Методика моделирования детектора HPGE на основе кристалла из особо чистого германия с помощью метода Монте-Карло

Автор: Попов Ю.А., Прозорова Ирина Валентиновна, Прозоров А.А.

Журнал: Научное приборостроение @nauchnoe-priborostroenie

Рубрика: Физика приборостроения

Статья в выпуске: 2 т.30, 2020 года.

Бесплатный доступ

Предметом исследования является методика (принципы) построения модели детектора гамма-излучения на основе кристалла из особо чистого германия. Для исследования по методу Монте-Карло созданы компьютерные модели двух разных по эффективности детекторов, имитирующие процесс регистрации гамма-излучения в объеме кристалла с учетом основных процессов, протекающих в кристалле детектора. Получены результаты сравнения расчетной эффективности отклика детекторов и их моделей, построенных по одной методике, но с разными входными параметрами. Установлена успешная с точки зрения эффективности регистрации схема построения модели детектора, определены геометрические параметры основных элементов детектора. Развитие такого подхода позволяет создавать модели детекторов на основе особо чистого германия с помощью стандартной процедуры. Результаты исследования будут полезны при разработке гамма-спектрометров или их калибровке перед началом использования.

Еще

Детектор, гамма-спектрометр, спектрометрия, компьютерная модель, метод монте-карло

Короткий адрес: https://sciup.org/142223745

IDR: 142223745   |   DOI: 10.18358/np-30-2-i4050

Список литературы Методика моделирования детектора HPGE на основе кристалла из особо чистого германия с помощью метода Монте-Карло

  • Knoll G.E. Radiation detection and measurement, 3rd ed., NY: Wiley, 2000. 802 p.
  • Rahman M.S., Cho G. HPGe detector energy response function calculation up to 400 keV based on Monte Carlo code // Journal of scientific research. 2010. Vol. 2, iss. 3. P. 479-483. DOI: 10.3329/jsr.v2i3.4668
  • Lepy M.C, Plagnard J., Ferreux L. Study of the response function of aHPGe detector for low-energy X-rays // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. Section A. 2003. Vol. 505, iss. 1-2. P. 290-293. DOI: 10.1016/S0168-9002(03)01071-4
  • Kojim Y., Ikuta T., Asai M., Taniguchi A., Shibata M., Yamamoto H., Kawade K. Measurement of response functions of HPGe detectors for monoenergetic electrons and positrons in an energy range of 6.0-9.0 MeV // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. Section B. 1997. Vol. 126, iss. 1-4. P. 419-422. DOI: 10.1016/S0168-583X(98)80002-5
  • Conti C.C., Salinas I.C.P., Zylberberg H.A. Detailed procedure to simulate an HPGe detector with MCNP // Progress in Nuclear Energy. 2013. Vol. 66. P. 35-40. DOI: 10.1016/j.pnucene.2013.03.003
  • Santo A.E.S., Wasserman F.G., Conti C.C. HPGe well detector calibration procedure by MCNP5 Monte Carlo computer code // Ann. Nucl. Energy. 2012. Vol. 46. P. 213-217.
  • DOI: 10.1016/j.anucene.2012.03.037
  • Nakamura T., Suzuki T. Monte Carlo calculation of peak efficiencies of Ge(Li) and pure Ge detectors to voluminal sources and comparison with environmental radioactivity measurement // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1983. Vol. 205, iss. 1-2. P. 211-218.
  • Conti L.L., Bacnett LA., Bertelli L., Lopes K.L. Ge detectors calibration procedure at IRD/CNEN for in situ measurement // Proceedings of II International Symposium on Technologically Enhanced Natural Radiation (II TENR). Rio de Janeiro, 1999. P. 55-63. URL: https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/33/016/33016249.pdf?r=1&r=1
  • Moreira M.C.F., de Carvalho Conti C., Schirru R. A new Nal(Tl) four-detector layout for field contamination assessment using artificial neural networks and the Monte Carlo method for system calibration // Nucl. Instruments Methods Phys. Res. Sec A. 2010. Vol. 621, iss. 1-3. P. 302-309.
  • DOI: 10.1016/j.nima.2010.04.027
  • Salgado C.M., Conti C.C, Becker P.H. Determination of HPGe detector response using MCNP5 for 20-150 keV X-rays // Appl. Radiat. Isot. 2006. Vol. 64, iss. 6. P. 700-705.
  • DOI: 10.1016/j.apradiso.2005.12.011
  • Дирнли Дж., Нортроп Д. Полупроводниковые счетчики ядерных излучений. М.: Мир, 1966. 311 с.
  • Портной А.Ю., Павлинский Г.В., Горбунов М.С., Сидорова Ю.И. Об особенностях фона, обусловленных переносом и сбором электронов в Si-детекторе // Научное приборостроение. 2011. Т. 21, № 4. С. 145-150. URL: http://iairas.ru/mag/2011/abst4.php#abst18
  • MCNP - A general Monte Carlo n-particle transport code. Version 5. Vol. I: Overview and theory. Los Alamos National Laboratory, 2003 (revised 2008). URL: https://mcnp.lanl.gov/pdf_files/la-ur-03-1987.pdf
  • MCNP - A General Monte Carlo N-particle Transport Code. Version 5. Vol. II: User's guide. Los Alamos National Laboratory. 2003 (revised 2008). URL: https://mcnp.lanl.gov/pdf_files/la-ur-03-1987.pdf
Еще
Статья научная