نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• محبوبه لطفی ¹
• سید مجتبی مستجاب الدعواتی ²
• بهزاد تیموری سیچانی ³

¹ دانشکده ی علوم و فن آوری نوین، دانشگاه اصفهان، صندوق پستی: 73441-81746، اصفهان ـ ایران

² دانشکده ی فیزیک، دانشگاه اصفهان، صندوق پستی: 73441-81746، اصفهان ـ ایران

³ پژوهشکده‌ی تحقیقات و توسعه‌ی رآکتورها و شتاب‌دهنده‌ها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، صندوق پستی: 1589-81465، اصفهان ـ ایران

چکیده

آشکارساز HPGe دانشگاه اصفهان به کمک کد محاسباتی MCNP شبیه‌سازی و تابع پاسخ آن تعیین شد. سپس برنامه‌ی شبیه‌سازی شده برای چشمه‌‌های حجمی مارینلی با ترکیب‌ها و چگالی‌های مختلف (3 g/cm2-8/0=ρ، 90-10=z) اجرا شد. هم‌چنین طیف‌نمایی با آشکارساز مذکور، در آزمایشگاه برای نمونه‌های حجمی مارینلی با درصدهای خودجذبی متفاوت به انجام رسید. سپس با جمع‌آوری و مقایسه‌ی نتایج، چگونگی اثرات چگالی و ترکیب نمونه‌ها بر میزان خودجذبی در طیف‌های گاما، برای چشمه‌های مارینلی بحث و بررسی و برای هر دو حالت تجربی و شبیه‌سازی، نمودار سطح بازده برحسب انرژی پرتو گاما و چگالی نمونه رسم شد. با مقایسه‌ی نتایج تجربی و شبیه‌سازی توانمندی روش شبیه‌سازی برای محاسبه‌ی بازده برحسب دو پارامتر انرژی و چگالی تأیید شد. این روند می‌تواند برای تولید منحنی بازده مناسب، برای هر چگالی نمونه به کار برده شده و سبب کاهش تعداد استاندارد مورد نیاز در آزمایشگاه و هزینه‌های مربوطه شود. علاوه بر آن مشاهد شد که در مسأله‌ی خودجذبی، چگالی نسبت به نوع ترکیب، اثر بیش‌تری دارد و بر خودجذبی کل گستره‌ی ‌انرژی مورد مطالعه تأثیرگذار است، در حالی که تأثیر نوع ترکیب، تنها در گستره‌ی انرژی‌های کم‌تر از keV400 است.
 

کلیدواژه‌ها

• طیف‌نمایی گاما
• نمونه‌های محیطی
• خودجذبی
• MCNP
• HPGe

عنوان مقاله [English]

Study of Self-Absorption in Gamma-Ray Spectroscopy of Environmental Samples

نویسندگان [English]

• Mahboobeh Lotfi ¹
• Seyed Mojtaba Mostajaboddavati ²
• Behzad Teymouri Sichani ³

چکیده [English]

 HPGe detector has been simulated by using MCNP code, and the detector response has been determined. Monte Carlo simulations have been performed for different elemental composition and density as environmental Marinelli samples (z =10-90, ρ = 0.8-2 g/cm³). Likewise, more experiments were carried out in the laboratory scale using five samples with different self-absorption albeit with the same detector described previously. The effects of source elemental composition and density on the self-absorption in gamma-ray spectroscopy of environmental Marinelli samples are discussed. For both cases of experimental and simulated studies a surface plot of the efficiency vs gamma-ray energy and sample density has been calculated for the said detector. By comparing the results upon applying, two methods show that the simulation method has been successful leading to efficiency as a function of both gamma-ray energy and sample density. The same surface can be used to derive an efficiency curve for any sample density within the calibrated range of densities. Also, it is possible to use this three-dimensional curve to reduce the number of calibration standards of different required densities, where it leads to reducing the laboratory operating costs. The results showed that the sample density was more important than the composition in self-absorption problem. In addition, the effects of the sample density on self-absorption in all range of the energy under the study are visible, but the chemical composition effects appear only for the E 
 

کلیدواژه‌ها [English]

• Gamma Spectroscopy
• Environmental Samples
• Self-Absorption
• MCNP
• HPGe