Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Một phương trình mới để tính toán hoạt độ trong chiếu xạ xung: suy diễn, mô phỏng và xác nhận thực nghiệm
Tóm tắt
Để tính toán hoạt độ của các nuclide sản phẩm được sinh ra trong chiếu xạ xung, người ta thường giả định rằng quá trình chiếu xạ gần như liên tục trong toàn bộ thời gian chiếu xạ ($$t_{\text{i}}$$) và mật độ của các hạt chiếu xạ định hướng có thể được xác định bằng việc lấy trung bình cường độ của chúng trong mỗi khoảng thời gian xung ($$T$$). Tuy nhiên, giả định này không thừa nhận rằng các nuclide sản phẩm không được tạo ra đều đặn trong mỗi khoảng thời gian xung ($$T$$): Chúng chỉ được sản xuất trong một khoảng thời gian ngắn ($$t_{\text{p}}$$) và sau đó phân rã trong một khoảng thời gian nghỉ tương đối dài ($$t_{\text{r}} = T - t_{\text{p}}$$). Với số lượng xung lớn, tổng của các quá trình phân rã này có thể không thể xem nhẹ. Để tính toán hoạt độ phù hợp với tình huống thực tế trong chiếu xạ xung, chúng tôi xem xét chi tiết các quá trình chiếu xạ và phân rã trong mỗi xung, áp dụng chuỗi hình học để có được sự chồng chất hoạt độ của hàng triệu xung, và phát triển một phương trình hoạt độ mới đặc biệt phù hợp cho chiếu xạ xung. Các kết quả thực nghiệm, mô phỏng số và đo đạc hoạt độ từ kích hoạt photon được điều khiển bởi một LINAC electron xung đã xác nhận tính chính xác của phương trình mới này. So sánh giữa phương trình mới và phương trình truyền thống cho thấy sự khác biệt của chúng có thể đáng kể dưới một số điều kiện nhất định. Các hạn chế của phương trình hoạt độ mới cho chiếu xạ xung cũng được thảo luận.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
V. Starovoitova, C. Segebade, High intensity photon sources for activation analysis. J. Radioanal. Nucl. Chem. (2016). https://doi.org/10.1007/s10967-016-4899-x
C. Segebade, A. Berger, Photon activation analysis. Encycl. Anal. Chem. (2008). https://doi.org/10.1002/9780470027318.a6211.pub2
S.-H. Liu, X.-B. Jiang, N.-N. Liu, et al., Measurement and calculation of the neutron spectrum and gamma dosimetry of the fast neutron device at Xi’an pulse reactor, in Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A, V593(3), pp. 361–366, ISSN 0168-9002 (2008). https://doi.org/10.1016/j.nima.2008.05.028
Z.J. Sun, D. Wells, C. Segebade et al., A comparison of various procedures in photon activation analysis with the same irradiation setup. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 339, 53–57 (2014). https://doi.org/10.1016/j.nimb.2014.08.021
A. Osman, I. Boztosun, C. Segebade, Multielemental analysis of some soils in Karaman by PAA using a cLINAC. Appl. Radiat. Isot. 122, 57–62 (2017). https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2017.01.011
National Institute of Standards and Technology, Certificate of analysis: standard reference material 1648a urban particulate matter, Gaithersburg, MD, USA (2008)
FAST ComTech., MCDWIN: MCA emulation and analysis software (2009). https://www.fastcomtec.com/fwww/datashee/mcd/mcdwin.pdf. Accessed 21 Dec 2017
W. Westmeier, Guide to Gamma-W,Sodigam and Alps for Windows, 2009 ed, 2009th edn. (Dr. Westmeier GmbH, Germany, 2009)
S. Agostinelli et al., Geant4—a simulation toolkit. Nuclear Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A 506(3), 250–303 (2003). https://doi.org/10.1016/s0168-9002(03)01368-8
J. Allison et al., Geant4 developments and applications. IEEE Trans. Nucl. Sci. 53(1), 270–278 (2006). https://doi.org/10.1109/TNS.2006.869826
Geant4 Collaboration, Geant4 User’s Guide for Application Developers (2017). http://geant4.web.cern.ch/geant4/UserDocumentation/UsersGuides/ForApplicationDeveloper/html/index.html. Accessed 21 Dec 2017
C. Ferguson, General Purpose Source Particle Module for GEANT4/SPARSET, Physics and Astronomy Department, University of Southampton, Highfield, Southampton, technical note, UoS-GSPM-Tech, Issue 1.1 (2000)
CERN, ROOT users guides and manuals (2017). https://root.cern.ch/root/htmldoc/guides/users-guide/ROOTUsersGuide.html. Accessed 21 Dec 2017
International Atomic Energy Agency, Handbook on Photonuclear Data for Applications: Cross sections and Spectra, I.A.E.A TECDOC 1178 (2000). http://www-pub.iaea.org/books/IAEABooks/6043/Handbook-on-Photonuclear-Data-for-Applications-Cross-sections-and-Spectra. Accessed 21 Dec 2017
B. Pritychenko, V. Zerkin, Experimental nuclear reaction data (EXFOR) (2014), Brookhaven National Laboratory. http://www.nndc.bnl.gov/exfor/exfor.htm. Accessed 21 Dec 2017
CRAN, An introduction to R, version 3.4.3 (2017). https://cran.r-project.org/doc/manuals/r-release/R-intro.pdf. Accessed 21 Dec 2017
MathWorks, MATLAB: the language of technical computing (2017). https://www.mathworks.com/help/matlab/index.html. Accessed 21 Dec 2017
B. Faddegon, Benchmarking of Monte Carlo simulation of Bremsstrahlung from thick targets at radiotherapy energies. Med. Phys. 35, 4308–4317 (2008). https://doi.org/10.1118/1.2975150
Wolfram S. An Elementary Introduction to the Wolfram Language, 2nd edn. (2017). http://www.wolfram.com/language/elementary-introduction/2nd-ed/. Accessed 21 Dec 2017
R. Greenberg, P. Bode, E. Fernandes, Neutron activation analysis: a primary method of measurement. Spectrochim. Acta Part B 66, 193–241 (2011). https://doi.org/10.1016/j.sab.2010.12.011
C. Segebade, V.N. Starovoitova, T. Borgwardt et al., Principles, methodologies, and applications of photon activation analysis: a review. J. Radioanal. Nucl. Chem. 312, 443 (2017). https://doi.org/10.1007/s10967-017-5238-6
J. Cetnar, General solution of Bateman equations for nuclear transmutations. Ann. Nucl. Energy 33(7), 640–645 (2006). https://doi.org/10.1016/j.anucene.2006.02.004