Xem mẫu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ
*****
NGUYỄN LÂM YẾN THI
NGHIÊN CỨU ĐÁP ỨNG PHỔ CỦA BỨC XẠ
VŨ TRỤ LÊN ĐẦU DÒ NaI(Tl) 7.62 cm x 7.62 cm
BẰNG MÔ PHỎNG GEANT4
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Ngành: VẬT LÝ
Mã số: 105
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. PHẠM NGUYỄN THÀNH VINH
TP HỒ CHÍ MINH – 2016
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp chương trình Đại
học tại trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh, tôi đã nhận được sự giúp
đỡ tận tình của quý thầy cô, những lời động viên kịp thời từ gia đình và bạn bè. Với
tình cảm chân thành, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến:
TS. Võ Hồng Hải, thầy đã luôn nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong việc tiếp cận,
sử dụng phần mềm GEANT4 và cung cấp kiến thức cho tôi về hệ đo, tận tình giúp
tôi hoàn thành luận văn.
TS. Phạm Nguyễn Thành Vinh, thầy đã luôn tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện
giúp tôi hoàn thành luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy cô trong khoa Vật lý đã nhiệt tình giảng
dạy, cung cấp cho tôi nhiều kiến thức bổ ích trong suốt bốn năm học và tạo điều
kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô trong hội đồng khoa học đã dành
thời gian đọc và đóng góp ý kiến giúp luận văn được hoàn thiện hơn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thành viên trong nhóm nghiên cứu đã luôn giúp đỡ,
động viên tôi trong quá trình hoàn thành luận văn.
Tôi xin gửi lời tri ân đến bố mẹ, gia đình và bạn bè đã luôn động viên và hỗ trợ tôi
cả về tinh thần lẫn vật chất trong suốt bốn năm học vừa qua.
TP.Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2016
Người thực hiện luận văn
Nguyễn Lâm Yến Thi.
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................ i
DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .................................................................. iii
MỞ ĐẦU....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỨC XẠ VŨ TRỤ VÀ PHẦN MỀM GEANT4 ...
....................................................................................................................................4
1.1. Tổng quan về bức xạ vũ trụ. ......................................................................................... 4
1.1.1. Bức xạ vũ trụ sơ cấp. .......................................................................................... 5
1.1.2. Bức xạ vũ trụ thứ cấp .......................................................................................... 5
1.1.3. Tổng quan về hạt muon. ..................................................................................... 7
1.1.3.1. Một số đặc trưng của muon. ......................................................................... 8
1.1.3.2. Tương tác của muon với vật chất. ................................................................ 8
1.2. Giới thiệu phần mềm mô phỏng GEANT4 và phần mềm CRY................................. 10
1.2.1. Phần mềm mô phỏng GEANT4........................................................................ 10
1.2.1.1. Cấu trúc chương trình GEANT4 ............................................................... 11
1.2.1.2. Các lớp khởi tạo và thực thi. ...................................................................... 12
1.2.2. Phần mềm CRY. ............................................................................................... 14
1.2.2.1. Sơ lược về CRY. ........................................................................................ 14
1.2.2.2. Tạo nguồn phát bức xạ vũ trụ từ CRY. ...................................................... 15
CHƯƠNG 2: THIẾT LẬP MÔ HÌNH HỆ ĐO TRONG GEANT4 ........................17
2.1. Bố trí mô hình mô phỏng hệ đo theo thực nghiệm. .................................................... 17
2.2. Thiết lập mô hình hệ đo trong GEANT4. ................................................................... 19
2.2.1. Thiết kế hình học hệ đo (DetectorConstruction). ............................................. 19
2.2.2. Khai báo tương tác vật lý (PhysicsList)............................................................ 21
2.2.3. Tạo nguồn bức xạ vũ trụ từ CRY (PrimaryGenerator Action) ......................... 22
2.2.4. Trích xuất dữ liệu mô phỏng ............................................................................ 25
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ SO SÁNH VỚI THỰC NGHIỆM .....26
3.1. Kết quả mô phỏng....................................................................................................... 26
3.1.1 Phổ mô phỏng năng lượng của bức xạ vũ trụ trên đầu dò nhấp nháy plastic .... 26
3.1.2. Phổ mô phỏng năng lượng của bức xạ vũ trụ trên đầu dò NaI(Tl) ................... 28
3.2. So sánh phổ thực nghiệm và mô phỏng...................................................................... 30
3.2.1. Phổ ở vùng năng lượng thấp (0.2 - 3) MeV...................................................... 30
3.2.2. Phổ ở vùng năng lượng cao (3 - 70) MeV. ....................................................... 31
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. ................................................................................33
TÀI LIỆU THAM KHẢO. ......................................................................................36
PHỤ LỤC. ................................................................................................................37
nguon tai.lieu . vn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ
*****
NGUYỄN LÂM YẾN THI
NGHIÊN CỨU ĐÁP ỨNG PHỔ CỦA BỨC XẠ
VŨ TRỤ LÊN ĐẦU DÒ NaI(Tl) 7.62 cm x 7.62 cm
BẰNG MÔ PHỎNG GEANT4
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Ngành: VẬT LÝ
Mã số: 105
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. PHẠM NGUYỄN THÀNH VINH
TP HỒ CHÍ MINH – 2016
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp chương trình Đại
học tại trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh, tôi đã nhận được sự giúp
đỡ tận tình của quý thầy cô, những lời động viên kịp thời từ gia đình và bạn bè. Với
tình cảm chân thành, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến:
TS. Võ Hồng Hải, thầy đã luôn nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong việc tiếp cận,
sử dụng phần mềm GEANT4 và cung cấp kiến thức cho tôi về hệ đo, tận tình giúp
tôi hoàn thành luận văn.
TS. Phạm Nguyễn Thành Vinh, thầy đã luôn tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện
giúp tôi hoàn thành luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy cô trong khoa Vật lý đã nhiệt tình giảng
dạy, cung cấp cho tôi nhiều kiến thức bổ ích trong suốt bốn năm học và tạo điều
kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô trong hội đồng khoa học đã dành
thời gian đọc và đóng góp ý kiến giúp luận văn được hoàn thiện hơn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thành viên trong nhóm nghiên cứu đã luôn giúp đỡ,
động viên tôi trong quá trình hoàn thành luận văn.
Tôi xin gửi lời tri ân đến bố mẹ, gia đình và bạn bè đã luôn động viên và hỗ trợ tôi
cả về tinh thần lẫn vật chất trong suốt bốn năm học vừa qua.
TP.Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2016
Người thực hiện luận văn
Nguyễn Lâm Yến Thi.
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................ i
DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .................................................................. iii
MỞ ĐẦU....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỨC XẠ VŨ TRỤ VÀ PHẦN MỀM GEANT4 ...
....................................................................................................................................4
1.1. Tổng quan về bức xạ vũ trụ. ......................................................................................... 4
1.1.1. Bức xạ vũ trụ sơ cấp. .......................................................................................... 5
1.1.2. Bức xạ vũ trụ thứ cấp .......................................................................................... 5
1.1.3. Tổng quan về hạt muon. ..................................................................................... 7
1.1.3.1. Một số đặc trưng của muon. ......................................................................... 8
1.1.3.2. Tương tác của muon với vật chất. ................................................................ 8
1.2. Giới thiệu phần mềm mô phỏng GEANT4 và phần mềm CRY................................. 10
1.2.1. Phần mềm mô phỏng GEANT4........................................................................ 10
1.2.1.1. Cấu trúc chương trình GEANT4 ............................................................... 11
1.2.1.2. Các lớp khởi tạo và thực thi. ...................................................................... 12
1.2.2. Phần mềm CRY. ............................................................................................... 14
1.2.2.1. Sơ lược về CRY. ........................................................................................ 14
1.2.2.2. Tạo nguồn phát bức xạ vũ trụ từ CRY. ...................................................... 15
CHƯƠNG 2: THIẾT LẬP MÔ HÌNH HỆ ĐO TRONG GEANT4 ........................17
2.1. Bố trí mô hình mô phỏng hệ đo theo thực nghiệm. .................................................... 17
2.2. Thiết lập mô hình hệ đo trong GEANT4. ................................................................... 19
2.2.1. Thiết kế hình học hệ đo (DetectorConstruction). ............................................. 19
2.2.2. Khai báo tương tác vật lý (PhysicsList)............................................................ 21
2.2.3. Tạo nguồn bức xạ vũ trụ từ CRY (PrimaryGenerator Action) ......................... 22
2.2.4. Trích xuất dữ liệu mô phỏng ............................................................................ 25
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ SO SÁNH VỚI THỰC NGHIỆM .....26
3.1. Kết quả mô phỏng....................................................................................................... 26
3.1.1 Phổ mô phỏng năng lượng của bức xạ vũ trụ trên đầu dò nhấp nháy plastic .... 26
3.1.2. Phổ mô phỏng năng lượng của bức xạ vũ trụ trên đầu dò NaI(Tl) ................... 28
3.2. So sánh phổ thực nghiệm và mô phỏng...................................................................... 30
3.2.1. Phổ ở vùng năng lượng thấp (0.2 - 3) MeV...................................................... 30
3.2.2. Phổ ở vùng năng lượng cao (3 - 70) MeV. ....................................................... 31
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. ................................................................................33
TÀI LIỆU THAM KHẢO. ......................................................................................36
PHỤ LỤC. ................................................................................................................37