HPGe dedektörlerde marinelli kaynak geometrisinin Monte Carlo yöntemi ile modellenmesi
Modelling of marinelli source geometry in HPGe detectors using Monte Carlo method
- Tez No: 846256
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA HİCABİ BÖLÜKDEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 136
Özet
Gama spektroskopisi ile çevresel numunelerin radyoaktif olup olmadığı, bir aktiflik söz konusu ise radyoaktivitenin hangi atom çekirdeğinden kaynaklandığı belirlenebilmektedir. Bu amaçla Yüksek Saflıkta Germanyum (HPGe) detektörleri, çevresel numunelerdeki düşük radyoaktivitenin saptanması için sıklıkla kullanılıır. Dedektörün ve kaynağın geometrisi iyi biliniyorsa herhangi bir gama enerjisi için HPGe'den elde edilen toplam enerji pik verimi (FEPE), Monte Carlo (MC) simülasyon yöntemleriyle kolayca simüle edilebilir. Böylece standart kaynağı bulunmayan bir kaynak geometrisi için FEPE elde edilmesini sağlayabilir. MC ile FEPE hesabı dedektörün ölü tabaka kalınlığı (DL), alüminyum tutucular ve pencere kalınlığı gibi parametreler ile yakından ilgilidir. Bu tezin birinci çalışmasında, çok enerjili nokta radyoaktif kaynak ile p tipi HPGe dedektörün FEPE değerleri deneysel ve MC yöntemi ile elde edilmiştir. Dedektörün üretimden bugüne yedi yıllık kullanımdan sonra tek katman ölü tabaka kalınlığının 0,7 mm'den 1,4 mm'ye arttığı bulunmuştur. Daha sonra ölü tabaka kalınlığı ön ve yan olarak ayrıldığında sırasıyla 1,075 ve 1,7 mm olarak tespit edilmiştir. Tezin ikinci çalışmasında, 0,5 g/cc, 0,7 g/cc, 1,0 g/cc ve 1,3 g/cc yoğunluklu epoksi Marinelli radyoaktif kaynakların deneysel ve MC ile verim değerleri elde edilmiştir ve birbirleriyle karşılaştırılmıştır. 241Am (59,5keV) için %12, 137Cs (661,7 keV) için %2 fark gözlenmiştir. Üçüncü çalışmada, en yüksek verim değerini veren Marinelli kap geometrisinin nasıl olması gerektiği MC ile incelenmiştir. Son çalışmada, fotonun kaynaktan kritale doğru seyahatinde karşılaştığı alüminyum pencere ve ölü tabakanın verim profiline etkisi incelenmiştir. Ölü tabakanın dedektörün verim profilinin baskın belirleyicisi olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
With gamma spectroscopy, it can be determined whether environmental samples are radioactive or not, and if so, which atomic nucleus the radioactivity originates from. For this purpose, High-Purity Germanium (HPGe) detectors are frequently used to detect low radioactivity in environmental samples. If the geometry of detector and source are well known, the full energy peak efficiency (FEPE) obtained from HPGe for any gamma energy can be easily simulated with Monte Carlo (MC) methods. Thus, it can provide FEPE for a weld geometry that does not have a standard source. FEPE calculation with MC is closely related to parameters such as the detector's dead layer (DL) thickness, aluminum holders and window thickness. In the first study of this thesis, FEPE values of p-type HPGe detector with multi-energy point radioactive source were obtained experimentally and using MC method. In the seven years since the detector was produced, it was found that the single-layer dead layer thickness increased from 0.7 mm to 1.4 mm. Later, when the dead layer thickness was divided into front and side, it was determined as 1.075 and 1.7 mm, respectively. In the second study of the thesis, experimental and MC efficiency values of 0.5 g/cc, 0.7 g/cc, 1.0 g/cc, and 1.3 g/cc density epoxy Marinelli radioactive sources were obtained and compared with each other. 12% difference was observed for 241Am (59.5 keV) and 2% difference was observed for 137Cs (661.7 keV). The third study investigated the Marinelli container geometry with the highest efficiency value using MC. The last study examined the effect of the aluminum window and dead layer encountered by the photon on the efficiency profile on its path from the source to the crystal. The dead layer was found to be the dominant determinant of the detector's efficiency profile.
Benzer Tezler
- 226Ra, 152Eu içeren epoksi matriksli ve U, Th, K içeren selülöz matriksli marinelli geometride radyoaktif kalibrasyon kaynaklarının hazırlanması ve farklı tip HPGe detektörlerle karakterizasyonu
Preparation of radioactive standard sources based on epoxy resin (226Ra, 152Eu) and cellulose matrix (U, Th and K) contained in marinelli beakers and their characterization by use of different type HPGe detectors
SENEM ZÜMRÜT
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiMedikal Fizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK YÜCEL
- HPGe gama dedektörlerinde soğurma parametrelerinin ve kristal kalınlığının belirlenmesi
Determination of absorption parameters and crystal thickness for HPGe detectors
AHMET ÇELİK
Doktora
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR ÇEVİK
- Yeni tip gama dedektörleri ve iz sürme tekniği
New type of gamma detectors and tracking technique
SEMİH BAYKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. AYŞE ATAÇ NYBERG
- Gama ışını spektroskopisi için bir hibrid dedektör sisteminin kurulumu ve karakterizasyonu
Construction and characterisation of a hybrid detector system for gamma ray spectroscopy
TUĞBA ARICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHTAP YALÇINKAYA
DR. IVAN KOJOUHAROV
- Farklı tip HPGe dedektörlerin deneysel ve Monte Carlo yöntemleri ile karakterizasyonu
Characterization of different types of HPGe detectors with experimental and Monte Carlo methods
ESRA UYAR
Doktora
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA HİCABİ BÖLÜKDEMİR