تعیین لایه مرده‎ و بازده قله تمام - انرژی آشکارساز HPGe بااستفاده از کد MCNP و نتایج تجربی

Abstract

یکی از پارامترهای مهم در استفاده از آشکارسازهای ژرمانیومی فوق خالص HPGe)) بازده آشکارساز است که به هندسه و عوامل جذبی بستگی دارد، به طوری که با تغییر پیکربندی در هندسه چشمه- آشکارساز، نیاز به اندازه‌گیری مجدد بازده آشکارساز است. دقیق‌ترین راه برای تعیین بازده آشکارساز، اندازه‌گیری تجربی و استفاده از چشمه‌های استاندارد است. با توجه به مشکل دسترسی به چشمه‌های استاندارد و در عین حال زمان‌بر بودن این روش، استفاده از روش شبیه‌سازی برای تخمین بازده آشکارساز که در زمان کم و با دقت خوب همراه است، ارزشمند است. در این پژوهش، شبیه‌سازی مونت- کارلو برای به دست آوردن ضخامت لایه مرده و بازدهی قله تمام- انرژی آشکارساز HPGe با استفاده از کد کامپیوتری MCNPX انجام شد. برای این کار چشمه‌های مختلف را در فاصله‌های مشخص از آشکارساز قرار داده و طیف‎های تجربی به دست آمده ذخیره شدند. سپس طیف حاصل از چشمه‌ها مطابق با وضعیت و شرایط آزمایشگاه، با استفاده از کد شبیه‌سازی شدند. در اجرای اولیه، کل حجم بلور ژرمانیوم به عنوان حجم فعال آشکارساز در نظر گرفته شد و با این فرض طیف به دست آمده از محاسبات انجام شده با طیف تجربی مقایسه گردید. مقایسه طیف محاسبه شده با طیف حاصل از آزمایش اختلاف قابل توجهی را نشان می‌داد. پس از آن، سعی شد با ایجاد تغییرات اندک در ضخامت لایه مرده آشکارساز (در حدود چندین صدم میلی‌متر) در برنامه شبیه‌سازی و برازش منحنی شبیه‌سازی شده با منحنی تجربی، حجم فعال بلور مشخص شود که به این ترتیب یک لایه مرده به ضخامت mm 57/0 برای لایه مرده آشکارساز به دست آمد. سپس با لحاظ کردن این ضخامت لایه مرده در برنامه شبیه‌سازی بازده قله تمام- انرژی برای انرژی‎های مختلف و فاصله‌های مختلف چشمه تا آشکارساز به هر دو روش تجربی و شبیه‌سازی تعیین شدند که مطابقت خوبی داشتند. بنابراین می‎توان گفت با استفاده از کد MCNP < /span> و لحاظ کردن مشخصات دقیق سیستم اندازه‌گیری در برنامه ورودی کد می‎توان بازده یک آشکارساز HPGeرا در شرایط مختلف هندسه نمونه- آشکارساز با دقت خوبی بدون نیاز به انجام آزمایش محاسبه کرد.