Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad-Hassan Alamatsaz,Ahmad Shirani bidabadi
محمدحسن علامتساز (استاد راهنما) احمد شیرانی بیدابادی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mahmoud Aghababaie
محمود آقابابائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Investigation and Determination of Intrinsic Efficiency of NaI(Tl) and CsI(Tl) Cylindrical Scintillation Detectors at Off-axis, Using Analytical and Monte Carlo Methods
Monte Carlo method is one of the approaches to determine the efficiency of a detector. In this thesis, the dependence of intrinsic efficiency on NaI(Tl) and CsI(Tl) inorganic cylindrical scintillation detectors on source-detector distance (h), source off-axis distance (?) and gamma photon energy (E) have been investigated using analytical and Monte Carlo methods. The detector geometry was defined as a cylinder with a length and diameter (2R) of 3 inches. An isotropic point source was placed at a distance of h from the detector window. This source can be located either on the cylinder axis (on-axis mode) or at the distance ? from the cylinder axis (off-axis mode). Firstly, the intrinsic efficiencies of NaI(Tl) and CsI(Tl) cylindrical detectors were analytically calculated for different energies. Then, the intrinsic efficiency was computed for 1.5 MeV gamma photons and various distances between the source and detector at both on-axis (? = 0) and off-axis (? = 1.5, 2.5, 3 cm) modes by the MCNP code for NaI(Tl) cylindrical detector. The efficiency values obtained through the MCNP code were compared with analytical results for 1.5 MeV gamma photons. To achieve more certainty, the intrinsic efficiency was calculated at on-axis mode for energies of 0.2, 1 and 5 MeV and off-axis mode for a 0.662 MeV energy. The obtained results were compared to other published data. Intrinsic efficiency calculation of NaI(Tl) detector at on-axis mode for 0.2, 1, 5, 10 and 50 MeV as well as at the off-axis mode for 0.662, 1.5 and 2.75 MeV have been calculated in previous research works. In addition to those previous data, in this thesis, the intrinsic efficiency (? in ) of NaI(Tl) was calculated for the off-axis mode at 0.2, 1, 5, 10 and 50 MeV to validate the implemented code. Also, ? in versus h/R is plotted for obtained results. Next, the intrinsic efficiency of CsI(Tl) was calculated at the on-axis mode for 0.2, 1 and 5 MeV, and the results were compared to other reported results. Likewise, the intrinsic efficiency of CsI(Tl) was computed at the off-axis mode for E=0.2, 0.662,1, 1.5, 2.75, 5, 10, and 50 MeV by the MCNP code as well as an analytical method. Thus, to verify the code programmed for CsI(Tl) these two methods have been compared. Then, ? in versus h/R is plotted for CsI(Tl) detector at on-axis and off-axis modes for energies of 0.2, 0.662, 1, 1.5, 2.75, 5, 10 and 50 MeV. Finally, the plotted data for NaI(Tl) and CsI(Tl) were analyzed and discussed.
برای تعیین بازدهی آشکارسازها می توان از روش هایی همچون روش شبیه سازی مونت کارلو استفاده کرد. در این پایان‌نامه وابستگی بازده ذاتی آشکارسازهای سوسوزن غیرآلی استوانه‌ای و به فاصله‌ی چشمه تا آشکارساز، انرژی فوتون‌های تابش شده توسط چشمه‌ی نقطه ایومیزان انحراف از محور چشمه و آشکارساز، به روش محاسبات تحلیلی و به کمک کد محاسباتی مورد بررسی قرار گرفته است. هندسه‌ی آشکارسازهای مورد بررسی در این پایان ‌نامه به صورت استوانه‌ای با طول و قطر 3 اینچ در نظر گرفته شده است که یک چشمه‌ی نقطه‌ای همسانگرد در فاصله‌ی از پنجره‌ی آن‌ قرار گرفته است. این چشمه می‌تواند روی محور استوانه قرار داشته باشد(حالت روی محور)، یا این که در فاصله‌ی از محور استوانه قرار گیرد(حالت انحراف از محور) ابتدا بازدهی ذاتیآشکارسازهای استوانه‌ای وبه روش تحلیلی برای انرژی های مختلف محاسبه شده است سپس بازدهی ذاتی توسط کد محاسباتیبرای آشکارسازو برای پرتوهای گاما با انرژیو فواصل مختلف چشمه تا آشکارساز در حالت روی محور () و حالت های انحراف از محور(و ،) محاسبه شده است و مقادیر بازدهی به دست آمده به روشبا مقادیر بازدهی به دست آمده به روش تحلیلی در مورد گاماهای با انرژیمقایسه شده است. به منظور حصول اطمینان بیشتر از برنامه ی نوشته شده، بازدهی ذاتی در حالت روی محور برای انرژی های ،و،و درحالت های انحراف از محور(و،) برای انرژیمحاسبه شده و مقادیر به دست آمده با نتایج حاصل از کار دیگران مقایسه شده است. پس از حصول اطمینان از درستی برنامه ی نوشته شده علاوه بر محاسبه ی بازدهی ذاتی آشکارسازدرحالت روی محور برای انرژی هایوو در حالت انحراف از محور برای انرژی هایوکه قبلاً توسط دیگران محاسبه شده است، بازدهی ذاتی آشکارسازدر حالت انحراف از محور، برای انرژی های ، ، ، ونیز محاسبه گردیده و نمودارهای بر حسب برای آن ها رسم شده است. در مرحله ی بعد ابتدا بازدهی ذاتی برای آشکارسازدر حالت روی محور برای انرژی های ،ومحاسبه گردیده و مقادیر به دست آمده،با نتایج حاصل از کار دیگران مقایسه شده است. همچنین بازدهی ذاتی برای آشکارسازدر حالت های مختلف انحراف از محور برای انرژی های ‌2/0، 662/0، 1، 5/1، 75/2، 5، 10 وبه روش و روش تحلیلی محاسبه و به منظور حصول اطمینان از درستی برنامه در مورد آشکارسازمقادیر به دست آمده به این دو روش با هم مقایسه شده است. پس از حصول اطمینان از درستی برنامه‌، نمودارهای بر حسبمربوط به آشکارسازدر حالت روی محور و حالت های مختلف انحراف از محوربرای انرژی های‌2/0، 662/0، 1، 5/1، 75/2، 5، 10ورسم شده است. در پایان نمودارهایبر حسب به دست آمده برای آشکارسازهایومورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی