Characterization of neutron and high purity germanium detectors with advanced data acquisition system and measurement of neutron background at the Kuo-Sheng neutrino laboratory
İleri veri toplama sistemi ile nötron ve yüksek saflıkta germanyum detektörlerinin karakterizasyonu ve Kuo-Sheng nötrino laboratuvar ortamındaki nötron arka-alan ölçümü
- Tez No: 518143
- Danışmanlar: PROF. DR. MUHAMMED DENİZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 136
Özet
Standard model ve yeni fizik çalışmalarında nadir olay araştırmaları; nötrino fiziği, zayıf etkileşimli kütleli parçacık (ZEKP) ve nötrinosuz çift beta bozunumu araştırmalarında olduğu gibi, bu tür deneyler arka planın bastırılmasını ve anlaşılmasını güçlü bir şekilde arzularlar. Bu nedenle, Kuo-Sheng Nötrino Laboratuvarı'nda (KSNL) yapılan bu çalışmada, foton ve nötron etkileşimlerine bağlı olarak arka planın iki ana bileşeni tam karakterize edilmiş yüksek saflıkta Germanyum (HPGe) detektörleri ve hibrit bir yapıya (HND) sahip bir nötron detektörü ile araştırılmıştır. HND ve HPGe detektörleri, veri toplama sisteminin kozmik ve ortam arka planlarının etiketlenmesi için ileri düzeyde tasarlandığı aynı özdeş koruma konfigürasyonu altında, ortam ve kozmik olaylara sırasıyla 33.8 ve 347 gün veri boyutu ile maruz bırakıldı. HND üzerinde ölçülen nükleer geri tepme spektrumu, hızlı bir nötron enerji spektrumu içine iteratif açılım metodu ile yapılandırılmış ve Geant4 simülasyonu ile Ge-geri tepme spektrumuna yansıtılmıştır. Böylece, HPGe spektrumunda ölçülen foton arka plan ile nötron etkileşimi nedeniyle arka plan katkısı elde edilmiştir. Ayrıca, nötron akısının tahmininde HPGe detektöründe nötron yakalaması nedeniyle germanyumun bazı X-ışını emisyon çizgileri kullanılmış ve sonuçta ölçülen ve tahmin edilen nötron akısının tutarlı olduğu kanıtlanmıştır. Bu nedenle, tahmin metodu yeraltı laboratuvarlarındaki düşük enerjili düşük arkaplan deneylerinde kullanılabilir. Sonuçlar KSNL'deki nötrino ve WIMP çalışmaları hakkında arka plan anlayışı için değerlidir. Özellikle, nötron etkileşimine bağlı ortam radyoaktivitesinin foton aktivitesine kıyasla ihmal edilebilir olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
The rare event experiments for both in the new physics and the standard model studies such as; neutrino physics, weakly interacted massive particle (WIMP) investigations, neutrinoless double beta decay searches and so on, highly desires background suppression and understanding. Therefore in this study at the Kuo-Sheng Neutrino Laboratory (KSNL), two major components of background due to photon and neutron interactions were investigated with complete characterized high-purity Germanium (HPGe) detectors and a neutron detector with a hybrid structure (HND). HND and HPGe detectors were exposed with a data size of 33.8 and 347 days respectively to ambient and cosmic events under the same identical shielding configuration where the data acquisition system was designed in advanced level for labeling cosmic and ambient backgrounds. The measured nuclear recoil spectrum on HND is constructed into the fast neutron energy spectrum by an iterative unfolding method and projected into the Ge-recoil spectrum by Geant4 simulation. Thus, the background contribution due to neutron interaction with the measured photon background in HPGe spectra was obtained. Moreover, some X-ray emission lines of germanium due to neutron capture in HPGe detector were used to estimation of neutron flux, whose result proved that the measured and estimated neutron fluxes are consistent. Therefore, this method can be used for estimation on low energy and low background experiments in underground laboratories. The results are valuable to background understanding on the neutrino and WIMP studies at the KSNL. In particular, the ambient radioactivity due to neutron interaction is negligible compared to photon activity.
Benzer Tezler
- CrCoNiFeMo katkılı B4C matrisli kompozitlerin SPS ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of B4C matrix with addition of CrCoNiFeMo composites by SPS
BURAK ÇAĞRI OCAK
Doktora
Türkçe
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
- Magnezyum oksit ve borik asit kaynaklarından magnezyum boratların üretimi, karakterizasyonu ve üretimi etkileyen faktörlerin incelenmesi
Production and characterization of magnesium borates from magnesium oxide and boric acide and investigation of factors affecting the production
FATMA TUĞÇE ŞENBERBER
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EMEK MOROYDOR DERUN
- Boron carbide synthesis by polymeric precursor method
Polimerik öncü yöntemiyle bor karbür üretimi
HÜSEYİN DOYURAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Metalurji MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLSÜM TOPATEŞ
- Bor karbür-tungsten esaslı kompozitlerin spark plazma sinterleme (SPS) yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of Boron carbide-tungsten based composites by spark plasma sintering (SPS)
SALİH ÇAĞRI ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Seramik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ÇINAR ŞAHİN
PROF. DR. SERVET TURAN
- Synthesis and investigation of optical properties and neutron sensitivities of borate compounds containing boron-10 isotope
B-10 izotobu içeren borat bileşiklerinin sentezi, optik özellikleri ve nötron hassasiyetlerinin araştırılması
ÖZDE CEREN HIZAL