داده‌برداری لیست‌مد برای کاهش پیوستار کامپتون

تورنگ, مهدی; حدادی, اصغر; اطهری علاف, میترا; سرداری, داریوش

doi:10.24200/nst.2022.1361

داده‌برداری لیست‌مد برای کاهش پیوستار کامپتون

نوع مقاله : مقاله فنی

نویسندگان

مهدی تورنگ ¹

اصغر حدادی ¹

میترا اطهری علاف ²

داریوش سرداری ¹

¹ گروه مهندسی پرتوپزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، صندوق پستی: 775-۱۴۵۱۵، تهران، ایران

² گروه مهندسی هسته‌ای، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، صندوق پستی: 775-14515، تهران، ایران

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1361

چکیده

در این تحقیق با استفاده از یک آشکارساز ژرمانیم فوق‌خالص قابل‌حمل و یک آشکارساز یدورسدیم پیوستار کامپتون کاهش داده شد. در روش داده‌برداری استفاده شده، به‌ جای استفاده از واحد‌های الکترونیکی زمان‌گیری و چیدمان‌های پیچیده هم‌فرودی، از روش لیست‌مد استفاده شد که در آن زمان هر رخداد نیز ثبت می‌شود. بیش‌ترین مقدار فاکتور فرونشانی در چشمه سزیوم-137 نقطه‌ای عدد 38_/3 به‌دست آمد. برای برپایی چیدمان به کار رفته در این تحقیق از واحد‌های الکترونیک هسته‌ای آنالوگ استفاده شده و اثبات توانایی روش داده‌برداری لیست‌مد در کاهش پیوستار کامپتون در طیف گاما مورد نظر بوده است. در روش داده‌برداری لیست ‌مد زمان هر رخداد نیز ثبت می‌شود و بنابراین پس از داده‌برداری می‌توان طیف را برای زمان‌های مختلف بازیابی کرد و نیازی به تکرار آزمایش نیست. با استفاده از این روش نمونه‌های رادیواکتیو با مقدار فعالیت کم را می‌توان آشکارسازی کرد.

کلیدواژه‌ها

آشکارساز ژرمانیم فوق‌خالص

فرونشانی کامپتون

لیست‌مد

طیف گاما

رادیواکتیویته کم

20.1001.1.17351871.1401.43.1.18.1

عنوان مقاله English

List mode data acquisition for Compton continuum suppression

نویسندگان English

M. Tourang ¹

A. Hadadi ¹

M. Athari-Allaf ²

D. Sardari ¹

¹ Department of Medical Radiation Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, P.O.Box: 14515-775, Tehran-Iran

² Department of Nuclear Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, P.O. Box: 14515-775, Tehran-Iran

چکیده English

This research uses the portable HPGe and NaI(Tl) detectors for Compton continuum suppression.In the List mode data acquisition technique, we did not use timing module and complicated experimental setup that recorded the time stamp of each event. The maximum suppression factor (SF) in Cs-137 point source was 3.8. By using this technique, we can detect samples that contain very low radioactivity. The experimental setup in this research was based on analog nuclear electronic modules. The study's main goal was the ability of list-mode data acquisition in Compton continuum suppression. In this way, lower levels of radioactivity can be detected in any sample.

کلیدواژه‌ها English

HPGe detector

Compton suppression

List mode

Gamma spectrum

Low radioactivity

1. A. Ceccatelli, P. DeFelice, A. Fazio, Development of simulated air filters for gamma-ray spectrometry proficiency testing, Applied Radiation and Isotopes, 68, 1240–1246 (2010).

2. C.C. Conti, I.C.P. Salinas, H, A detailed procedure to simulate an HPGe detector with MCNP5, Progress in Nuclear Energy, 66, 35-40 (2013).

3. Magdalena Długosz-Lisiecka, Application of modern anticoincidence (AC) system in HPGe γ-spectrometry for the detection limit lowering of the radionuclides in air filters, Journal of Environmental Radioactivity, 169-170, 104-108 (2017).

4. Nikola Marković, Per Roos, Sven Poul NielsenNikola, Digital gamma-gamma coincidence HPGe system for environmental analysis, Applied Radiation and Isotopes (2016), DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j. apradiso.2016.12.017.

5. P. Rulı´k, et al, Low level air radioactivity measurements in Prague, Czech Republic, Applied Radiation and Isotopes, 67, 969–973 (2009).

6. Paolo Tristan F. Cruz, et al, Assessment of temporal variations of natural radionuclides Beryllium-7 and Lead-212 in surface air in Tanay, Philippines, Journal of Environmental Radioactivity, 105989, 208-209 (2019), https://doi.org/10.1016/j.jenvrad. 2019.105989.

7. N. Alkhomashi, et al, Measurements of surface air Be-7 concentrations in Saudi Arabia, Applied Radiation and Isotopes, 165, 109305 (2020), https://doi.org /10.1016/j.apradiso.2020.109305.

8. Ari-Pekka Leppänen, et al, Artificial radionuclides in surface air in Finland following the Fukushima Dai-ichi nuclear power plant accident, Journal of Environmental Radioactivity, 126, 273-283 (2013).

9. N. Alkhomashi, FI. Almasoud, Indication of the radioactive fallout in Riyadh, Saudi Arabia following the Fukushima nuclear accident, Journal of Environmental Radioactivity, 152, 70-74 (2016).

10. V. Doostmohammadi, et al, In: Proceedings of NSI, (NSI, Isfahan, 2015), (In Persian).

11. Z. Hazami, et al, In: Proceedings of NSI, (NSI, Yazd, 2012), (In Persian).

12. H. Doostizadeh, et al, In: Proceedings of NSI, (NSI, Rasht, 2014), (In Persian).

13. B.E. Tomlin, R. Zeisler, R.M. Lindstrom, γγ coincidence spectrometer for instrumental neutron-activation analysis, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, A 589, 243–249 (2008).

14. W. Scates, et al, Optimization studies of a Compton suppression spectrometer using experimentally validated Monte Carlo simulations, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, A 556, 498–504 (2006).

15. J. Parus, et al, A dual purpose Compton suppression spectrometer, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 258 (1), 123-132 (2003).

16. H.M. Badran, T. Sharshar, An experimental method for the optimization of anti-Compton spectrometer, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, A 435, 423-432 (1999).

17. M.A. Bacchi, et al, INAA with Compton suppression: How much can the analysis of plant materials be improved?, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 271 (2), 345–351(2007).