بررسی تأثیر موقعیت نسبی چشمه و سوسوزن در بازدهی سوسوزن پلاستیک مکعبی بزرگ

نوع مقاله: مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

1 گروه فیزیک هسته ای و ذرات بنیادی، دانشکده فیزیک، دانشگاه دامغان، دامغان، ایران

2 گروه فیزیک هسته ای و درات بنیادی ، دانشکده فیزیک، دانشگاه دامغان، دامغان، ایران

3 دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

چکیده

در این پژوهش، اثر موقعیت نسبی چشمه گاما و سوسوزن، بر بازدهی یک سوسوزن پلاستیک بزرگ (cm5cm×50cm×50, 102NE)، بطور نظری و تجربی بررسی شده است. برای این منظور تابع پاسخ سوسوزن 102NE که در معرض چشمه Cs137 که در موقعیتهای مختلف نسبت به سوسوزن قرار گرفته است، با استفاده از کد PHOTRACK-MCNPX شبیه سازی و سپس اندازه گیری شده است. با استفاده از توابع پاسخ بدست آمده، میزان تغییرات نسبی بازدهی شبیه سازی و تجربی برای موقعیتهای مختلف چشمه محاسبه شد. سپس اثر موقعیت نسبی چشمه و سوسوزن بر روی بازدهی با محاسبه زاویه فضایی نسبی تشکیل شده از سوسوزن در محل چشمه به صورت تحلیلی بررسی شد. نتایج تحلیلی با تجربی و شبیه سازی مقایسه و میزان حساسیت بازدهی سوسوزن به تغییر زاویه فضایی بصورت تابعی از موقعیت نسبی سوسوزن و چشمه مشخص شده است. نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی همخوانی خوبی را نشان می دهند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Influence of relative position gamma source–scintillator on response a large NE102 rectangular detector

نویسندگان [English]

  • MOKHTAR Yadollahi Roshan 1
  • mojtaba tajik 2
  • Reza Gholipour Peyvandi 3
1 1School of Physics, Damghan University, Damghan, Iran
2 nuclear physics, physics, damghan university ,damghan, Iran
3 Department of Physics, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
چکیده [English]

In this paper, the effects of a relative position gamma source-scintillator on the efficiency of a large NE102 rectangular plastic scintillator (50 cm ×50 cm × 5 cm) have been simulated and measured. The response functions of the plastic scintillator at different 137Cs gamma source relative scintillator positions using MCNPX-PHOTRACK code have been simulated. The solid angle subtended by the detector at the location of the source for different situations has been analytically calculated, and the effects on the efficiency of changes in the solid angle as a function of distance between the source and detector have been identified. The comparison confirms that the simulated response function represents a promising agreement with experiments.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rectangular Plastic Scintillator
  • Efficiency
  • Solid Angle
[1] G.F. Knoll, Radiation Detection and Measurements, Third Edition, John Wiley and Sons, New York, (2000).

[2] R. Gholipour Payvandi, et al., A new automated and precise calibration method for gamma level gauges with rod detector arrangement, Applied Radiation and Isotopes, 112 (2016) 1–4.

[3] J. Nilsson, M. Isaksson, A comparison between monte carlo-calculated and measured total efficiencies and energy resolution for large plastic scintillators used in whole-body counting, Radiation Protection Dosimetry 144 (2011) 555–559.

[4] Y. kim, et al., Plastic scintillator for radiation dosimetry, Radiation Protection Dosimetry, 170 (2016) 187–190.

[5] E.R. Siciliano, et al., Energy calibration of gamma spectra in plastic scintillators
using Compton kinematics, nuclear instruments and methods in physics research A 594 (2008) 232–243.

[6] M. Bahmanabadi, A. Anvari, G. Rastegarzadeh, J. Samimi, M. Lamehi Rachti, Comparison of the performance of various light enclosures for extensive air shower experiments, Experimental Astronomy 8 (1998) 211-229.

[7] M. Ranjbar Kohan, G.R. Etaati, N. Ghal-Eh, M.J. Safari, H. Afarideh, E. Asadi, Modelling plastic scintillator response to gamma rays using light transport Incorporated FLUKA code, Applied Radiation and Isotopes 70 (2012) 864–867.

 [8] M. Tajik, N. Ghal–Eh, G.R.Etaati, H. Afarideh, Modelling NE213 scintillator response to neutrons using an MCNPX-PHOTRACK hybrid code, Nuclear Instruments and Methods A 704 (2013) 104–110.

[9] M. Tajik, N. Ghal–Eh, G.R. Etaati, H. Afarideh, NE213/BC501A scintillator-lightguide assembly response to 241Am-Be neutrons using an MCNPX-PHOTRACK hybrid code simulation, Radiation physics and Chemistry 94 (2014) 319-324.

[10] J.S. Hendricks, et al., MCNPX 2.6.0 Extensions Report LA-UR-08-2216, Los Alamos National Laboratory, New Mexico, United States, (2008).

[11] H. Gotoh, H.Yagi, Solid angle subtended by a rectangular slit, Nuclear Instruments and Methods 96 (1971) 485-486.

[12] ZHANG Su-Ya-La-Tu, Study on gamma response function of EJ301 organic liquid scintillator with GEANT4 and FLUKA, Chinese Physics C Vol. 37, No. 12 (2013) 126003.

[13] G. Dietze, H. Klein, Gamma-calibration of NE 213 scintillation counters, Nuclear Instruments and Methods A 193 (1982) 549-556.

 [14] H. Rief, An attempt of sensitivity calculations in 3D geometries by Monte Carlo techniques. Proceedings of the specialists’ Meeting on Sensitivity Studies and Shielding Benchmark, OECD, Paris, (1975).

 [15] D.G. Cacuci, Sensitivity and uncertainty analysis: theory. Vol. 1, CRC Press, Chapman and Hall, (2003).