I. Nghiên cứu và phát triển phương pháp đo liều bức xạ
Nghiên cứu và phát triển phương pháp đo liều bức xạ gamma và nơtron bằng liều kế màng mỏng nhuộm màu là một hướng đi quan trọng trong lĩnh vực đo lường bức xạ. Phương pháp này tập trung vào việc sử dụng vật liệu Polyvinyl alcohol (PVA) nhuộm màu để đo liều bức xạ. Bức xạ gamma và bức xạ nơtron là hai loại bức xạ phổ biến trong các ứng dụng công nghiệp, y tế và nghiên cứu hạt nhân. Việc đo lường chính xác liều bức xạ là yếu tố then chốt để đảm bảo an toàn bức xạ và hiệu quả trong các quy trình công nghệ.
1.1. Tổng quan về liều kế màng mỏng
Liều kế màng mỏng là thiết bị đo liều bức xạ dựa trên sự biến đổi màu sắc của vật liệu khi tiếp xúc với bức xạ. Vật liệu nhuộm màu như PVA được sử dụng để tạo ra các phim mỏng có khả năng thay đổi màu sắc tùy theo liều bức xạ hấp thụ. Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, chi phí thấp và có thể áp dụng trong nhiều điều kiện khác nhau. Kỹ thuật đo lường này đã được nghiên cứu và phát triển trên thế giới, đặc biệt trong các ứng dụng y tế và công nghiệp bức xạ.
1.2. Ứng dụng trong đo lường bức xạ
Phương pháp đo liều bức xạ bằng liều kế màng mỏng nhuộm màu có nhiều ứng dụng thực tiễn. Trong y tế, nó được sử dụng để kiểm soát liều bức xạ trong các quy trình điều trị bằng tia xạ. Trong công nghiệp, phương pháp này giúp đảm bảo an toàn cho nhân viên làm việc trong môi trường có bức xạ. Ngoài ra, thiết bị đo bức xạ này cũng được sử dụng trong các nghiên cứu vật lý hạt nhân và kỹ thuật hạt nhân để đo liều bức xạ trong các thí nghiệm.
II. Phương pháp và kỹ thuật đo lường
Phương pháp đo liều bức xạ bằng liều kế màng mỏng nhuộm màu dựa trên nguyên lý biến đổi màu sắc của vật liệu khi tiếp xúc với bức xạ. Kỹ thuật đo lường này bao gồm việc chế tạo các phim mỏng từ vật liệu PVA và các chất nhuộm màu, sau đó đo sự thay đổi màu sắc bằng phương pháp quang phổ kế hấp thụ. Phương pháp này cho phép xác định chính xác liều bức xạ hấp thụ dựa trên sự thay đổi mật độ quang của phim.
2.1. Chế tạo phim màng mỏng
Quá trình chế tạo phim màng mỏng bao gồm việc chuẩn bị nguyên liệu PVA và các chất nhuộm màu, sau đó tạo thành phim mỏng bằng phương pháp đúc khuôn. Các phim này được xử lý để đạt được độ đồng đều và độ dày nhất định. Vật liệu nhuộm màu được lựa chọn cẩn thận để đảm bảo độ nhạy cao với bức xạ và khả năng biến đổi màu sắc rõ rệt.
2.2. Phương pháp quang phổ kế hấp thụ
Phương pháp quang phổ kế hấp thụ được sử dụng để đo sự thay đổi màu sắc của phim màng mỏng sau khi tiếp xúc với bức xạ. Phương pháp này dựa trên định luật Lambert-Beer, cho phép xác định mật độ quang của phim tại các bước sóng cụ thể. Từ đó, liều bức xạ hấp thụ có thể được tính toán chính xác dựa trên sự thay đổi mật độ quang.
III. Kết quả và ứng dụng thực tiễn
Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của phương pháp đo liều bức xạ bằng liều kế màng mỏng nhuộm màu. Các phim màng mỏng PVA nhuộm màu đã được thử nghiệm với bức xạ gamma và bức xạ nơtron, cho thấy độ nhạy cao và khả năng đo liều chính xác trong dải liều rộng. Kết quả nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các thiết bị đo bức xạ mới, đặc biệt trong các ứng dụng y tế và công nghiệp bức xạ.
3.1. Đo liều bức xạ gamma
Các phim màng mỏng PVA nhuộm màu đã được sử dụng để đo liều bức xạ gamma từ nguồn 60Co. Kết quả cho thấy sự thay đổi màu sắc của phim tỷ lệ thuận với liều bức xạ hấp thụ. Phương pháp phân tích dựa trên sự thay đổi mật độ quang đã cho phép xác định chính xác liều bức xạ trong dải liều từ 1 kGy đến 200 kGy.
3.2. Đo liều bức xạ nơtron
Nghiên cứu cũng tập trung vào việc đo liều bức xạ nơtron tại kênh số 2 của Lò nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt. Các phim màng mỏng PVA nhuộm màu đã được thử nghiệm với chùm nơtron nhiệt, cho thấy khả năng đo liều hiệu quả. Kết quả nghiên cứu này mở ra hướng ứng dụng mới cho liều kế màng mỏng trong việc kiểm soát liều bức xạ nơtron.
