Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Shirani bidabadi,Mohammad-Hassan Alamatsaz
احمد شیرانی بیدابادی (استاد مشاور) محمدحسن علامتساز (استاد راهنما)
 
STUDENT
Moein Shalibayk
معین شالی بیک

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Study and Calculation of Intrinsic Efficiency of Scintillation Counters NaI(Tl) and CsI(Tl) Using the MCNP Code
In the present research, by the use of the MCNP computational code that is based and set on the Monte Carlo method, at first, pulse height distribution for the known sources, Cs-137and Co-60, with the F8 tally has been obtained for the NaI(Tl) detector. Then the pulse height distribution has been obtained experimentally for these two sources. After the comparison of simulation results with the experimental results and validation of written codes, the main codes have been written. The cylindrical NaI(Tl) detector with 3 inches length and 1.5 inches radius has been assumed. Gamma radiations with energy 0.2, 1, 5, 10 and 50 MeV have been also used and an isotropic point source has been placed in the distance ( d ) on the x -axis. The x -axis has been assumed the symmetry axis. The program has been run for 20 distances ( d ) from 0.00381 up to 381 cm. Then the intrinsic efficiency variations versus source-detector distance has been calculated for different gamma ray energies and the intrinsic efficiency variations of aI(Tl) detector versus source-detector distance have been analyzed for different gamma radiations. It should be noted, the intrinsic efficiency depends not only on photon energy but also on source-detector geometric configuration. The intrinsic efficiency variations have been analyzed by the Dirac theory and mean chord length of photons in the detector and mean interaction length at each energy. Finally, all of the previous calculations have been done for a CsI(Tl) detector with the same sources and geometric configuration. Then the CsI(Tl) detector results have been compared with those of the NaI(Tl) detector. The results showed that the variation of intrinsic efficiency graph of the both detectors have a minimum at d/R=0.7. Keywords: NaI(Tl) detectors, intrinsic efficiency, MCNP, Monte Carlo, tally, gamma radiation, isotropic source, mean chord length, mean interaction length
در این پایان‌نامه با استفاده از کد محاسباتی MCNP که بر اساس روش مونت کارلو تهیه و تنظیم شده است، در ابتدا با استفاده از تالی F8 توزیع ارتفاع پالس دو چشمه‌ی شناخته شده‌ی و برای آشکارساز NaI(Tl) به دست آمده است. سپس توزیع ارتفاع پالس در آزمایشگاه برای همین دو چشمه به دست آمده است. پس از مقایسه‌ی نتایج شبیه‌سازی و آزمایشگاهی و اطمینان از درستی کد نوشته شده، برنامه‌ی اصلی نوشته شده است. در این برنامه، یک آشکارساز استوانهای NaI(Tl) با طول و قطر 3 اینچ در نظر گرفته شده است. همچنین از تابش‌های گاما با انرژی‌های 2/0 و 1 و 5 و 10 و 50 مگا الکترون ولت استفاده شده است و یک چشمهی نقطهای همسانگرد در فاصله‌ی d روی محور x قرار گرفته است. محور x محور تقارن آشکارساز در نظر گرفته شده است و جهت آن از آشکارساز به سمت چشمه است. در این پایان‌نامه فقط حالتی در نظر گرفته شده که چشمه روی محور تقارن آشکارساز قرار دارد. همچنین برنامه برای 20 فاصله‌ی d ، از 00381/0 تا 381 سانتیمتر، به عبارتی دیگر نسبت فاصله به شعاع از 001/0 تا 100، اجرا شده است. سپس تغییرات بازدهی ذاتی آشکارساز NaI(Tl) نسبت به فاصله‌ی چشمه-آشکارساز برای تابش‌های گامای مختلف اشاره شده محاسبه شده است و تحلیل‌های لازم روی نمودار تغییرات بازدهی ذاتی آشکارساز NaI(Tl) نسبت به فاصله‌ی چشمه-آشکارساز برای تابش‌های گامای مختلف صورت گرفته است. لازم به ذکر است که بازدهی ذاتی نه تنها به انرژی فوتون‌ها بلکه به پیکربندی هندسی چشمه و آشکارساز نیز بستگی دارد. تغییرات بازدهی ذاتی با استفاده از تئوری دیراک و طول وتر میانگین و مسیر آزاد میانگین فوتون‌ها تحلیل شده است. در پایان، محاسبات فوق برای آشکارساز CsI(Tl) با همان هندسه و چشمه‌ها انجام شده است و نتایج آن با نتایج حاصل از آشکارساز NaI(Tl) مورد مقایسه قرار گرفته است. .واژه های کلیدی : آشکارسازهای یدور سدیم، بازدهی ذاتی، MCNP، مونت کارلو، تالی، اشعه‌ی گاما، چشمه‌ی همسانگرد، میانگین مسیر پیموده شده، مسیر آزاد میانگین

ارتقاء امنیت وب با وف بومی