Loại Tham số Giải thích
tượng
BOX Hình hộp x0, y0, z0, Tọa độ điểm cơ sở
(tất cả các góc Ax, Ay, Az Vector từ điểm cơ sở đến bề mặt đầu
là 90◦) tiên.
Bx, By, Bz Vector từ điểm cơ sở đến bề mặt thứ
hai.
Cx, Cy, Cz Vector từ điểm cơ sở đến bề mặt thứ ba.
RPP Hình chữ nhật xmin, xmax Tối thiểu và tối đa của x
đặc (Mỗi bề ymin, ymax Tối thiểu và tối đa của y
mặt thẳng zmin, zmax Tối thiểu và tối đa của z
đứng với các
trục x, y, z)
SPH (giống với x0, y0, z0, Tọa độ trung tâm
30

hình cầu R Bán kính
chung S)
RCC Hình trụ x0, y0, z0, Tọa độ trung tâm của mặt dưới.
Hx, Hy, Hz Vectơ chiều cao từ trung tâm của mặt
dưới đến mặt trên.
R Bán kính
RHP Lăng kính lục x0, y0, z0, Tọa độ điểm cơ sở
or giác tùy chọn Hx, Hy, Hz Vector chiều cao từ điểm cơ sở.
HEX Lăng kính Ax, Ay, Az Vector từ điểm cơ sở đến bề mặt đầu
tiên.
Bx, By, Bz Vector từ điểm cơ sở đến bề mặt thứ
hai.
Cx, Cy, Cz Vector từ điểm cơ sở đến bề mặt thứ ba.
REC Hình trụ elip x0, y0, z0, Tọa độ trung tâm của mặt dưới.
phải Hx, Hy, Hz Vectơ chiều cao từ tâm mặt dưới (H).
Ax, Ay, Az Vectơ trục chính của hình elip trực giao
với H (A).
Bx, By, Bz Vectơ trục nhỏ của hình elip trực giao
với H và A (B).
TRC Hình nón góc x0, y0, z0, Tọa độ trung tâm của mặt dưới của hình
phải nón.
Hx, Hy, Hz Vector chiều cao từ trung tâm của đáy.
R1, Bán kính mặt dưới.
R2 Bán kính mặt trên.
- Khai báo hình cầu
Hình cầu được khai báo gồm bán kính và tọa độ tâm. Định dạng khai
báo hình cầu có bán kính r, có tâm tại góc tọa độ và tâm trên trục Z như sau:
[ S u r f a c e ]
11 so r
12 sz z0 r
31

- Khai báo hình hộp.
Hộp có thể được xác định bằng cách sử dụng rpp. Đặt ranh giới dưới và
trên của tọa độ x, y, z để xác định hộp. rpp được định nghĩa trong phần [bề
mặt], vì rpp tương ứng với 6 bề mặt của hộp.
Z
z
max
Y
z
min
x
min
X
x
max
y
min
y
max
Định dạng khai báo bề mặt hình hộp như sau:
[ S u r f a c e ]
13 rpp x
min
x
max
y
min
y
max
z
min
z
max
- Khai báo mặt phẳng
Mặt phẳng được khai báo gồm tọa độ của mặt phẳng vuông góc với
trục. Định dạng khai báo mặt phẳng có tọa độ độ trên trục X, trục Y và trục Z
như sau:
[ S u r f a c e ]
14 px x0
15 py y0
16 pz z0
Xét mặt phẳng vuông góc với trục X, tại tọa độ (x0 = 3cm), khi khai
báo một ô liên quan đến mặt phẳng thì phải tuân thủ quy ước sau đây: phía bên
32

trái mặt phẳng khai báo giá trị âm, phía bên phải mặt phẳng khai báo giá trị
dương (Bên trái hay bên phải là xét theo chiều dương của trục).
y
- side + side
x X=x0 Trục X
3
z ｐｘ 3.0
- Khai báo hình trụ.
Một hình trụ được xác định bằng cách sử dụng một ống hình trụ vô hạn
và hai mặt phẳng.
Một hình trụ được khai báo gồm bán kính và độ cao hình trụ giới hạn
bởi hai mặt phẳng như sau ( xét hình trụ theo trục Z):
[ S u r f a c e ]
17 cz r
18 pz zmin
19 pz zmax
- Khai báo hình cone.
Một hình cone được khai báo gồm bán kính và tọa độ tâm của mặt số 1
(r1; x0, y0, z0) , bán kính mặt số 2 và biến đổi trục (dx, dy, dz) như sau (xét
hình trụ theo trục Z):
33

[ S u r f a c e ]
20 trc x0 y0 z0 dx dy dz r1 r2
Một bề mặt được khai báo như sau:
[ S u r f a c e ]
10 cz 20. $ Mặt trụ có bán kính 20cm
11 pz 0. $ Mặt phẳng vuông góc trục Z tại O
12 pz 250. $ Mặt phẳng vuông góc trục Z có độ cao 250cm
13 trc 0. 0. 5. 0. 0. 113. 6. 2.5 $ Hình cone có tọa độ đầu (x =0, y = 0,
z = 5cm), biến đổi trục (dx = 0, dy = 0,
dz = 40cm), bán kính (R1 = 5cm, R2 =
2cm)
14 so 5 $ Mặt cầu có bán kính 5cm, có tâm (0,0,0)
15 sz 10. 5. $ Mặt cầu có tâm (0,0,10), bán kính 5cm
16 rpp -5. 5. -5. 5. -16. -6. $ Hình hộp cạnh 10cm (xmin = ymin = -5.0, xmax
= ymax = 5.0, zmin = -16.0, zmax = -6.0)
trình PHITS)
Phần c: Cách khai báo Cell
Trong phần [Cell], các khối vật thể có thể được xác định theo các bề
mặt được mô tả trong phần [surface]. Một khối vật thể nên được đặt thành
một không gian kín để tính toán vận chuyển hạt có thể được tạo bằng cách kết
hợp các khối vật thể được xác định.
Ký hiệu C và $ có thể được sử dụng như là câu lệnh để chèn thêm các
chú thích trong file input, chương trình sẽ không biên dịch và thi hành các câu
lệnh chú thích này. Để sử dụng các dòng kế tiếp cho cùng một câu lệnh, đặt ít
34

nhất năm khoảng trống ở đầu dòng tiếp theo thay vì sử dụng dấu báo xuống
dòng ở cuối dòng.
Phần [Cell] được xác định theo thứ tự dữ liệu: số ký hiệu của khối vật
thể, số kí hiệu vật liệu, mật độ vật liệu, định nghĩa khối vật thể theo các tham
số ký hiệu các mặt bao kín khối vật thể và tham số khối vật thể theo kiểu từ
khóa. Những điều này được giải thích trong Bảng 2.7. Các định dạng của một
[Cell] được hiển thị dưới đây:
[ Cell ]
Số khối vật thể số vật liệumật độ vật liệu hình dạng tham số
Bảng 2.7: Định dạng khối vật thể.
Mục Giải thích
Số khối vật thể Bất kỳ số nào từ 1 đến 999.999 đều có thể được sử dụng.
Số vật liệu Đặt 0 cho khối vật thể trống, −1 cho khoảng trống bên ngoài
hoặc sử dụng số vật liệu được xác định trong phần
[material].
Mật độ vật liệu Khi giá trị đã cho là dương hoặc âm, đó là mật độ hạt [1024
nguyên tử/cm3
] hoặc mật độ khối lượng [g/cm3
] tương ứng.
Một tỷ lệ thành phần được xác định trong phần [material]
được sử dụng. Do đó, các vật liệu mật độ khác nhau có cùng
thành phần với bản gốc có thể được đặt trong phần này. Một
tham số mới, matadd, được sử dụng để thêm các số vật liệu
khác nhau.
Định nghĩa Hình dạng khối vật thể được xác định bởi cả hai số bề mặt
khối vật thể trong phần [surface] và toán tử Boolean, ‘_’(khoảng trống)
(AND), ‘:’ (OR) và ‘#’ (NOT). Dấu ngoặc đơn (and) cũng
có thể được sử dụng.
Các khối vật thể được xác định bằng cách xử lý các vùng được chia cho
các bề mặt được xác định trong phần [surface]. Khi khai báo một cấu trúc
hình học phức tạp phải sử sụng các toán tử Boolean như: toán tử ‘_’ (khoảng
35

trống) (AND), toán tử ‘:’ (OR) và toán tử ‘#’ (KHÔNG) để xử lý các vùng.
Nếu khai báo không rõ ràng sẽ dẫn đến các vùng chồng chéo hoặc các vùng
không xác định. Khi thực hiện PHITS sẽ báo lỗi bằng cách hiển thị màu khác
với màu khai báo của vật liệu trong phần [metarial], vùng chồng chéo được tô
màu đen, vùng không xác định tô màu tím (Nếu trong khu vực không xác định
thì khu vực khác đôi khi không xuất hiện).
Chính vì thế, hình học được định nghĩa trong một không gian vô hạn,
nhưng mỗi điểm duy nhất phải được lấp đầy bằng một vật liệu nhất định (hoặc
được định nghĩa là khoảng trống).
Khai báo một khối hộp 10 cm có tâm ở (0, 0, -11) bằng cách đặt (xmin =
ymin = -5.0 cm, và xmax = ymax = 5.0 cm, đặt zmin = -16.0 cm, và zmax = -6.0
cm). Khai báo hình cầu tâm (0,0,0) bán kính 5cm và hình cầu tâm (0,0,8) bán
kính 5cm. Khai báo mặt phẳng vuông góc với trục X, tại tọa độ (X0 = 3cm), ở
phía trong của mặt cầu bán kính 5cm, tâm O. Khai báo hính trụ bán kính 1cm,
có độ cao trên trục Z là 38cm (Bằng cách đặt zmin = -19cm, zmax = 19cm). Kết
quả khai báo các hình trên được mô tả ở Hình 2.5.
lec01.inp
[ S u r f a c e ]
10 so 500.
11 so 5.
12 sz 8. 5.
13 rpp -5. 5. -5. 5. -16. -6.
14 px 3.0
15 cz 1.
16 pz -19.
17 pz 19.
[ C e l l ]
100 1 -1.0 -10 #102 #103 #104 #105 #106
101 -110
102 1 -1.0 -11 12 -14 #106
103 1 -1.0 -12 11 #106
104 1 -1.0 -11 -12 #106
105 1 -1.0 -13 #106
106 1 -1.0 -15 16 -17
( Dấu chấm chính là dấu phẩy trong Tiếng Việt. Do mặc định của
chương trình PHITS)
36

Hình 2.5: Kết quả khai báo hình cầu, hình hộp, mặt phẳng và hình trụ.
Khi thiết kế chuẩn trực hình trụ, việc khai báo phần bề mặt và phần
khối vật thể được như sau:
[ S u r f a c e ]
10 CZ 20.
11 pz 0.
12 pz 150.
13 CZ 10.05
14 pz 50.
15 pz 130.
16 CZ 9.05
17 CZ 7.5
18 CZ 7.0
19 CZ 6.0
20 PZ 10
21 PZ 15
[ C e l l ]
37

100 -1 10:-11:12
101 5 -2.302 -10 11 -12 #102 #103 #104 #105 #106
102 2 -2.7-13 16 14 -15 # 103 #104 #105 #106
103 6 -1.21e-3 -16 17 14 -15 #104 #105 #106
104 2 -2.7-17 18 11 -15 #105 #106
105 2 -2.7-18 19 11 -15 #106
106 6 -1.21e-3 -19 11 -15
trình PHITS)
Hình 2.6. Kết quả khai báo chuẩn trực hình trụ.
Phần 3: Thống kê số liệu (Tally).
Trong PHITS, câu lệnh Tally được sử dụng cho các chức năng để mô tả
các đại lượng vật lý như thông lượng và năng lượng nhiệt, hoặc là mô tả hình
học 2D hoặc 3D trong khu vực nhất định. PHITS mô phỏng chuyển động của
từng hạt bằng phương pháp Monte Carlo. Khi sử dụng PHITS, ta có thể ước
tính thống kê trung bình của chúng bằng cách tính toán các đại lượng vật lý
khác nhau, chẳng hạn như thông lượng và năng lượng nhiệt trong một khu
vực nhất định, bằng cách sử dụng câu lệnh Tally. Nhiều đại lượng vật lý có
38

thể được suy ra từ mô phỏng PHITS bằng cách chọn một tally thích hợp. Các
chức năng tally khác nhau triển khai trong PHITS được mô tả ở Bảng 2.8.
Bảng 2.8: Mô tả các chức năng của Tally.
Mô tả hình học
Kiểu Giải thích
t-gshow Trực quan hình học 2D
t-rshow Trực quan hình học 2D với đại lượng vật lý
t-3dshow Trực quan hình học 3D
Số lượng Vật lý tán xạ
Kiểu Giải thích
t-track Thông lượng của hạt trong một khu vực nhất định
t-cross Thông lượng của hạt trên một bề mặt nhất định
t-deposit Năng lượng hấp thụ trong một thể tích vật chất.
Trong PHITS các loại Tally được chia thành hai nhóm sau đây: mô tả
hình học và diễn tả đại lượng vật lý.
Nhóm 1: Các Tally mô tả hình học.
Mỗi khi xây dựng một hình học mới, ta cần kiểm tra hình học bằng
cách sử dụng [t-track] với tùy chọn gshow (2D) hoặc [t-3dshow] (3D). Nếu
không, ta sẽ nhận được kết quả sai mà không nhận thấy định nghĩa sai của
hình học, đặc biệt là khi người thiết kế tạo một vùng chồng lấp như đã trình
bày ở phần bề mặt.
Khi xác nhận hình học trong chế độ xem 2 chiều bằng cách sử dụng tùy
chọn gshow trong [t-track], ta phải đặt “ icntl = 8” trong phần [Parameters],
39

đặt “ gshow = 3” trong phần [T-tract]. Kết quả thực thi PHITS cho việc xác
nhận hình trụ có bán kính 10cm, chiều cao 50cm ở chế độ xem 2 chiều được
mô tả như sau.
[ P a r a m e t e r s
] icntl = 8
…………….
[ T - T r a c k ]
…………….
axis = xy
file =
track_xy.out part
= all gshow = 3
epsout = 1
[ P a r a m e t e r s
] icntl = 8
…………….
[ T - T r a c k ]
…………….
axis = xz
file =
track_xz.out part
= all gshow = 3
epsout = 1
Mặt phẳng xy
Mặt phẳng xz
Khi xác nhận hình học trong chế độ xem 3 chiều bằng cách sử dụng tùy
chọn gshow trong [t-track], ta phải đặt “ icntl = 11” trong phần [Parameters],
đặt “ gshow = 3” trong phần [T-tract], khai báo các tham số được sử dụng
trong phần [t-3dshow]. Các tham số được sử dụng trong phần [t-3dshow] và
cách khai báo các tham số trong PHITS có thể tham khảo ở phần Phụ lục.
Nhóm 2: Thống kê số liệu của đại lượng vật lý gồm có các yếu tố:
- Đại lượng vật lý: Chọn các loại thống kê [t-track], [t-Deposit], v.v.
40

- Xác định hạt ở đâu: Chọn lưới hình học với mesh = reg, xyz, r-z
- Xác định loại hạt gì: Chọn loại hạt với part = neutron, proton, v.v.
- Xác định đơn vị của hạt: Có thể chọn các loại đơn vị (cm/nguồn),
(1/cm2
/nguồn), v.v. Để chọn các loại đơn vị cho hạt, đặt “unit = 1, 2, 3”
- Xác định dạng đầu ra của hạt: Chọn trục đầu ra với axis = eng, reg, xy, v.v.
Để xác định thống kê thông lượng của hạt nguồn hoặc hạt thứ cấp
theo vị trí không gian trong giới hạn biên của thí nghiệm, các lưới hình học
dược sử dụng thông qua các lệnh khai báo như sau: lưới “xyz” để chia các
vùng trong tọa độ XYZ, lưới “reg” để chia các vùng trong các ô được xác
định trong không gian ảo PHITS, lưới “ r-z” để chia các vùng trong tọa độ
hình trụ. Trong PHITS, lưới “xyz” và lưới “r-z” được sử dụng rộng rãi nhất.
Để xem cấu trúc tốt hơn trong một đồ thị 2D, ta có thể tăng số lượng lưới
trong kiểm kê [t-track] bằng cách thay đổi giá trị của nx, ny và nz (Giá trị của
nx, ny, nz càng lớn thì độ phân giải càng cao). Lưới là một khái niệm phổ biến
được sử dụng trong nhiều thống kê trong PHITS như: x-type (trục X), y-type
(trục Y), z-type (trục Z), r-type, (bán kính), e-type (năng lượng), t-type (thời
gian), a-type (góc) v.v. Có thể xác định từng lưới bằng 5 loại sau:
+ Loại 1: Xác định số ô lưới và ranh giới của chúng với cách đặt lưới
như sau: x-type = 1 và nx = số ô lưới.
+ Loại 2,3: Xác định số ô lưới và phạm vi của chúng với cách đặt lưới
như sau: x-type = 2, x-type = , nx = số ô lưới, xmin, xmax (Trong đó, 2: tuyến
ính, 3: khoảng logarit). Ta có thể thay thế “x” bởi “y”, “z”, “r”, “e” , “t” , hoặc
“a” nếu muốn xác định các mắt lưới khác (ví dụ y-type, ny).
+ Loại 4,5: Xác định xdel cho khoảng thời gian của lưới và phạm vi
của lưới (giá trị tối thiểu và tối đa của chúng) (4: tuyến tính, 5: khoảng
logarit).
Để xác định loại hạt ở nguồn là hạt nào thì trong phần [T – TRACK] ta
đặt “part = hạt nguồn” đã khai báo ở phần [Source]. Khi ta đặt “part = all”
nghĩa là khai báo tất cả các hạt nguồn.
41

Để xác nhận thông lượng của hạt thì đặt “icntl=0”, khi đó một tập tin
eps có thể được tạo bằng cách đặt epsout = 1 và tên tập tin “eps” sẽ được chọn
từ tập tin của “file =” (Ví dụ: axis = xz, file = track_xz.out ta sẽ thu được tập
tin xuất ra theo trục XZ có dạng “ track_xz.eps”).
Sử dụng lưới “xyz” để xác nhận vị trí và quỹ đạo của hạt theo trục XZ
(với xmin = -60cm, xmax = 60cm, zmin = 0, zmax = 450cm) được mô tả như sau:
[ T - T r a c k ]
mesh = xyz # mesh type is xyz scoring mesh
x-type = 2 # x-mesh is linear given by xmin, xmax and nx
nx = 200 # number of x-mesh points
xmin = -60. # minimum value of x-mesh points
xmax = 60. # maximum value of x-mesh points
y-type = 1 # y-mesh is given by the below data
ny = 1 # number of y-mesh points
-0.50 0.50
z-type = 2 # z-mesh is linear given by zmin, zmax and nz
nz = 200 # number of z-mesh points
zmin = 0. # minimum value of z-mesh points
zmax = 450. # maximum value of z-mesh points
part = all
e-type = 1 # e-mesh is given by the below data
ne = 1 # number of e-mesh points
0.0 1000.0
unit = 1 # unit is [1/cm^2/source]
axis = xz # axis of output
file = track_xz.out # file name of output for the above axis
42

title = Track Detection using [T-track] tally
gshow = 3 # 0: no 1:bnd, 2:bnd+mat, 3:bnd+reg 4:bnd+lat
epsout = 1 # (D=0) generate eps file by ANGEL
Hình 2.7: Thống kê về mật độ thông lượng của hạt khi sử dụng lưới xyz.
Khi xác nhận hình học ở chế độ xem 2D, chẳng hạn như các số đo với
trục trục = xy, rz, sai số thống kê được xuất ra trong một tệp khác có tên “*
_err.eps” . Nếu không có hạt nào được ghi trong một thống kê, tất cả các vùng
được sơn màu đỏ như Hình 2.8.
Hình 2.8. Lỗi khi không có hạt thống kê trong lưới.
43

Trong chương trình tính toán PHITS, số liệu thống kê tham số vật lý
của hạt có thể biểu diễn ở nhiều dạng khác nhau. Ta cũng có thể chọn các
dạng trục đầu ra khác nhau (Axis = eng, reg, xy v.v. ). Dạng đầu ra thường
được người sử dụng mô tả chính là hiển thị sự lưu loát hạt với phân phối năng
lượng của nó. Phổ năng lượng đầu ra có thể mô tả theo thang tuyến tính (đặt
e-type = 2) hoặc thang logarit (đặt e-type = 3). Thang logarit để hiển thị phổ
của hạt ở vùng năng lượng thấp.
Hiển thị thông lượng hạt theo phân bố năng lượng của nó được mô tả
như sau:
Đặt trục “trục = eng”, đặt loại “e-type = 2” và đặt “ne = 100”, “emin =
0” và emax = 5000”, đặt “nx = 1” và “nz = 1” để giảm số lượng trang trong
đầu ra, đặt tên tập tin đầu ra “file = tally_MeV.dat”.
[ T - T r a c k ]
title = Neutron tally
mesh = r-z # mesh type is r-z scoring mesh r-type = 1
nr = 1
0.0 1.5
z-type = 2 # z-mesh is linear given by zmin, zmax and nz
nz = 1 # number of z-mesh points
zmin = 220. # minimum value of z-mesh points
zmax = 230. # maximum value of z-mesh points
e-type = 3 # e-mesh is given by the below data
ne = 150 # number of e-mesh points
emin = 1.00E-11
emax = 1.00E+01
unit = 2 # unit is [1/cm^2/source]
material = all # (D=all) number of specific material
axis = eng # axis of output
file = tally_MeV.dat # file name of output for the above axis
44

part = neutron
epsout = 1
y-txt = (n/cm2/MeV/s)
factor = 1.6E+11
Hình 2.9: Hiển thị thông lượng hạt theo phân bố năng lượng.
45

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt có 4 kênh nơtron, trong đó có 3 kênh
xuyên tâm (kênh số 1, số 2 và số 4) và 1 kênh tiếp tuyến (kênh số 3). Cho đến
nay đã có 3 kênh đưa vào sử dụng (kênh số 2, số 3 và số 4) nhằm phục vụ cho
công tác nghiên cứu và đào tạo. Hiện nay kênh ngang xuyên tâm số 1 đang
được thiết kế để đưa vào sử dụng. Sơ đồ mặt cắt ngang của các kênh nơtron
nằm ngang của lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt được mô tả trên Hình 3.1.
Hình 3.1. Mặt cắt của Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt và vị trí kênh
ngang số 1.
Như đã trình bày ở trên, các bước cơ bản nhất để tạo ra dòng nơtron
phin lọc mới trên cơ sở các kênh ngang của lò phản ứng nghiên cứu bao gồm:
- Tính toán chọn lựa kích thước và tổ hợp các vật liệu phù hợp nhất làm
phin lọc để thu được phổ nơtron đơn năng có cường độ tương đối đạt đến giá
trị cao nhất có thể (có thể > 97%).
- Gia công, lắp đặt phin lọc và chuẩn trực dòng nơtron.
- Đo và kiểm tra thực nghiệm đỉnh năng lượng, thông lượng và độ sạch
đơn năng.
46

Trong luận văn, trình bày các kết quả tính toán nhằm chọn lựa các
thông số về kích thước phin lọc và phân bố phổ năng lượng dự kiến sẽ thu
được trên cơ sở dòng nơtron nhiệt từ kênh ngang số 1 của Lò phản ứng Đà
Lạt. Các kết quả này sẽ là số liệu cần thiết để tiến hành phát triển dòng nơtron
phin lọc nhiệt trên kênh ngang số 1.
3.1. TỔNG QUAN CHƯƠNG TRÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP MONTE
CARLO.
Qua quá trình tìm hiểu chương trình PHITS và phương pháp Monte
Carlo, tôi đã hiểu được và vận dụng thành thạo chương trình mô phỏng
PHITS để triển khai phương pháp Monte Carlo. Sau thời gian chạy chương
trình PHITS trên máy tính cá nhân, tôi đã thu được các số liệu của thông
lượng nơtron nhiệt, thông lượng nơtron nhanh và phổ năng lượng của chùm
tia nơtron qua phin lọc được mô tả ở Mục 3.3, 3.4.
3.2. FILE-INPUT DỰA TRÊN CƠ SỞ CẤU TRÚC THIẾT KẾ CỦA KÊNH
NGANG SỐ 1 CỦA LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT
File input chương trình mô phỏng PHITS cho kênh ngang số 1 của Lò
phản ứng hạt nhân Đà Lạt mô phỏng thiết kế chuẩn trực hình cone, các phin
lọc sử dụng Bismuth đơn tinh thể 6cm và Sapphire đơn tinh thể 15cm được
khai báo chi tiết ở phần Phụ lục 3.
Sau khi thực hiện PHITS đối với file input mô phỏng chuẩn trực hình
cone sử dụng các phin lọc Bismuth đơn tinh thể 6cm và Sapphire đơn tinh thể
15cm, thu được kết quả mô hình tính toán hệ dẫn dòng nơtron phin lọc tại
kênh ngang số 1 được mô tả ở Hình 3.2.
47

Hình 3.2: Mô hình tính toán hệ dẫn chùm tia nơtron phin lọc hình cone tại
kênh ngang số 1 bởi chương trình PHITS.
File input chương trình mô phỏng PHITS cho kênh ngang số 1 mô
phỏng thiết kế chuẩn trực hình trụ, các phin lọc sử dụng Bismuth đơn tinh thể
6cm và Sapphire đơn tinh thể 15cm được khai báo chi tiết ở phần Phụ lục 4.
Sau khi thực hiện PHITS đối với file input mô phỏng chuẩn trực hình
trụ sử dụng các phin lọc Bismuth đơn tinh thể 6cm và Sapphire đơn tinh thể
15cm, thu được kết quả mô hình tính toán hệ dẫn dòng nơtron phin lọc tại
kênh ngang số 1 được mô tả ở Hình 3.3.
Hình 3.3: Mô hình tính toán hệ dẫn chùm tia nơtron phin lọc hình trụ tại kênh
ngang số 1 bởi chương trình PHITS.
48

3.3. SỐ LIỆU PHÂN BỐ PHỔ NĂNG LƯỢNG NƠTRON CỦA CHÙM TIA
NƠTRON (PHIN LỌC NƠTRON NHIỆT) TẠI KÊNH NGANG SỐ 1 CỦA
LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT
Bảng 3.1. Số liệu phân bố phổ năng lượng nơtron của chùm tia nơtron (với
chuẩn trực hình cone, phin lọc Bismuth 6cm và Sapphire 15cm).
Năng lượng cận
Thông lượng
Sai số thống
Năng lượng cận neutron
trên (MeV) kê (%)
dưới (MeV) (n/cm2
.s)
3,31E-10 3,98E-10 3,72E+12 0,9114
3,98E-10 4,79E-10 5,81E+12 0,6812
4,79E-10 5,75E-10 7,02E+12 0,5715
5,75E-10 6,92E-10 2,51E+13 0,2763
6,92E-10 8,32E-10 1,43E+13 0,3202
8,32E-10 1,00E-09 1,22E+13 0,3022
1,00E-09 1,20E-09 2,26E+13 0,2093
1,20E-09 1,45E-09 2,45E+13 0,1895
1,45E-09 1,74E-09 1,77E+14 0,0603
1,74E-09 2,09E-09 2,18E+14 0,0557
2,09E-09 2,51E-09 2,17E+14 0,0471
2,51E-09 3,02E-09 2,38E+14 0,0463
3,02E-09 3,63E-09 3,40E+14 0,0335
3,63E-09 4,37E-09 4,41E+14 0,0251
4,37E-09 5,25E-09 4,99E+14 0,0215
5,25E-09 6,31E-09 6,27E+14 0,0193
6,31E-09 7,59E-09 8,75E+14 0,0153
7,59E-09 9,12E-09 9,03E+14 0,0128
9,12E-09 1,10E-08 1,21E+15 0,0106
1,10E-08 1,32E-08 1,31E+15 0,0088
1,32E-08 1,58E-08 1,47E+15 0,0072
1,58E-08 1,91E-08 1,52E+15 0,0070
1,91E-08 2,29E-08 1,64E+15 0,0059
2,29E-08 2,75E-08 1,61E+15 0,0058

49

2,75E-08 3,31E-08 1,55E+15 0,0055
3,31E-08 3,98E-08 1,45E+15 0,0045
3,98E-08 4,79E-08 1,23E+15 0,0046
4,79E-08 5,75E-08 9,62E+14 0,0046
5,75E-08 6,92E-08 7,01E+14 0,0050
6,92E-08 8,32E-08 4,57E+14 0,0067
8,32E-08 1,00E-07 2,56E+14 0,0076
1,00E-07 1,20E-07 1,25E+14 0,0096
1,20E-07 1,45E-07 5,61E+13 0,0131
1,45E-07 1,74E-07 1,97E+13 0,0223
1,74E-07 2,09E-07 6,53E+12 0,0379
2,09E-07 2,51E-07 2,06E+12 0,0483
2,51E-07 3,02E-07 9,29E+11 0,0641
3,02E-07 3,63E-07 4,42E+11 0,0776
3,63E-07 4,37E-07 1,86E+11 0,1262
4,37E-07 5,25E-07 2,22E+11 0,1058
5,25E-07 6,31E-07 1,82E+11 0,1092
6,31E-07 7,59E-07 7,98E+10 0,1451
7,59E-07 9,12E-07 5,02E+10 0,1631
9,12E-07 1,10E-06 5,07E+10 0,1432
1,10E-06 1,32E-06 2,76E+10 0,1887
1,32E-06 1,58E-06 2,47E+10 0,2023
1,58E-06 1,91E-06 1,94E+10 0,1984
1,91E-06 2,29E-06 1,70E+10 0,2097
2,29E-06 2,75E-06 1,75E+10 0,1514
2,75E-06 3,31E-06 1,38E+10 0,1611
3,31E-06 3,98E-06 1,56E+10 0,1513
3,98E-06 4,79E-06 7,99E+09 0,1692
4,79E-06 5,75E-06 6,76E+09 0,1872
5,75E-06 6,92E-06 4,75E+09 0,1833
6,92E-06 8,32E-06 6,08E+09 0,1613
8,32E-06 1,00E-05 5,22E+09 0,1590
1,00E-05 1,20E-05 2,02E+09 0,2170
50

Tính toán phổ năng lượng của kênh Nơtron phin lọc từ lò phản ứng hạt nhân đà lạt.doc

Tính toán phổ năng lượng của kênh Nơtron phin lọc từ lò phản ứng hạt nhân đà lạt.doc

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Tính toán phổ năng lượng của kênh Nơtron phin lọc từ lò phản ứng hạt nhân đà lạt.doc

Similar to Tính toán phổ năng lượng của kênh Nơtron phin lọc từ lò phản ứng hạt nhân đà lạt.doc (20)

More from DV Viết Luận văn luanvanmaster.com ZALO 0973287149

More from DV Viết Luận văn luanvanmaster.com ZALO 0973287149 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Tính toán phổ năng lượng của kênh Nơtron phin lọc từ lò phản ứng hạt nhân đà lạt.doc