Thiết kế, hoàn chỉnh thiết bị đo phân bố mật độ nhằm tính toán nhanh phân bố liều trong thùng hàng chiếu xạ trên máy gia tốc UELR-10-15S2

Chiếu xạ bằng tia điện tử và tia X đang ngày càng phổ biến vì những ưu điểm về công suất, an toàn bức xạ và không phải xử lý nguồn thải phóng xạ sau khi sử dụng. Tuy nhiên điện tử 10 MeV phát từ máy gia tốc có khả năng xuyên sâu kém, bị hấp thụ gần như hoàn toàn ở độ sâu 5,6 cm nước. Có nghĩa là đối với thùng sản phẩm chiếu xạ bằng điện tử 10 MeV, mật độ thùng sản phẩm phải đảm bảo điều kiện nhỏ hơn 3,7 g/cm2 cho trường hợp chiếu xạ một mặt và 8,6 g/cm2 cho trường hợp chiếu hai mặt.

Hệ thiết bị đo mật độ hoàn thiện

Tuy nhiên, với phần lớn trường hợp chiếu xạ hàng cụ thể, việc xác định hay đảm bảo mật độ của thùng sản phẩm thỏa mãn điều kiện trên là rất khó khăn và đôi khi không thể. Như trên một số mặt hàng thủy sản đông lạnh có tỷ trọng trung bình từ 6,8 đến 7,6 g/cm2 phù hợp với điều kiện chiếu xạ nhưng thực tế phân bố tỷ trọng có thể vượt mức 8,6 g/cm2 gây hiện tượng liều hấp thụ trong sản phẩm không đạt yêu cầu.

Để giải quyết vấn đề xác định chính xác phân bố tỷ trọng của đối tượng, cụ thể là thùng hàng chiếu xạ bằng chùm điện tử, nhóm nghiên cứu đến từ Trung tâm Nghiên cứu và triển khai công nghệ bức xạ, trực thuộc Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam do Th.S Cao Văn Chung làm chủ nhiệm, đã thực hiện đề tài “Thiết kế, hoàn chỉnh thiết bị đo phân bố mật độ nhằm tính toán nhanh phân bố liều trong thùng hàng chiếu xạ trên máy gia tốc UELR-10-15S2 tại Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai Công nghệ bức xạ”.

Ứng dụng đặc tính suy giảm của gamma theo chiều dày vật chất, thiết bị đo mật độ có thể xác định mật độ tại nhiều vị trí (400 điểm) trên thùng hàng chiếu xạ trên máy gia tốc chùm tia điện tử UELR-10-15S2 qua tỷ lệ số đếm ghi nhận được bằng detector nhấp nháy sau thùng hàng và số đếm khi không có thùng hàng.

Đề tài đã hoàn thiện việc thực hiện các công việc về: xây dựng nguyên lý hoạt động, thiết kế hệ cơ khí, hệ đo điện tử, hoàn chỉnh thiết bị và tính toán phân bố liều trong đối tượng chiếu xạ. Đây là một trong hai thiết bị đầu tiên được phát triển (thiết bị thứ 2 thuộc Đại học Tsinghua Trung Quốc) để phục vụ tính toán phân bố liều chiếu xạ bằng E-beam. Hệ thiết bị hoàn thiện một phần giúp cho việc đảm bảo chất lượng dịch vụ chiếu xạ tại phòng vận hành máy EB được kiểm soát đầy đủ, nhanh và chính xác hơn. Một mặt cũng đón đầu xu thế xác định phân bố liều thông qua tính mô phỏng thay cho việc xác định phân bố liều bằng liều kế hiện đang phổ biến trên thế giới.

Tuy nhiên, hệ thiết bị có một giới hạn lớn là số điểm lấy mẫu chưa cao (400 điểm), thời gian cho một phép đo có thể kéo dài đến 5-7 phút. Về mặt xác định phân bố liều cho hàng chiếu xạ là đủ thống kê, song vẫn chưa đủ để có cái nhìn toàn diện về phân bố liều trong thùng hàng chiếu xạ. Thời gian tới, nhóm thực hiện cũng sẽ có những cải tiến để tăng độ tin cậy, tăng số điểm lấy mẫu và cải tiến chương trình tính phân bố liều có nhiều chức năng hữu ích hơn.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 17159/2019) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.