استفاده از کد ترابرد نور PHOTRACK و کارت PTRAC کد MCNPX در شبیه‌سازی پاسخ آشکارساز سوسوزن یدورسدیم به چشمه تک‌انرژی گاما

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد

2 عضو هیات علمی دانشگاه دامغان

3 استادیار پژوهشی دانشگاه صنعتی مالک اشتر

4 استادیار دانشکده فیزیک دانشگاه دامغان

چکیده

در این مقاله جزئیات شبیه‌سازی پاسخ سوسوزن غیرآلی یدورسدیم وقتی در معرض چشمه تک‌انرژی گامای سزیم 137 قرار گرفته است بیان می‌شود که بر اساس آن، انباشت انرژی در سوسوزن، توسط کارت PTRAC کد مونت‌کارلوی چندمنظوره MCNPX و ترابرد نور سوسوزنی توسط کد PHOTRACK و بصورت یک برنامه پس پردازش نجام می‌شود. به منظور مقایسه نتایج شبیه‌سازی با تجربی، یک پهن‌شدگی اضافی به طیف شبیه‌سازی اضافه (یا پیچش) می‌شود تا اثرات ناشی از حضور لامپ تکثیرکننده نوری و پدیده آماری گسیل نور سوسوزن و نظایر آن لحاظ گردد. محاسبه برد ذرات ثانویه در سوسوزن که برای محاسبه و بهینه‌سازی اندازه حجمک‌های موردنیاز بکار می‌رود، بخش مهمی از مقاله را شامل می‌شود. همچنین اثر دیواره بر روی تابع‌پاسخ که ناشی از توقف الکترونهای ثانویه در مرز سوسوزن است، محاسبه شده است. مقایسه بین داده‌های تجربی و شبیه‌سازی پژوهش حاضر، همخوانی خوبی را نشان می‌دهد. با استفاده از نتایج پژوهش حاضر، محاسبات مشابهی را می‌توان برای بدست آورد پاسخ آشکارساز سوسوزن یدور سدیم به چشمه گامای با طیف انرژی نیز انجام داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Light-transport incorporation to MCNP’s PTRAC card for modelling sodium iodide scintillator response to gamma rays

نویسندگان [English]

  • Habibeh Ghahremanloo 1
  • Nima Ghal-Eh 2
  • Gholam Reza Etaati 3
  • Mojtaba Tajik 4
چکیده [English]

The paper presents the detailed procedure for generating the response function of sodium iodide scintillation detector when exposed to mono-energetic gamma rays of Cs-137 source. The deposition energies of incident gamma rays within the scintillator are calculated using the PTRAC card of the multi-purpose Monte Carlo code, MCNPX, whilst the scintillation light transport simulation is undertaken with PHOTRACK code as a post-processing program. Finally, an extra broadening corresponding to the presence of multiplier tube (PMT) and the statistical fluctuations of scintillation light emission is utilized to produce a simulated response function that is comparable with experimental pulse-height distribution of the NaI(Tl) detector. The so-called wall (or edge) effect has been evaluated to incorporate the partial energy deposition of secondary electrons at the scintillator boundaries. Similar simulations can be performed to model the response of sodium iodide (and other inorganics) scintillator to the gamma-ray sources with an energy spectrum as well.

کلیدواژه‌ها [English]

  • NaI(Tl) scintillator
  • PTRAC
  • MCNPX
  • PHOTRACK