Çeşitli radyoaktif kaynaklar için farklı geometrilerde saf Ge detektörünün özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Çalışmada, çeşitli radyoizotoplardan yayınlanan gamma ışınlarının enerji dağılımları deneysel ve teorik olarak belirlenmiştir. Deneysel aşamada Canberra Gc201119 model koaksiyel HpGe (Saf Germanyum) detektörü ve gerekli elektronik donanımı kullanılarak gamma ışınlarının detektörde bıraktıkları enerji dağılımları elde edilmiştir. Bu enerji dağılımları kullanılarak deneysel detektör ayırma gücü (rezülasyon), detektör verimi, Pik-Toplam oram, Pik-Compton oram değerleri bulunmuştur. Teorik aşamada gamma ışınlarının HpGe detektöründe bıraktıkları enerjinin dağılımı Monte Carlo benzetişim teknikleri kullanılarak elde edilmiştir. Teorik yöntemle detektörün gamma ışınlarının enerji dağılımım elde etmek için kullanılan Monte Carlo tekniği "Ayrıntılı Monte Carlo Benzetişim Tekniği (AMCBT)" olarak adlandırılmıştır. Detektör simetri ekseni üzerinde bulunan izotropik noktasal ve disk kaynaklardan yayınlanan gammaların, yayınlanma noktaları ve yayınlanma doğrultuları, detektör içinde fotoelektrik, incoherent saçılma (Compton) ve çift oluşum etkileşmeleri dikkate alınarak detektörde soğurulan gammaların enerji dağılımları elde edilmiştir. Bu enerji dağılımları kullanılarak detektörün karakteristik parametreleri belirlenmiştir. Monte Carlo benzetişim tekniği ile elde edilen detektör karakteristik parametreleri deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştrr. Çalışmanın teorik aşamasında enerji dağılımı ve parametrelerin hesaplanmasında kullanılan Monte Carlo benzetişim teknikleri Visual Basic bilgisayar programlama dilinde kodlanmıştır. Kodlanan programlar her geometrideki saf HpGe detektör sistemlerine uyarlanabilecek şekilde tasarlanmıştır. Son aşamada bu programlar WEB ortamında kullanılabilecek şekilde exe uzantılı uygulama programı olarak düzenlenmiştir.

In this study the energy distribution of gamma rays emitted from various radioisotopes have been experimentally and theoretically determined. In the experiment, the energy distributions of gamma rays emitted in the detector have been obtained by using Canberra Gc201119 coaxial HpGe (High Purity Germanium) detector and required electronically equipment. By using these energy distributions, detector resolution, detector efficiency, peak-to-total ratio and peak-to-Compton ratio have been found. In theoretic phase the energy distribution of gamma rays emitted into HpGe detector have been obtained with one different methods. The method Monte Carlo simulation techniques have been used. In the method, a Monte Carlo technique, which was used for obtaining the energy distribution of gamma rays, has been named as Detailed Monte Carlo Simulation Technique (AMCBT). By taking into account emission points and directions of gamma rays emitted from isotropic point and disk source located above symmetry axis of the detector, and considering their photoelectric, incoherent scattering (Compton scattering) and pair production rates, absorbed gamma ray energy distributions in the detector volume have been obtained. Using these energy distributions, detector characteristics parameters have been determined. Detector characteristics parameters obtained by both Monte Carlo simulation techniques have been compared with experimental results. During theoretical studies, Monte Carlo simulation techniques used for calculating energy distributions and parameters have been coded in Visual Basic programming language. Coded programs have been designed for any geometry of a pure HpGe detector system. Finally, these programs have been converted to an exe file in order to use in a web environment.