Máy đo phóng xạ đa năng: Thiết kế, chế tạo và kiểm nghiệm

tr
2. 
ư đư
ợng, hiện đang đ
ại STM32 F407VET6 
14 b
,
I2C, Ethernet, DCMI
 và 
. 
ợc n
32 bit/ 
ộ/ 16 bit v
, n bên trong và 
. 
ứa vi điều khiển 
ư
 ki
êu ra 
12bit x 16 kênh
12bit x 2 kênh
Sơ đ
ợc các loại bức 
,
ểm nghiệm.
à lo
tex M4) [5].
82/100 Pin
192x8 kB
ồ khối của 
ình truy
 các tín hi
ở tr
ại mới, 
ư
168 MHz
512 kB
à 32 bit
ình h
Vật lý
ên.
ợc sử 
ư
”
ợc 
ền, 
ệ 
ệu 
Nghiên c
Tạp chí Nghi
khu
thu
xung logic này trong chu k
để tính ra suất liều bức xạ.
2.4. Thân máy
ẩm v
nh
kèm theo. Nhóm nghiên c
Qu
liệu đ
nhi
Tổng thời gian thử nghiệm l
bu
A 6061 sau khi đ
và các ph
3.1. Kh
và gamma (g
tương tác vào tinh th
điện áp phân cực ng
tiền khuếch đại nhạy điện tích. Các tín hiệu xung điện 
khu
phân bi
các
đếm khác nhau để đếm số xung trong một đ
hiệu chuẩn số đếm với suất liều sẽ xác định đ
đo. Đ
M
ếch đại v
ận với suất liều bức xạ t
Thi
à ch
ẹ v
ốc (đ
ệt đới Việt
ồng thử l
Sơ đ
ếch đại tới bi
Tần số xung logic đ
 xung logic đư
ỗi bức xạ t
ết bị d
à d
ược thực hiện tại Ph
ối đo gamma v
ồ khối v
ệt hai tín hiệu xung bức xạ 
ặc tr
ứu khoa học công nghệ 
ống ăn m
ễ thao tác, nhôm l
ã đư
ụ kiện k
ưng k
ên c
à theo đó s
ùng trong m
ợc anot hóa) để l
à 35
ắn liền với thân máy) đ
ứu KH&CN 
ương tác v
-Nga” theo tiêu chu
0C); 48 gi
ã anot hóa không b
à m
ên đ
ỹ thuật của khối đo gamma v
Hình 4
òn, 
èm theo.
ạch điện tử (thiết kế bởi nhóm nghi
ư
ợc tạo ra sau mạch phân tích bi
Hình 3
đ
à neutron g
ể CLYC sẽ tạo ra các chớp sáng, PIN PD S3590
ợc sẽ biến đổi các chớp sáng n
ộ v
ư
.
ẽ tạo ra một xung logic, tần số tín hiệu xung logic n
ục đích quân sự, có tính c
ồng thời phải đảm bảo độ bền, chắc của thiết bị. Với đặc tính cứng, 
ờ sấy khô (ở nhiệt độ 25
ài vôn và đưa t
ợc tạo ra sẽ tỷ lệ với suất liều bức xạ t
. Sơ đ
 Hình 
quân s
ới đầu đo sẽ tạo th
ương tác t
ỳ thời gian nhất định, các số đếm thu đ
à v
ứu đ
òng thí nghi
à 2 chu k
ật liệu đ
ã ch
àm thân máy. Quá trình ki
3. K
ồ khối mạch đo bức xạ gamma v
ảnh khối ghi nhận bức xạ gamma v
ự, Số
ẩn “MIL STD 810G Method 509.
ẾT QUẢ NGHI
ắn liền

ới đầu đo. Một bộ đếm xung sẽ thực hiện việc đếm 
ọn vật liệu l
ỳ (mỗi chu kỳ gồm: 48 giờ phun m
ị ăn m
ược mô tả lần l
 và 
 66, 4
ược chọn để thiết kế thân, vỏ máy v
ệm của “Viện độ bền nhiệt đới” thuộc “Trung tâm 
ới bộ phân tích bi
n. 
òn, phù h
à phát hi
- 20
ành m
ơn v
ược giá trị suất liều bức xạ t
20 
à nhôm ch
0
ên đ
ị thời gian nhất định. Bằng ph
ột xung điện t
ơ đ
C và đ
ợp để l
ÊN C
ượt trong
ày thành tín hi
ện neutron đ
ộng, chống rung,
ểm tra các đặc tính lý, hóa của vật 
ên c
ộ đ
ất l
ộ ẩm 45%). Kết quả, mẫu nhôm 
àm v
ỨU
ứu) của bộ phận đo đạc neutron 
áp sau ti
ên đ
ơn kênh này đư
 hình 
ộ đ
à neutron
ượng
ật li
ơn kênh t
ương tác t
ư
à neutron
ương 
ược sẽ đ
ệu chế tạo thân, vỏ máy 
3 và 
ệu điện thông qua mạch 
ền khuếch đại sẽ đ
ợc liệt k
cao A 6061 c
5” c
hình 
-
ứng ở lối ra mạch 
 ch
ủa quân đội Mỹ. 
ù mu
08 đư
ạo ra hai cửa sổ 
ới đầu đo, do đó
ợc đ
ương tác t
ê trong 
. 
. 
ược hiệu chuẩn 
ống sóc, chống 
à các ph
ối (ở nhiệt độ 
4. Khi b
ưa t
ày s
ợc cung cấp 
ương pháp 
ẽ tỷ lệ 
ủa H
ới hai bộ 
bảng 
165
ụ kiện 
ức xạ 
ư
ới đ
àn 
ợc 
,
ầu 
4. 
166
Tinh th
Diode bán d
Dải năng l
Dải suất liều
Đi
Đi
Kích thư
3.2
beta, và gamma
tác vào tinh th
điện áp phân cực ng
tiền khuếch đại nhạy điện tích. Tiếp theo, các xung điệ
phân bi
tỷ lệ với số đếm bức xạ t
beta, và gamma (n
Tinh th
Diode bán d
Dải năng l
Dải suất liều gamma
Dải số đếm alpha, beta
Đi
Đi
Kích 
V. T. K. Duyên 
ện áp phân cực
ện áp 
. Kh
Sơ đ
ện áp phân cực
ện áp nguồn nuôi
ể đo phóng xạ
ối đo alpha, beta v
ồ khối v
ệt xung để tạo th
ể đo phóng xạ
thư
ư
ngu
ớc (d
ư
ớc (d
ẫn Silic
ợng 
ồn nuôi
ài x r
Hình 5
ẫn Silic
ợng gamma
ài x r
Thông s
à m
 (n
ể CLYC sẽ tạo ra các chớp sáng, Diode PIN PD S3590
Hình 6
Thông s
, N. V. S
ộng)
ạch điện tử (thiết kế bởi nhóm nghi
ối ngo
ư
ối ngo
ộng)
Bảng 4
ợc sẽ biến đổi các chớp sáng n
. Sơ đ
. 
ĩ
ố
ài) đư
ành các xung logic đưa t
ương 
ài)
Hình 
ố
, N. T. Hùng
. 
à gamma n
 đư
ồ khối mạch ghi nhận bức xạ alpha, beta, gamma
ảnh khối ghi nhận bức xạ alpha, beta, gamma
Đặc tr
ợc mô tả lần l
ứng đi tới đầu d
ợc liệt k
Bảng 5
, “
ưng k
Máy đo phóng x
ỹ thuật khối đo liều gamma v
ối ngo
ê trong 
. Đ
ài 
ượt trong 
bảng
ặc tr
ới bộ đếm, số đếm của xung điện n
ò. 
ưng k
kích thư
ày thành tín hi
Đặc tr
 5. 
kích 
ạ đa năng: thiết kế
ên c
hình 
ỹ thuật khối đo alpha, beta, gamma
n đư
ưng k
thư
ớc 12 mm x 10 mm x 10 mm
ứu) của bộ phận đo đạc 
5 và 
ợc khuếch đại v
CLYC (Cs
ớc 12 mm x 10 mm x 10 mm
Đặc tr
hình 
ỹ thuật của khối đo 
Đặc tr
CLYC (Cs
ệu điện thông qua mạch 
à 
ưng
0,15 µSv/h ÷ 20 Sv/h
6. Khi b
-
ưng
2
0,15 µSv/h ÷ 20 Sv/h
phát hi
PIN PD S3950
70 keV 
3 V 
112 mm x 39 mm
09 đư
.
LiYCl
PIN PD S3950
70 keV 
3 V 
102 mm x 60 mm
 ki
2
-
. 
0 - 
-
ểm nghiệm.
ện neutron
LiYCl
-
 5 V, 24 mA
ức xạ t
ợc cung cấp 
à đưa t
6: Ce), BGO
-
300.000 cps
 5 V, 24 mA
 2,2 MeV
41,8 V
 2,2 MeV
41,8 V
Vật lý
6: Ce)
alpha, 
ương 
ới bộ 
ày s
alpha, 
”
.
-08
ẽ 
.
-09
Nghiên c
Tạp chí Nghi
3.3. Kh
tín hi
khác nhau tương 
xạ. Các số liệu về liều l
trên màn hình LCD. Ng
phím và ph
các ngư
tạo âm thanh cảnh báo, kết nối tai nghe không dây, có thể thực hiện đ
hình 
Kh
Sơ đ
7
Bộ vi xử lý trung tâm
Bộ nhớ ch
Bộ nhớ dữ liệu
Số l
Màn hình
Báo đ
Cổng kết nối
Kích thư
ối vi xử lý trung tâm
ối vi xử lý của máy đo phóng xạ đa năng có chức năng ghi nhận, l
ệu xung logic ghi nhận đ
ỡng cảnh báo phóng xạ, phát tín hiệu cảnh báo, cảnh báo thông qua ánh sang đ
ồ khối bộ vi xử lý trung tâm v
, hình 
ư
ứu khoa học công nghệ 
ợng bộ đếm
ộng
ên c
ần 
8. 
ương tr
ớc mạch (d
ứu KH&CN 
mềm đ
bảng 
Thông s
ứng
 của vi điều khiển để đếm xung v
ược xây dựng cho máy đo. Do đó, các tính năng c
6 li
ình/ B
ài x r
ượng bức xạ đ
ười sử dụng có thể giao tiếp với máy đo phóng xạ thông qua b
ệt k
Hình 
Hình 
ố
quân s
ê m
ộ nhớ RAM
ộng)
ược từ các loại bức xạ khác nhau đ
ột số đặc tính kỹ thuật của bộ vi xử lý trung tâm.
7
8. 
ự, Số
. Sơ đ
Hình 
à b
 66, 4
ược l
ộ vi xử lý trung tâm th
ồ khối vi xử lý trung tâm
ảnh khối vi xử lý trung tâm
Bảng 6
ưu tr
- 20
. 
128 MB (có th
20 
ữ tự động v
Đặc tr
à tính toán cư
ưng k
Cortex M4 32 bit, t
ỹ thuật khối vi xử lý trung tâm
ào b
Đ
ể l
Âm thanh, ánh sáng, hi
ộ nhớ thiết bị v
ành ph
. 
.
ặc tr
ưu đư
ược đ
ờng độ, liều l
ưng
ưu gi
ưa vào các b
ư
ẩm đ
512 kB, 192 x 8 kB
ợc 13000 bộ số liệu)
150 mm x 106 mm
ơ b
ợc.
ư
LCD TFT 4 inch
ữ số liệu. Các 
ản nh
ợc mô tả trong 
ốc độ 168 MHz
à hi
5
ượng bức 
ư: cài đ
 bộ 16 bit
167
ộ đếm 
ển thị 
ển thị
USB
àn 
ặt 
èn, 
. 
168
3.4. Máy đo phóng x
đư
khi đư
nghiên c
gồm thân máy, đầu đo ngo
Ghi chú
3.5. Ki
toàn b
II n
tế, IAEA v
ho
trị hệ số chuẩn cho thấy, máy đo liều phóng xạ đa năng (đ
cứu) ho
thực hiện bằng cách so sánh tốc độ đếm của máy đo phóng xạ tự chế tạo với tốc độ đếm 
máy đo cùng lo
ngu
như sau: ngu
mm) và ngu
23/01/2015, hình h
bảng 
tương đương v
V. T. K. Duyên 
Thân v
ợc điều kiện môi tr
Máy đo phóng x
ằm trong mạng l
ạt độ 37MBq (18/08/2001)
Ngu
137
Vi
ồn ph
ợc thiết kết, lắp đặt v
ểm nghiệm các thông số kỹ thuật đo liều của máy đo phóng xạ đa năng
ức xạ (thuộc Viện Khoa h
àn toàn đáp 
ồn phóng xạ
Cs (662 keV)
ệc kiểm chứng khả năng phát hiện 
8 cho th
ỏ máy v
ứu lắp ráp đồng bộ. Máy đo sau khi đ
: 1-
 2
 3
óng x
 Thân máy
- Đèn báo
- Ống pin
à cơ quan T
ồn phóng xạ alpha, b
ồn neutron 
ấy, máy SVG
ại (
ạ nh
ới máy SVG2 của h
, N. V. S
à các chi ti
ạ đa năng, sau khi đ
ư
ứng đ
SVG
ư nhau. Trong thí nghi
ọc chiếu l
ạ đa năng th
ư
Hình 
ới các ph
ĩ
ờng khắc nghiệt. Khối xử lý trung tâm v
ổ chức Y tế Thế giới, WHO) sử dụng n
ư
Bảng 7
chu
-2, đư
, N. T. Hùng
à hi
ài, cán c
9
ợc ti
Su
ẩn (µSv/h)
241Am
à như nhau, th
-2M t
ết c
ệu chỉnh c
. Hình 
ọc kỹ thuật hạt nhân, ph
òng chu
. K
êu chu
ất liều 
ợc chế tạo bởi Đức
ành ph
ơ khí sau khi gia công đư
ầm, giắc nối.
4- Màn hình ch
5- Đ
6- Cán c
ết q
. K
15
60
150
600
1500
6000
êta (ho
-Be (cư
ự chế tạo có khả năng phát hiện đ
ãng Bruker s
, “
ảnh máy SVG
ầu đo ngo
uả hiệu chuẩn đ
ẩn đo đạc chính xác liều phóng xạ gamma.
ết quả hiệu chuẩn máy đo phóng x
Máy đo phóng x
ầm 
ược chế tạo, đ
ẩn cấp II của C
ạt độ ban đầu v
ờng độ ban đầu l
ẩm
ùng v
Số đọc của máy 
, 
ệm n
ời gian đo 300 giây). Kết quả đ
ã 
ài
(µSv/h)
1514,0
5870,0
 và n c
ày, các lo
ản xuất.
ới các hệ c
đồng bộ có dạng nh
-
ỉ thị
16,4
66,3
148,0
594,0
2M thành ph
ư
ủa máy chế tạo bởi nhóm nghi
) khi chúng đư
ạ đa năng: thiết kế
ã đư
òng chu
ơ quan Năng lư
ợc tóm tắt trong 
ào 300Bq, kho
ơ khí đ
ợc hiệu chuẩn tại Trung tâm An 
ại nguồn phóng xạ đ
ợc anot hóa để đảm bảo chịu 
ược chế tạo bởi nhóm nghi
à 1,299E+07 s
à các kh
ẩm
7
8
9
ẩn liều bức xạ ion hóa cấp 
gu
(Su
ã ch
ư h
. 
- Phím ch
- Gi
- Cáp n
ồn
ất liều chuẩn/Số đọc 
ợc chiếu với c
ược các bức xạ 
ế tạo sẽ đ
ình 
ắc nối 
ợng Nguy
 chu
b
ạ đa năng SVG
Hệ số chuẩn
của máy)
ảng cách đo đạc l
ối chức năng sau 
9
ối
ẩn
ảng 
0,91
0,90
1,01
1,01
0,99
1,02
ư
 ki
, c
ức năng
 gamma 
7. T
-
ợc chỉ ra trong 
ểm nghiệm.
ư
ấu tạo chính 
ên t
ược sử dụng 
1 vào ngày 
ợc nhóm
ử Quốc 
ừ các giá 
ên c
ùng m
 , 
Vật lý
137
-2M
 và n 
”
Cs, 
ên 
.
ứu, 
ột 
à 5 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 66, 4 - 2020 169
Bảng 8. Kết quả đo bức xạ ,  và n của máy SVG-2M và SVG-2. 
Nguồn phóng xạ 
Số đếm của máy 
SVG-2M (A) 
Số đếm của máy 
SVG-2 (B) 
Tỷ số 
(A/B) 
Nguồn alpha 25,55 29,31 0,87 
Nguồn bêta 15,69 15,89 0,99 
Nguồn neutron không làm 
chậm 
33 (phát hiện được) 
Nguồn neutron làm chậm 28 (phát hiện được) 
3.6. So sánh chức năng cơ bản của máy đo phóng xạ SVG-2M và SVG-2. 
Tính năng tương đương của máy đo phóng xạ (tự chế tạo) và máy đo thương mại tương 
ứng (SVG-2, Đức chế tạo) được so sánh thông qua các chức năng cơ bản liệt kê trong 
bảng 9, 10. Từ bảng 9, 10 cho thấy, tính năng của máy đo phóng xạ đa năng tự chế tạo dựa 
trên sản phẩm thương mại của máy đo phóng xạ SVG-2 (Đức chế tạo) có các tính năng 
tương tự nhau. 
Bảng 9. Bảng so sánh kết quả đo suất liều gamma của máy SVG-2M và SVG-2. 
Nguồn phóng xạ 
Suất liều gamma 
SVG2M (µSv/h) 
Suất liều gamma 
SVG-2 (µSv/h) 
Tỷ số suất liều của 
máy SVG2M/SVG2 
Gamma 
137Cs-10µCi 
(Sản xuất 1/6/2013) 
49,2 48,9 1,01 
47,5 51,4 0,92 
50,0 47,7 1,05 
44,9 45,2 0,99 
46,7 50,2 0,93 
TB 47,7 48,7 0,98 
Bảng 10. So sánh các chức năng kỹ thuật cơ bản 
của máy đo phóng xạ đa năng SVG2M và máy đo phóng xạ thương mại SVG-2. 
TT Thông số ĐVT 
SVG2 
(Bruker, Đức) 
SVG-2M 
(Máy tự chế tạo) 
1 Dải đo suất liều gamma 0,50 µSv/h ÷ 20 Sv/h 0,15 µSv/h ÷ 20 Sv/h 
2 Đo tổng liều gamma 0,50 µSv ÷ 20 Sv 0,15 µSv ÷ 20 Sv 
3 Năng lượng gamma keV 70 – 2200 70 – 2200 
4 Dải tốc độ đếm beta cps 0 ÷ 300.000 0 ÷ 300.000 
5 Dải tốc độ đếm alpha cps 0 ÷ 300.000 0 ÷ 300.000 
6 Phát hiện neutron Có Có 
7 Nguồn pin V 3 x 1,5 3 x 1,5 
8 Đổi đơn vị đo Có Có 
9 Kết nối với máy tính Có Có 
10 
Báo động bằng âm thanh, 
ánh sáng 
 Có Có 
11 Hiện thị kết quả Bằng số Bằng số 
12 Nhiệt độ hoạt động 0C 0 - 50 0 - 50 
13 Độ ẩm % <98 <98 
14 Bộ nhớ lưu trữ Mẫu 20 999 
4. KẾT LUẬN 
Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đã chế tạo thành công một máy đo liều phóng xạ 
đa năng dựa trên đặc tính cơ bản của một máy phóng xạ thương mại quốc tế (SVG-2, 
Vật lý 
V. T. K. Duyên, N. V. Sĩ, N. T. Hùng, “Máy đo phóng xạ đa năng: thiết kế  kiểm nghiệm.” 170 
Brucker - Đức chế tạo). Việc lựa chọn giải pháp thiết kế, linh kiện điện tử hiện đại, vật liệu 
chế tạo phù hợp, đã giúp cho đặc tính hóa lý của máy đo phóng xạ đa năng (tự chế tạo bởi 
nhóm nghiên cứu) đáp ứng được các điều kiện hoạt động khắc nghiệt trong môi trường 
quân sự tại Việt Nam. Máy đo phóng xạ được chế tạo bởi nhóm nghiên cứu cũng đã trải 
qua quá trình hiệu chuẩn, thử nghiệm khắt khe của các phòng thí nghiệm thích hợp (Nhà 
máy X61/ Binh chủng Hóa học, Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân/Viện Năng lượng 
nguyên tử Việt Nam, Trung tâm nhiệt đới Việt Nga, Cục Tiêu chuẩn - Đo lường - Chất 
lượng Quân đội), đã chứng tỏ tính năng làm việc tương đương như máy đo phóng xạ 
thương mại quốc tế (SVG-2, Brucker - Đức chế tạo). Qua đây cho thấy, đội ngũ nghiên 
cứu của Viện hóa học Môi trường Quân đội đã có thể chủ động trong sửa chữa, phục hồi 
các trang thiết bị đo liều phóng xạ. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Berkeley Nucleonics Corporation, “CLYC Datasheet”. 
[2]. CapeSym Incorporation, “Cesium Ytrium Chloride (CLYC:Ce) for Dual Neutron & 
Gamma Radiation Detection”. 
[3]. https://www.hamamatsu.com/jp/en/product/type/S3590-09/index.html 
[4]. https://www.hamamatsu.com/jp/en/product/type/S3590-08/index.html 
[5]. “Data sheets STM 32 F405xx”, STM 32 F407xx 
[6]. https://advancecad.edu.vn/su-khac-biet-giua-vi-dieu-khien-avr-arm-8051-va-pic/ 
 ABSTRACT 
MULTI-FUNCTION RADIATION DETECTION DEVICE: DESIGNING, 
MANUFACTURING AND TESTING 
This article presents the process of design, fabrication, and verification of a 
multi-functional radiation measuring device (which can measure a variety of 
radiation types with a wide gamma dose range, from 0.15 µSv to 20 Sv). This device 
consists of two basic parts: the radiation probe and the electrometer. In order to 
measure different types of radiation (α, β, , and n), multiple radiation probes 
(combination between the CLYC (Cs2LiYCl6:Ce) crystal recording , n and Silic 
PIN photodiode S3590-08; and combination between the CLYC (Cs2LiYCl6:Ce) 
crystal recording α, β and Silic PIN photodiode S3590-09) are required to be 
integrated into the radiation measuring device. The electrometer has the main part 
of modern microcontrollers (being used in various laboratories over the world) and 
other selected components in order to bear the harshest working conditions in 
military purpose. Verification of the self-developed radiation measuring device has 
been done in comparison with international commercial products to confirm its 
operational performance equivalence. 
Keywords: Photo multiplier tube; Geiger - Muller gas counting tube; Gamma; Alpha; Beta; Neutron; Micro 
controller; PIN Photodiode. 
Nhận bài ngày 13 tháng 01 năm 2020 
Hoàn thiện ngày 12 tháng 02 năm 2020 
Chấp nhận đăng ngày 10 tháng 4 năm 2020 
Địa chỉ: 1Viện Hóa học Môi trường quân sự/Bộ Tư lệnh Hóa học; 
2Trung tâm chiếu xạ Hà Nội. 
*Email: halinh150612@gmail.com.