Luận án tiến sĩ vật lý nghiên cứu đánh giá phân bố và tối ưu hệ số đồng đều liều

CAO VĂN CHUNG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIA PHAN BO VA TOI UU HỆ SO DONG DEU LIEU HAP THY (DUR) TRONG TRAI VU SUA HIEU XA KIEM DICH BANG CHUM ELECTRON 10 MeV LUẬN ÁN TIEN SĨ VAT LY TP. HO CHÍ MINH — NAM 2023 _ ĐẠIHỌC QUỐC GIATP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CAO VĂN CHUNG Ngành: Vật ly nguyên tu va hat nhân Mã số ngành : 62 44 05 01 Phan biện 1: PGS. Phạm Đức Khuê Phản biện 2: PGS. Bùi Văn Loát Phản biện 3: PGS.

Hoàng Đức Tâm Phản biện độc lap 1: PGS. Bùi Văn Loát Phản biện độc lập 2: TS. Trần Ái Khanh NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. Trần Hoài Nam 2.

Trần Văn Hùng TP. Hồ Chí Minh - Năm 2023 Lời cam đoan Tôi cam đoan luận án tiến sĩ ngành Vật lý Nguyên tử và hạt nhân, với đề tài Nghiên cứu đánh giá phân bồ và toi ưu hệ số đông đều liều hấp thu (DUR) trong trái vú sữa chiếu xạ kiểm dịch bằng chum electron 10 MeV là công trình khoa học do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS. Trần Hoài Nam và TS. Những kết quả nghiên cứu của luận án hoàn toàn trung thực, chính xác và không trùng lặp với các công trình đã công bố trong và ngoài nước.

Tác giả luận án Cao Văn Chung Lời cảm ơn Luận án được hoàn thành với sự quan tâm và giúp đỡ rất nhiệt tình của quý Thay Cô, anh chị em đồng nghiệp và gia đình. Tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn và trân trọng đến tất cả mọi người. Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới hai người Thay hướng dẫn của mình là PGS.TS Trần Hoài Nam và TS. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi cảm thấy mình vô cùng may mắn khi được làm việc dưới sự hướng dẫn của các Thay.

Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thay, Cô trong bộ môn Vật lý hat nhân- Ngành Kỹ thuật Hạt nhân - Ngành Vật lý Y khoa, Khoa Vật lý-Vật lý Kỹ thuật, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM đã tạo điều kiện và giúp đỡ tdi trong suốt thời gian qua. Đặc biệt, tôi xin cảm ơn GS. Châu Văn Tạo đã luôn quan tâm tới các nghiên cứu sinh và nhắc nhở chúng tôi tham dự các buổi báo cáo học thuật để mở rộng kiến thức và học hỏi kinh nghiệm, PGS. Trần Thiện Thanh đã hỗ trợ và giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình học tập tại Trường.

Tôi xin cảm ơn Ban Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai Công nghệ Bức xạ, Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam, nơi tôi thực hiện các nghiên cứu trong luận án này. Xin cám ơn các Anh/Chị đồng nghiệp đã luôn hỗ trợ nhiệt tình, hướng dẫn và cộng tác với tôi trong lĩnh vực chiếu xạ kiểm địch nói chung và trong nghiên cứu khảo sát chất lượng trái vú sữa chiếu xạ nói riêng. Ngoài ra, tôi cũng xin chân thành cảm ơn đến quý Thầy Cô trong Hội đồng cham luận án Tiến sĩ đã dành nhiều thời gian, công sức đọc và cho tôi những nhận xét, góp ý vô cùng quý báu đề tôi có thê điều chỉnh và hoàn thiện luận án tốt hơn. Tôi xin cảm ơn Co quan Năng lượng nguyên tử Quốc tế (IAEA), Dự án D61024 (Hợp đồng nghiên cứu số 18984) đã tài trợ kinh phí cho những nghiên cứu và thực nghiệm đo liều, hiệu chuẩn hệ liều kế.

Cuối cùng, tôi xin gửi đến gia đình tôi lòng biết ơn chân thành vì đã luôn là chỗ dựa vững chắc, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất dé tôi có cơ hội được hoàn thành luận án này. Mặc dù đã có gang dé hoàn thiện luận án một cách tốt nhất, nhưng kiến thức của bản thân còn nhiều hạn chế nên sai sót là điều khó tránh khỏi. Do vậy, kính mong nhận được những đóng góp quý báu của quý Thầy Cô, đồng nghiệp và các độc giả. il Muc lục Lời cam đoan i Loi cam on ii Muc luc Hi Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt vỉ Danh mục các bảng biểu ix Danh muc cac hinh vé xi Mở đầu 1 Chuong 1.

Tổng quan tình hình ứng dụng chiếu xạ. Tương tac electron với vậtchất. Tan xạ không dan hồi với các electron của nguyên tử. Tán xạ hạtnhân nhiềulần.

Nang suất hãm, phân tán năng lượng và quãng chạy CSDA 14 1. Phân bố năng lượng electron trong vậtchất. Ảnh hưởng của bức xạ lên thực thểsống. Các thực thé sinh học đối tượng của chiéuxa.

Ảnhhưởng của bứcxạionhóa. Liều yêu cầu tốithểu. Ảnh hưởng của bức xạ lên sản pham chiếu xạ. Chất lượng dinh dưỡng của thực phẩm chiếu xạ.

Chất lượng cảm quan của thực phẩm chiếu xạ. Ảnh hưởng liều hấp thụ lên chất lượng trái cây tươi. Phân loại nguồn chiếu xạ thực phẩm ¬. Phân bó liều hap thụ trong vật liệu chiếu xạ.

Tỷ số đồng đềulều-DUR. Chiếu xạ chùm electron trên các sản phẩm không đồng đều 1. Chiếu xạ kiểm dich trai vú sữa. Thiết bi và phương pháp nghiên cứu 42 2.

Máy gia tốc tuyến tính UELR-10-15S2. Mô tả máy gia tốc UELR-10-15S2. Năng lượng electronsaugiatốc. Kích thước chùm electron và độ đồng đều liều bề mặt 46 2.

Hệ thiết bi đo liều hap thụ, liều kế. Liều kế dang phimB3. Thiết bị đo phân bố tỷ trọng mat. Thiết lập thực nghiệm đo liều hắp thụ.

Khảo sát phân bố liều trong vật liệu liên tục và không liên 57 60 2. Mô phỏng Monte Carlo. Chương tình MCNP(4C2). Mô hình mô phỏng tính toán phân bố liều trong vật liệu 63 2.

M6 hình mô phỏng tinh phân bố liều trên trái vú sữa. Mô hình che chắn nhằm giảm tỷ số DUR. Kết qua khảo sát phân bố liều hap thu trong vật liệu và tỷ số DUR trong trái vú sữa chiếu xạ 69 3. Phân bố liều trong vật liệu liên tục và không liéntuc.

Phân bố liều thực nghiệm va so sánh với mô phỏng. Quang chạy của eletron trong vật liệu và chiều dày tối ưu 51/590 5 2ã 515. Phân bố liều hấp thụ trong trái vú sữa chiếu xạ kiểm dịch. Phân bố liều trong thùng carton chứa trái vũ sữa.

Phân bố liều hấp thụ trong trái vú sữa. Phân bố liều hấp thụ va tỷ số DUR khi áp dụng che chan. Kết luận 91 Danh mục các công trình đã công bố liên quan đến luận án 95 Tài liệu tham khảo 97 Phụ lục 106 Danh mục các ký hiệu và chữ việt tắt Ký hiệu Ký hiệu Tén goi AE Phan năng lượng mat di qua các tương tác AH Cường độ đỉnh phô EPR Độ thay đổi giá trị động lượng Độ dài đơn vị Hàm lượng chất hòa tan (TSS) Giá trị tính bằng tỷ số của trung bình bình phương góc tan xạ trên độ sâu Hệ số suy giảm gamma trong vật chất Tiết diện tương tác Tiết diện tương tác vi phân Sai số của giá trị x Tỷ trọng mặt, băng tích của tỷ trọng với chiều dày của vật liệu Tỷ trong của vật liệu sử dung làm tam bù tỷ trọng Góc tán xạ Độ hấp thụ màu của liều kế trước khi chiếu xạ Độ hấp thụ màu của liều kế sau khi chiếu xạ Thông số va chạm Giá trị liều hap thụ cao nhất trong đường phân bố liều Giá trị liều hấp thụ thấp nhất trong đường phân bố liều Chiều dày tối ưu của đối tượng chiếu xa Hệ số nhân trong phép tính các tally của chương trình mô phỏng MCNP Liều cần thiết để giảm số lượng vi sinh 10 lần Điện tích đơn vi Năng lượng trung bình trong phô năng lượng của chùm electron sau gia tốc Năng lượng có ty lệ cao nhất trong phố năng lượng của chùm electron sau gia tốc Fauet Tần số quét của chùm eletron Tần số phát xung, tần số đồng bộ của máy gia tốc F4 Tally F4, dùng đo thông lượng hat qua | cell Mái NYau Năng lượng kích thích va ion hóa trung bình của vat chất Dòng hoặc số hạt ghi nhận bởi đầu dò Hang số Planck Nhiệt dung riêng của vật liệu Số gốc tự do sinh ra khi vật liệu hấp thụ 100 eV Khối lượng gốc của phân tử Số lượng cơ thể sinh học Quãng chạy thực nghiệm của chùm electron trong vật liệu Chiều dày mà tai đó liều đạt băng % liều cực đại Chiều dày mà tại đó liều đạt bang 1⁄2 liều bề mặt Bán kính tương tác Vận tốc electron trong vật chất Vinax Giới hạn vận tốc nhằm đảm bảo độ đồng đều liều trên bề mặt sản phẩm chiếu xạ Số nguyên tử WS Chiều rộng quét của chùm electron vi Chữ viết tắt Chữ viết Tiếng Việt Tiéng Anh tắt ADL Giới hạn ty trọng mặt Area Density Limit B3 Liều kế dạng phim mỏng Radiochromic film dosimeter CSDA Xấp xi của quãng làm chậm liên Continuous Slowing Down Ap- tục proximation DUR Tỷ số (hệ số) đồng đều liều Dose Uniformity Ratio DNA Phân tử mang thông tin di truyền Deoxyribo Nucleic Acid FFV Rau, quả tươi Fresh fruits vegetables FOM Hệ số hiệu quả của bài toán mô Figure Of Merit phỏng FWHM Độ rộng tại một nửa chiều cao Full Width at Half Maximum MCNP Chương trình mô phỏng sử dụng Monte Carlo N-Particle thuật toán Monte Carlo MDCM Thịt gà rút xương Mechanically-Deboned Chicken Meat MDF Ván sợi có mật độ trung bình Medium Density Fiberboard NSF Dạng không bào tử Non-Spore Forming SAL Mức đảm bảo vô khuan Sterility Assurance Level SF Dạng bảo tử Spore Forming RNA Phân tử có vai trò sinh học trong RiboNucleic Acid mã hóa, dịch mã, điều hòa, và biểu hiện của gene PS Polymer tổng hợp từ monome PolyStyrene Sfyrene PE Polymer tổng hợp từ monome PolyEthylen ethylene TFC Bảng ghi nhận các biến động của Tally Fluctuation Chart phép kiểm đếm TSS Tổng hàm lượng chất rắn hòa tan The Total Soluble Solid content VINATOM Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Viét Nam Atomic Energy Insti- Nam tute VINAGAM- Trung tâm Nghiên cứu và Triển Research and Development Cen- MA khai Công nghệ Bức xạ ter for Radiation Technology vill Danh mục các bảng biêu Trang 1.1 Liều Dị của một số vi sinh vật tiêu biểu [46].2 Các nguồn ion hóa sử dụng chiếu xạ và độ xuyên sâu tương ing.3 Đặc điểm sử dụng của các loại bức xạ trong chiếu xạ thực phẩm.1 Các thông số thiết kế của máy gia tốc UELR-10-1582 [73] .2 Các chỉ số thiết lập và kết quả đo năng lượng của máy gia tốc UELR- 10-1582 2 Q Q0Q Q0Qua 46 2.3 Kích thước chùm electron theo khoảng cách đến đầu phát và vận tốc giới han dé đảm bảo độ đồng liều bề mặt sản phẩm.4 Đặc điểm các loại liều kế sử dụng trong do liều chiếu xạ.5 Tương quan giữa số đếm ghi nhận bởi đầu dò với mật độ vật chất [79].6 Thành phan phan trăm nguyên tố của một số vật liệu[§I].