نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل مقطع ارشد مهندسی هسته ای دانشگاه شریف

2 مدیر گروه مهندسی هسته ای- دانشکده مهندسی انرژی- دانشگاه صنعتی شریف

10.24200/nst.2024.1588

چکیده

در این مطالعه، از کد مبتنی بر روش مونت‌کارلو Geant4 برای شبیه‌سازی مجموعه‌ی آشکارساز NE-213 دو اینچی و چشمه‌ی Am-Be موجود در دانشکده مهندسی انرژی شریف، استفاده شد و طیف گاما و نوترون این چشمه در آشکارساز مذکور از طریق شبیه‌سازی بدست آمد. سپس، جهت مقایسه و تحلیل نتایج، طیف گاما و نوترون در یک چیدمان آزمایشگاهی مشابه به روش جداسازی آنالوگ تفکیک کسر ثابت به دست آمد؛ در ادامه، سه نمونه فیلتر دیجیتال در نرم‌افزار متلب تعریف شدند تا نتایج اعمال آن‌ها بر روی داده‌های حاصل از شبیه‌سازی انجام شده توسط Geant4، بررسی شود. در این مقاله، مطالعه بر روی فیلترهای دیجیتالی مثلثی، ذوزنقه‌ای و قله‌ای با سطح فوقانی مسطح انجام شد و با مقایسه‌ی نتایج حاصل به ازای مقادیر مختلف متغیرهای مؤثر در هر فیلتر با نتایج حاصل از آزمایش انجام شده در آزمایشگاه، مقادیر بهینه‌ای برای متغیرهای مرتبط با هر فیلتر بدست آمد. با بررسی‌های صورت گرفته، برای فیلتر مثلثی به ازای ۱۱k=، برای فیلتر ذوزنقه‌ای به ازای ۱0k= و 5L= و برای فیلتر قله‌ای با سطح فوقانی مسطح به ازای 10k= و 20L= بهترین نتایج بدست آمد. در نهایت این نتیجه به دست آمد که در بحث کیفیت جداسازی، فیلتر ذوزنقه‌ای می‌تواند انتخاب مناسب‌تری باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Discrimination of neutron and gamma spectrum using a method based on digital filters

نویسندگان [English]

  • Mahdi Valipour 1
  • Seyed Abolfazl Hosseini 2

1 Graduated from Sharif University's Master's Degree in Nuclear Engineering

2 دانشگاه صنعتی شریف

چکیده [English]

In this study, the Monte Carlo based simulation code, Geant4, was used to model the 2-inch NE-213 detector and Am-Be source available in Sharif University Faculty of Energy and the neutron and gamma spectrum for this source in the NE-213 detector could be achieved. Furthermore, a circuit based on analogue Constant Fraction Method (CFM) was used in laboratory to get the neutron and gamma spectrum of the same source to be used for further comparisons. For next step, three digital filters named as Triangular, Trapezoidal and Flat Top Cusp were scripted in MATLAB not only to see how each filter performs in discrimination of these two spectrums, but also to find the optimum values for the effective parameters in each of the filters by comparing the filter outputs with the results obtained from constant fraction method in lab. As it appeared, in triangular filter for k=11, trapezoidal filter for k=10 and L=5 and in the flat top cusp filter for k=10 and L=20, best results were obtained. By comparing the results for these values in each filter, it was shown that the trapezoidal filter performed the best in spectrum discrimination.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Neutron-Gamma Discrimination؛
  • Digital Filters؛
  • Geant4؛
  • Am-Be source؛ ؛؛
  • NE-213 scintillation detector