تعیین لایه مرده‎ و بازده قله تمام - انرژی آشکارساز HPGe با استفاده از کد MCNP و نتایج تجربی

یکی از پارامترهای مهم در استفاده از آشکارسازهای ژرمانیومی فوق خالص HPGe)) بازده آشکارساز است که به هندسه و عوامل جذبی بستگی دارد، به طوری که با تغییر پیکربندی در هندسه چشمه- آشکارساز، نیاز به اندازه گیری مجدد بازده آشکارساز است. دقیق ترین راه برای تعیین بازده آشکارساز، اندازه گیری تجربی و استفاده از چشمه های استاندارد است. با توجه به مشکل دسترسی به چشمه های استاندارد و در عین حال زمان بر بودن این روش، استفاده از روش شبیه سازی برای تخمین بازده آشکارساز که در زمان کم و با دقت خوب همراه است، ارزشمند است. در این پژوهش، شبیه سازی مونت- کارلو برای به دست آوردن ضخامت لایه مرده و بازدهی قله تمام- انرژی آشکارساز HPGe با استفاده از کد کامپیوتری MCNPX انجام شد. برای این کار چشمه های مختلف را در فاصله های مشخص از آشکارساز قرار داده و طیف‎های تجربی به دست آمده ذخیره شدند. سپس طیف حاصل از چشمه ها مطابق با وضعیت و شرایط آزمایشگاه، با استفاده از کد شبیه سازی شدند. در اجرای اولیه، کل حجم بلور ژرمانیوم به عنوان حجم فعال آشکارساز در نظر گرفته شد و با این فرض طیف به دست آمده از محاسبات انجام شده با طیف تجربی مقایسه گردید. مقایسه طیف محاسبه شده با طیف حاصل از آزمایش اختلاف قابل توجهی را نشان می داد. پس از آن، سعی شد با ایجاد تغییرات اندک در ضخامت لایه مرده آشکارساز (در حدود چندین صدم میلی متر) در برنامه شبیه سازی و برازش منحنی شبیه سازی شده با منحنی تجربی، حجم فعال بلور مشخص شود که به این ترتیب یک لایه مرده به ضخامت mm 57/0 برای لایه مرده آشکارساز به دست آمد. سپس با لحاظ کردن این ضخامت لایه مرده در برنامه شبیه سازی بازده قله تمام- انرژی برای انرژی های مختلف و فاصله های مختلف چشمه تا آشکارساز به هر دو روش تجربی و شبیه سازی تعیین شدند که مطابقت خوبی داشتند. بنابراین می‎توان گفت با استفاده از کد MCNP و لحاظ کردن مشخصات دقیق سیستم اندازه گیری در برنامه ورودی کد می‎توان بازده یک آشکارساز HPGeرا در شرایط مختلف هندسه نمونه- آشکارساز با دقت خوبی بدون نیاز به انجام آزمایش محاسبه کرد.