Προσομοίωση φορητού ανιχνευτή Γερμανίουμε τη μέθοδο Monte Carloγια τον υπολογισμό της ροής της γ-ακτινοβολίας
Διπλωματική Εργασία
Κυριανάκης Γεώργιος
ΑΕΜ : 3926
Επιβλέπων : Καθηγητής Α.Κλούβας
γ – φασματοσκοπία
Η πιο διαδεδομένη μέθοδος μέτρησης
γ-ακτινοβολίας
Ιδιαίτερης σημασίας είναι η επί τόπου (in situ)φασματοσκοπία
Αναπτύχθηκε με τη χρήση των ανιχνευτώνγερμανίου
Σκοπός της διπλωματικής εργασίας
Προσομοίωση φορητού ανιχνευτή υπερκαθαρούΓερμανίου (HPGe) με τη μέθοδο Monte Carlo
Υπολογισμός της ενεργειακής κατανομής της ροήςτων φωτονίων από φάσματα in situ (επί τόπου)γ-φασματομετρίας
Τυπικό φάσμα γ-ακτινοβολίας
Ανιχνευτές υπερκαθαρού Γερμανίου(HPGe)
Χρησιμοποιούν κρυστάλλους Γερμανίου υψηλήςκαθαρότητας (προσμίξεις τάξης 1010 άτομα/cm3)
Χαρακτηριστικά
–Πολύ καλή διακριτική ικανότητα
–Δυνατότητα θέρμανσης του κρυστάλλου
–Σχετικά μικρός όγκος του δοχείου υγρού αζώτου –εύκολη μεταφορά
–Μικρή απόδοση σε σχέση με τον ανιχνευτή NaI
Άλληλεπιδράσεις γ-ακτινοβολίας μετην ύλη
Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο
Ολική απορρόφηση – εξαφάνισηπροσπίπτοντος φωτονίου
Εκπομπή φωτοηλεκτρονίου
Σκέδαση Compton
Πρόσπτωση φωτονίου σε ηλεκτρόνιο καιαλλαγή της αρχικής του κατεύθυνσης
Δίδυμη γένεση
Δημιουργία ζεύγους ηλεκτρονίου-ποζιτρονίου
Σύντηξη του ποζιτρονίου με ηλεκτρόνιο καιπαραγωγή δύο φωτονίων
Επίδραση του μέγεθος του ανιχνευτήστη μορφή του φάσματος
Μικροί ανιχνευτές
Επίδραση του μέγεθος του ανιχνευτήστη μορφή του φάσματος
Μεσαίοι ανιχνευτές
Επίδραση του μέγεθος του ανιχνευτήστη μορφή του φάσματος
Μεγάλοι ανιχνευτές
Μέθοδος Monte Carlo
Στοχαστική προσομοίωση με την επιλογή τυχαίωναριθμών
Δειγματοληψία από τις συναρτήσεις πυκνότηταςπιθανότητας
Εφαρμογή σε πολύπλοκα γεωμετρικά συστήματα
Χρησιμοποιήθηκε ο κώδικας MCNP4a
Προσομοίωση Ανιχνευτή
Διαδικασία προσομοίωσης
Προσδιορισμός απόδοσης
–Πειραματική μέτρηση με πηγή 152Eu σε απόσταση 4mαπό τον ανιχνευτή
–Προσομοίωση με επίπεδη πηγή στο μπροστινόπαράθυρο του ανιχνευτή
Διαδικασία προσομοίωσης
Μεταβολή της νεκρής ζώνης για τη σύμπτωση τωνκαμπύλων απόδοσης προσομοίωσης καιμετρήσεων
Διαδικασία προσομοίωσης
Προσομοίωση πειραματικού φάσματος 137Cs
Θεώρηση μεταβατικής περιοχής μετά τη νεκρή ζώνη μεαυξανόμενη απόδοση στη συλλογή φορτίων
Δημιουργία μεταβατικής περιοχής δέκα(10) ζωνών
Εύρεση μίας συνάρτησης μετάβασης
Διαδικασία προσομοίωσης
Πορεία της προσομοίωσης
Εξομάλυνση αιχμών με χρήση “βηματικής” συνάρτησης
Καθαρισμός φάσματος
Προσομοίωση φασμάτων για ενέργειες από τα 50 έως τα2050 keV
Επεξεργασία προσομοιωμένων φασμάτων
Χρήση προγράμματος καθαρισμού (γλώσσα Fortran)
Υπολογισμός ενεργειακής ροής τωνφωτονίων
Χρήση της απόδοσης του ανιχνευτή(cpm/φωτόνια•cm-2•sec-1)
Συμπεράσματα
Εύκολη χρήση του κώδικα MCNP
Δυνατότητα γρήγορης αλλαγής τωνχαρακτηριστικών του μοντέλου του ανιχνευτή,αλλάζοντας το αρχείο εισόδου του MCNP
Αδυναμία καλής αναπαραγωγής κάποιων περιοχώντου φάσματος
Χρονοβόρα διαδικασία για την δημιουργία τωντελικών φασμάτων για τον καθαρισμό
Θεωρήθηκε απαραίτητη η εισαγωγή μεταβατικήςπεριοχής για την καλύτερη προσομοίωση τωνπειραματικών φασμάτων
Γενικά, καλός καθαρισμός του φάσματος