߯ parçacıklarının internal bremsstrahlung spektrumlarının analizi

Abstract

90Sr-90Y beta kaynağından β¯ ve nötrino parçacığı ile birlikte yayınlanan internal bremsstrahlung (IB) fotonlarının enerji spektrumu 2x2” NaI(Tl) detektörü kullanılarak 10-1710 keV enerji aralığında ölçülmüştür. Detektöre ait cevap fonksiyonlarının oluşturulabilmesi için, detektöre ait ayırma gücü, pik-toplam oranı ve tüm enerji pik verimi 2x2” NaI(Tl) sintilasyon detektörü için elde edilmiştir. 3x3” NaI(Tl) detektörü için literatürde verilen cevap spektrumları ayrıştırılarak da 32P, 85Kr ve 143Pr, β¯ kaynaklarının IB spektrumları elde edilmiştir. 3x3” NaI(Tl) detektöre ait ayırma gücü, pik/toplam oranı literatürden ve toplam verim değerleri analitik olarak tarafımızdan elde edilmiştir. 2x2” ve 3x3” NaI(Tl) detektör cevap fonksiyonları, detektör verimi, piktoplam oranı ve ayırma gücü kullanılarak basit bir Monte Carlo yaklaşımı ile oluşturulmuştur. Bu Monte Carlo yaklaşımı kullanılarak elde edilen cevap fonksiyonlarının, 1400 keV’e kadarlık gamma enerjilerinde geçerli olduğu, deneysel cevap fonksiyonları ile karşılaştırılarak görülmüştür. IB spektrumlarının elde edilmesi için uç enerji noktasından geriye doğru soyma işlemi sunulmuştur. 90Sr-90Y beta kaynağından yayınlanan IB spektrumları sunulan yöntemle elde edilmiştir. Ayrıca literatürdeki çeşitli soyma iterasyon yöntemleri kullanılarak, 32P, 85Kr ve 143Pr beta kaynaklarının, literatürde verilen 3x3”NaI(Tl) detektörü deneysel cevap spektrumları ayrıştırılarak, IB spektrumları elde edilmiştir. Geliştirdiğimiz ve literatürdeki soyma yöntemleri ile elde edilen sonuçlar, Knipp Uhlenbeck ve Bloch (KUB) teorisi ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, spektrumların orta enerji bölgelerine kadar teorik değerlerle uyuşmaktadır.

The internal bremsstrahlung (IB) photon spectrum accompanying with β¯ and neutrino particles emitted from 90Sr-90Y beta source in equilibrium is measured experimentally with the 2x2” NaI(Tl) detector in the energy range of 10-1710 keV. The response functions of a 2x2” NaI(Tl) scintillation detector to photons in the energy up to 1400 keV, were calculated by means of a simple approximation. Response functions are determined by the detector resolution, peak to total ratios and the full energy peak efficiency for 2x2” NaI(Tl) scintillation detector. The IB spectra are obtained by unfolding the response functions from the beta spectra of 32P, 85Kr and 143Pr which are taken from the literature for 3x3” NaI(Tl) scintillation detector. Detector resolution, peak to total ratio are taken from the literature and the total efficiency is calculated by analytically for the 3x3” NaI(Tl) scintillation detector. Using the determined detector parameters for 2x2” and 3x3” NaI(Tl) response functions are calculated through a simple Monte Carlo approximation. To approve the validity of this approximation, calculated response functions of various radioactive point source are compared with experiment values for 2x2” NaI(Tl) and the literature values for 3x3” NaI(Tl) detector up to 1400 keV energy range. IB spectrum of 90Sr-90Y beta source obtained from a new spectrum stripping technique that we develop for the unfolding of IB spectra. Also several iteration techniques are applied to unfold the IB spectrum of 32P, 85Kr ve 143Pr radioactive beta sources. Both obtained unfolded spectra from new stripping and the other iteration techniques are compared with Knipp, Uhlenbeck and Bloch (KUB) theory. Up to intermediate energy range there are agreements, and in the upper energy limits, there are discrepancies between the theory and unfolded spectra.