Sáng ngày 03/8, tại Trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG-HCM, nghiên cứu sinh Huỳnh Đình Chương đã bảo vệ thành công luận án tiến sĩ cấp cơ sở đào tạo với đề tài: “Nghiên cứu và phát triển phương pháp đo độ dày của tấm vật liệu dựa trên kỹ thuật gamma truyền qua”, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Trần Thiện Thanh.
Phát triển hệ đo gamma truyền qua với độ chính xác cao
Luận án tập trung phát triển một hệ đo gamma truyền qua (GT) sử dụng nguồn phóng xạ 137Cs và đầu dò NaI(Tl) nhằm xác định độ dày của các tấm vật liệu đồng nhất. Để hiệu chuẩn hệ đo và tối ưu hóa độ chính xác, nghiên cứu sinh đã sử dụng chương trình mô phỏng Monte Carlo – MCNP phiên bản 6.1 – để xây dựng cơ sở dữ liệu đa dạng cho nhiều vật liệu và độ dày khác nhau.
Một trong những đóng góp nổi bật của luận án là đề xuất phương pháp quét chùm photon năng lượng thấp để xác định các thông số kỹ thuật quan trọng của đầu dò, bao gồm: đường kính và chiều dài tinh thể, khoảng cách từ cửa sổ đến tinh thể, mật độ khối lượng của lớp phản xạ. Các thông số này giúp cấu hình mô phỏng đạt độ chính xác cao, với sai số mô phỏng hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phần nhỏ hơn 3,5% trong dải năng lượng từ 31 keV đến 1408 keV.
Hiệu quả kiểm chứng từ thực nghiệm
Từ dữ liệu mô phỏng, luận án xây dựng một tập phổ gamma truyền qua tương ứng với nhiều loại vật liệu (số nguyên tử hiệu dụng từ 3 đến 83) và độ dày mẫu từ 0,1 mm đến 70 mm. Tác giả định nghĩa tỉ số R – giữa diện tích đỉnh phổ có mẫu và không mẫu – để xác định độ dày vật liệu thông qua nội suy giá trị ln(R) vào đường chuẩn phân tích xây dựng từ mô phỏng.
Phương pháp được kiểm nghiệm với 162 phép đo thực tế trên bốn loại vật liệu: graphit, nhôm, thép C45 và đồng. Kết quả cho thấy độ lệch tương đối trung bình giữa độ dày đo được và độ dày thực tế chỉ là 0,52%, với sai lệch lớn nhất là 2,17%. Những con số này khẳng định độ tin cậy của hệ đo và mô hình phân tích đề xuất.
Góp phần mở rộng ứng dụng thực tiễn và tối ưu thiết kế đo
Luận án không chỉ dừng lại ở việc cải tiến phương pháp đo, mà còn phát triển thêm một mô hình ước tính khoảng độ dày đo được (RMT) tương ứng với độ chính xác mong muốn (DA) trong kỹ thuật GT. Đây là công cụ hỗ trợ đắc lực cho người sử dụng trong việc lựa chọn tham số đo phù hợp, giảm thời gian đo và đảm bảo kết quả chính xác trong các ứng dụng kiểm tra không phá hủy.
Về mặt ứng dụng, hệ đo và các công cụ phân tích từ nghiên cứu này có thể được triển khai trực tiếp trong công nghiệp – đặc biệt trong các dây chuyền sản xuất cần kiểm tra chất lượng vật liệu. Tuy nhiên, để mở rộng phạm vi ứng dụng, tác giả cũng chỉ ra hướng nghiên cứu tiếp theo về đo độ dày cho vật liệu nhiều lớp và hiệu chỉnh với các hình học phức tạp như ống tròn, mặt cong hoặc nghiêng – vốn thường gặp trong sản xuất thực tế.
Buổi bảo vệ diễn ra trong không khí học thuật nghiêm túc. Nghiên cứu sinh Huỳnh Đình Chương đã trình bày rõ ràng kết quả nghiên cứu, trả lời thuyết phục các câu hỏi phản biện và nhận được sự đánh giá cao từ hội đồng chuyên môn.
Một số hình ảnh khác tại buổi bảo vệ Luận án tiến sĩ