بررسی تأثیر اندازه سوسوزن بر شکل تابع پاسخ آشکارسازهای NE102 و NE213 برای پرتوهای گاما

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

چکیده

در این مقاله، اثر ابعاد سوسوزن بر شکل تابع پاسخ آشکارسازهای سوسوزن آلی NE102 و NE213 با هندسه استوانه ای مطالعه شده است. طیف تابع پاسخ آشکارسازهای سوسوزن ها با ابعاد مختلف، هنگامی که در معرض تابشهای گامای چشمه های Cs137، Co60 و Na22 قرار گرفتند، با استفاده از کد MCNPX-PHORTACK شبیه سازی و سپس اندازه گیری شد. با استفاده از تابع پاسخ های شبیه سازی و تجربی، میزان تأثیر اندازه سوسوزن بر شکل تابع پاسخ، قدرت تفکیک انرژی و بازدهی برای آشکارسازهای سوسوزن محاسبه شد. مقایسه مقادیر شبیه سازی بازدهی و قدرت تفکیک انرژی سوسوزن ها با مقادیر اندازه‌گیری شده و نتایج تجربی دیگران، همخوانی خوبی را نشان می دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the Effect of Scintillator Size on the Shape of Response Function of NE102 and NE213 Detectors for Gamma Rays

نویسندگان [English]

  • MOKHTAR Yadollahi Roshan 1
  • mojtaba tajik 2
1 1School of Physics, Damghan University, Damghan, Iran
2 nuclear physics, physics, damghan university ,damghan, Iran
چکیده [English]

The effect of size scintillator on the shape of the response function for cylindrical NE213 and NE102 organic scintillation detectors have been studied. The response function of scintillators with different size when exposed to 137Cs, 60Co and 22Na gamma sources have been simulated using MCNPX-PHOTRACK hybrid code and then measured. Using the simulated and experimental response functions, the influence of the size of scintillator on the shape of the response function, efficiency, energy resolution and energy resolution function of NE102 and NE213 detectors have been calculated. The comparison confirms that the simulated efficiencies and energy resolutions of scintillators represents a promising agreement with experimental data and previously published experiments.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Response Function
  • Gamma Ray
  • Efficiency
  • Energy Resolution
  • MCNPX-PHOTRACK
[1] G.F. Knoll, Radiation Detection and Measurements, Third Edition, John Wiley and Sons, New York, 2000.

 

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

 

[3] T.T. Böhlen, F. Cerutti, M.P.W. Chin, A. Fassò, A. Ferrari, P.G. Ortega, A. Mairani, P.R. Sala, G. Smirnov, V. Vlachoudis, Nuclear Data Sheets 120 (2014) 211.

 

[4] GEANT4 Collaboration, Physics Reference Manual, (2010) ⟨http://geant4.web.cern.ch⟩.

 

 [5] O. Litaize, Simulation of a NE213 γ-response function using an improved multi-parameter minimization procedure, Nuclear Instruments and Methods A 580, (2007) 98-110.

 

[6] M. Ranjbar Kohan, et al., Modelling plastic scintillator response to gamma rays using light transport Incorporated FLUKA code, Applied Radiation and Isotopes 70, (2012) 864–867.

 

[7] M. Tajik and N. Ghal-Eh, Comparison of light transport-incorporated MCNPX and FLUKA codes in generating organic scintillators responses to neutrons and gamma rays, Nuclear Instruments and Methods A 791, (2015) 65–68.

 

[8] R. Ghadiri, J. Khorsandi, Studying the response of a plastic scintillator to gamma rays using the Geant4 Monte Carlo code, Applied Radiation and Isotopes 99 (2015) 63–68.

 

[9] 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.

 

 

 [10] N. Ghal-Eh, M.C. Scott, R. Koohi-Fayegh, M.F. Rahimi, A photon transport model code for use in scintillation detectors, Nuclear Instruments and Methods A 516 (2004) 116–121.

 

 

[11] W. H. Press, et al., Numerical Recipes in FORTRAN 77, Cambridge University, Press, Cambridge, 1992.

 

[12] H. H. Knox and GT. Miller, A technique for determining bias settings for organic scintillators, Nuclear Instruments and Methods 101 (1972) 519.

 

[13] A. A. Nagvi, H. Al-Juwair and K. Gul, Energy resolution tests of 125 mm diameter cylindrical NE213 detector using mono-energetic gamma rays, Nuclear Instruments and Methods A 306 (1991) 267-271. 

 

 

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

 

 [15] H. Scholermann, H. Klein, Optimizing the energy resolution of scintillation counters at high energies, Nuclear Instruments and Methods 169 (1980) 25.

.