تعيين لايه مرده‎ و بازده قله تمام - انرژي آشكارساز HPGe با استفاده از كد MCNP و نتايج تجربي

يكي از پارامترهاي مهم در استفاده از آشكارسازهاي ژرمانيومي فوق خالص HPGe)) بازده آشكارساز است كه به هندسه و عوامل جذبي بستگي دارد، به طوري كه با تغيير پيكربندي در هندسه چشمه آشكارساز، نياز به اندازه گيري مجدد بازده آشكارساز است. دقيق ترين راه براي تعيين بازده آشكارساز، اندازه گيري تجربي و استفاده از چشمه هاي استاندارد است. با توجه به مشكل دسترسي به چشمه هاي استاندارد و در عين حال زمان بر بودن اين روش، استفاده از روش شبيه سازي براي تخمين بازده آشكارساز كه در زمان كم و با دقت خوب همراه است، ارزشمند است. در اين پژوهش، شبيه سازي مونت كارلو براي به دست آوردن ضخامت لايه مرده و بازدهي قله تمام انرژي آشكارساز HPGe با استفاده از كد كامپيوتري MCNPX انجام شد. براي اين كار چشمه هاي مختلف را در فاصله هاي مشخص از آشكارساز قرار داده و طيف هاي تجربي به دست آمده ذخيره شدند. سپس طيف حاصل از چشمه ها مطابق با وضعيت و شرايط آزمايشگاه، با استفاده از كد شبيه سازي شدند. در اجراي اوليه، كل حجم بلور ژرمانيوم به عنوان حجم فعال آشكارساز در نظر گرفته شد و با اين فرض طيف به دست آمده از محاسبات انجام شده با طيف تجربي مقايسه گرديد. مقايسه طيف محاسبه شده با طيف حاصل از آزمايش اختلاف قابل توجهي را نشان مي داد. پس از آن، سعي شد با ايجاد تغييرات اندك در ضخامت لايه مرده آشكارساز (در حدود چندين صدم ميلي متر) در برنامه شبيه سازي و برازش منحني شبيه سازي شده با منحني تجربي، حجم فعال بلور مشخص شود كه به اين ترتيب يك لايه مرده به ضخامت mm 57/0 براي لايه مرده آشكارساز به دست آمد. سپس با لحاظ كردن اين ضخامت لايه مرده در برنامه شبيه سازي بازده قله تمام انرژي براي انرژي هاي مختلف و فاصله هاي مختلف چشمه تا آشكارساز به هر دو روش تجربي و شبيه سازي تعيين شدند كه مطابقت خوبي داشتند. بنابراين مي توان گفت با استفاده از كد MCNP و لحاظ كردن مشخصات دقيق سيستم اندازه گيري در برنامه ورودي كد مي توان بازده يك آشكارساز HPGeرا در شرايط مختلف هندسه نمونه -آشكارساز با دقت خوبي بدون نياز به انجام آزمايش محاسبه كرد.