NGHIÊN CỨU TỐI ƯU KÍCH THƯỚC HỘP CHỨA MẪU MARINELLI BẰNG THUẬT TOÁN TIẾN HOÁ VI PHÂN KẾT HỢP VỚI MCNP4C2

Abstract

Hộp chứa mẫu Marinelli với thể tích lớn được sử dụng phổ biến để chứa mẫu trong các phép đo mẫu môi trường có hoạt độ phóng xạ thấp trên hệ phổ kế gamma dùng đầu dò germanium siêu tinh khiết (High Purity Germanium - HPGe) do góc khối phát bức xạ gamma từ hộp chứa mẫu hay nguồn phóng xạ đến đầu dò lớn. Trong công trình này, chúng tôi phát triển phương pháp tối ưu hoá kích thước hình học hộp chứa mẫu Marinelli dựa vào thuật toán tiến hoá vi phân (Differential Evolution) kết hợp với chương trình MCNP4C2 (Monte Carlo N-Particle code, Version 4C2). Mẫu đo là dung dịch NaI với các nhân phóng xạ 131I phát tia gamma với năng lượng 0,364MeV, thành phần chủ yếu là nước với thể tích 450cm3, mật độ 1g/cm3. Thuật toán tiến hoá vi phân được sử dụng để tối ưu kích thước hình học gồm bán kính phần trên r1 và chiều cao phần dưới h2 của hộp chứa mẫu Marinelli thông qua tiến trình xác định hiệu suất ghi lớn nhất của đầu dò được tính toán bằng chương trình MCNP4C2. Sau hơn 100 thế hệ, thuật toán tìm kiếm đã hội tụ với hiệu suất ghi lớn nhất của đầu dò là 0,041185 đối với cấu trúc kích thước hình học hộp chứa mẫu Marinelli có bán kính phần trên r1 bằng 5,4941cm và chiều cao phần dưới h2 bằng 6,1042cm. So sánh với thuật toán di truyền, thuật toán tiến hoá vi phân đã thể hiện ưu điểm vượt trội trong tìm kiếm tối ưu. Trong phạm vi sai số của thước đo, kích thước hình học tối ưu của hộp chứa mẫu Marinelli nhận được từ nghiên cứu này phù hợp với kết quả nghiên cứu trước đây của chúng tôi.