Sonlu ortamlarda bir veya daha çok saçılma yapmış gammaların Monte Carlo yöntemiyle izlenmesi

Abstract

ÖZET Cs-137 (0.661 MeV), Na-22 (0.511 MeV, 1.275 MeV) ve Co-60 (1.173 MeV, 1.332 MeV) standart noktasal gamma kaynaklarının, çeşitli büyüklükte küre ve silindir geometrili parafin ortamların geometrik merkezine yerleştirilmesiyle elde edilen sistemlerden, bir veya birkaç kez saçılma yaparak kaçan gammaların enerji spektrumları, hem deneysel olarak hem de Monte Carlo benzetişim yöntemi ile elde edilmiştir. Çalışmanın ilk aşaması deneysel olarak yürütülmüştür. Deneyde, Canberra MCA serisi 8192 kanallı çok kanallı analizör ve gerekli elektronik donanımı ile birlikte 2-2 inch'lik Nal (Tl) detektörü kullanılmıştır. Sistemden kaçan gammaların toplam spektrumu elde edilmiştir. Toplam spektrumdan aynı fotopik alanına sahip cevap fonksiyonu çıkartılarak bir veya birkaç kez saçılmış gammaların spektrumları elde edilmiştir. İkinci aşamada, deney düzeneği aynen taklit edilerek Monte Carlo benzetişim yöntemi uygulanmıştır. Kaynaktan yayınlanan gamma, önce parafin ortam içinde takip edilmiş; saçılarak veya saçılmadan ortamı terk eden gammalardan detektöre girenler, detektör ortamında da izlenip toplam spektrum elde edilmiştir. Deneyde olduğu gibi, aynı büyüklükte fotopik alanı oluşuncaya kadar saçılmamış gamma, detektör içinde takip edilmiştir. Elde edilen spektrum, toplam spektrumdan çıkartılarak, bir veya birkaç kez saçılma yapmış gammaların spektrumu, Monte Carlo benzetişim yöntemiyle elde edilmiştir. Deneysel olarak ve Monte Carlo benzetişim yöntemi ile elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Sonuçların büyük bir oranda uyum sağladığı görülmüştür. iv

ABSTRACT We obtain the energy spectra of the gamma rays escaping, after one or more scatterings, from the cylindrical or spherical shaped paraffin blocks, within their centres Cs-137 (0.661 MeV), Na-22 (0.511 MeV, 1.275 MeV) and Co-60 (1.173 MeV, 1.332 MeV) sources. We use a 2 »2` Nal(Tl) detector, together with the necessary electronical equipments and a Canberra MCA series 8192 multi-channel analyser. We observe the total spectra of gamma rays escaping from the system. We obtain the spectra of one or more scattered gamma rays, subtracting the response functions with same photopeak area, from the total spectra. We simulate the experimental setup with a Monte Carlo computer program. We follow the gamma rays, emitted from source, within the paraffin blocks first. Then the gamma rays escaping from paraffin blocks and entering to the detector are followed in the detector. We determine the spectra similar to experimental results by counting the energies left in the detector. We compare the experimental and the Monte Carlo results and observe very good similarities.