Get a site

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :فیزیک

گرایش :هسته ­ای

عنوان : تعیین تابع پاسخ غیر­خطی آشکارسازهای ۲ اینچی و ۳ اینچی CsI(Tl)

دانشگاه نیشابور

دانشکده علوم پایه

گروه فیزیک

پایان نامه ­ی دوره کارشناسی ارشد

(فیزیک هسته­ای)

 

موضوع:

تعیین تابع پاسخ غیر­خطی آشکارسازهای ۲ اینچی و ۳ اینچیCsI(Tl)

اساتید راهنما: دکتر محمود سخائی

دکتر علیرضا وجدانی نقره­ئیان

 

استاد مشاور:

دکتر عطیه ابراهیمی خانکوک

 

اسفند ۱۳۹۳

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

فصل اول. ۱

۱-۱مقدمه. ۲

فصل دوم  (کلیات فیزیکی آشکارسازها( ۷

۲-۱                   مقدمه.. ۸

۲-۲                   برهمکنش تابش با ماده ۸

۲-۳                   برهمکنش ذرات باردار. ۹

۲-۳-۱برهمکنش‌های کولنی.. ۹

۲-۳-۲گسیل تابش الکترومغناطیسی (تابش ترمزی). ۱۰

۲-۴                   برهمکنش فوتون با ماده ۱۱

۲-۴-۱اثر فوتوالکتریک… ۱۲

۲-۴-۲پراکندگی کامپتون. ۱۳

۲-۴-۳تولید زوج.. ۱۵

۲-۵                   اصول پایه در آشکارسازی تابش…. ۱۶

۲-۶                   آشکارسازهای سوسوزن. ۱۷

۲-۷                   لامپ تکثیر کننده ی فوتونی.. ۱۸

۲-۸                   پیش تقویت کننده ۲۰

۲-۹                   تقویت کننده ۲۱

۲-۱۰تحلیلگر چند کاناله. ۲۱

فصل سوم ) اصول آشکارسازهای سوسوزن و آشنایی با روش مونت‌کارلو و کد (MCNPX.. 22

۳-۱                   مقدمه. . ۲۳

۳-۲                   لومینسانس…. ۲۴

۳-۳                   فلوئورسانس و فسفرسانس…. ۲۴

۳-۴                   سوسوزن‌ها ۲۴

۳-۵                   سوسوزن‌های غیرآلی.. ۲۵

۳-۶                   فرایند سوسوزنی در مواد غیر آلی.. ۲۵

۳-۷                   آشکارساز CsI، به‌عنوان یک سوسوزن غیرآلی.. ۲۷

۳-۸                   روش مونت کارلو و استفاده از کد MCNPX.. 28

۳-۸-۱منشأ روش مونت کارلو. ۲۸

۳-۹                   روش مونت کارلو. ۲۹

۳-۱۰اساس روش محاسبه. ۲۹

۳-۱۱ کد MCNPX   ۳۰

۳-۱۱-۱  استفاده از کد. ۳۰

۳-۱۱-۲  کارت سلول. ۳۳

۳-۱۱-۳  کارت سطوح.. ۳۴

۳-۱۱-۴  کارت داده ۳۵

۳-۱۱-۵  کارت نوع مسأله (MODE) 35

۳-۱۱-۶  کارت اهمیت (IMP) 36

۳-۱۱-۷  چشمه. ۳۶

۳-۱۲انواع خروجی استاندارد (تالی ها). ۳۷

۳-۱۳ تالی F8    ۳۷

۳-۱۴ متغیر GEB.. 38

فصل چهارم  (طیف سنجی پرتوهای گاما به وسیله ی آشکارسازهای ۲ و ۳ اینچی (CsI(Tl) 40

۴-۱                   مقدمه. . ۴۱

۴-۲                   اندازه گیری طیف چشمه های تک انرژی گاما ۴۱

۴-۳                   کالیبراسیون. ۴۲

۴-۴                   طیف مشخصه. ۴۵

۴-۵                   FWHM (تمام پهنا در نیم ارتفاع). ۴۷

۴-۶                   ضرایب GEB.. 49

۴-۷                   شبیه سازی طیف ها به وسیله ی کد MCNPX.. 52

۴-۷-۱مقایسه ی طیف های شبیه سازی شده با طیف های تجربی.. ۵۲

۴-۸                   تابع پاسخ در محدوده ی فوتوپیک… ۵۷

۴-۸-۱مقایسه ی توابع پاسخ تجربی و محاسباتی.. ۵۷

۴-۹                   اندازه ی بلور سوسوزن. ۶۰

۴-۹-۱تأثیر ابعاد سوسوزن بر تابع پاسخ.. ۶۰

۴-۹-۲سهم قله ها در طیف ها ۶۳

فصل پنجم ) بحث و نتیجه گیری(.. ۶۴

۵-۱                   مقایسه ی طیف های تجربی و شبیه سازی شده در انرژی های پایین.. ۶۵

۵-۲                   مقایسه ی طیف های تجربی و شبیه سازی شده در انرژی های بالا. ۶۶

۵-۳                   مقایسه ی توابع پاسخ نظری و تجربی.. ۶۶

۵-۴                   بررسی اثر ابعاد بلور سوسوزن بر تابع پاسخ.. ۶۶

۵-۵                   مقایسه ی FWHM… 67

۵-۶                   سهم هر قله در کل طیف ( ). ۶۷

منابع: ۶۹

فهرست شکل‌ها

شکل ‏۱‑۱: طیف نوعی آشکارساز سوسوزن در (الف) انرژی بالا و (ب) انرژی پایین.. ۴

شکل ‏۲‑۱: مسیر ذره سنگین و مسیر ذرات سبک درون ماده ۱۰

شکل ‏۲‑۲: اثر فوتوالکتریک… ۱۲

شکل ‏۲‑۳: تک قله با انرژی جنبشی کل متناظر با انرژی پرتوی گامای فرودی.. ۱۳

شکل ‏۲‑۴: وابستگی سطح مقطع کامپتون به (الف) عدد اتمی ماده پراکننده و (ب) انرژی فوتون فرودی.. ۱۴

شکل ‏۲‑۵: توزیع انرژی الکترون مربوط به پدید ه ی کامپتون ۱۵

شکل ‏۲‑۶: وابستگی سطح مقطع تولید زوج به (الف) عدد اتمی ماده پراکننده و (ب) انرژی فوتون فرودی.. ۱۶

شکل ‏۲‑۷: طرح‌واره آشکارساز سوسوزن و الکترونیک آن. ۱۸

شکل ‏۲‑۸: طرحی از لوله تکثیر کننده ی فوتونی.. ۱۹

شکل ‏۳‑۱: نمایش ترازهای انرژی مجاز در سوسوزن غیر آلی ۲۶

شکل ‏۳‑۲: کارت سلول در شبیه سازی.. ۳۴

شکل ‏۳‑۳: کارت سطوح در شبیه سازی یدور سزیم. ۳۵

شکل ‏۳‑۴: مثالی از تعریف چشمه در MCNP. 37

شکل ‏۳‑۵: نمونه ای از فایل متنی برای شبیه سازی آشکارساز. ۳۹

شکل ‏۴‑۱: خروجی MCA ( شمارش ها برحسب کانال). ۴۳

شکل ‏۴‑۲: منحنی کالیبراسیون آشکارساز ۲ اینچی.. ۴۴

شکل ‏۴‑۳: منحنی کالیبراسیون آشکارساز ۳ اینچی.. ۴۴

شکل ‏۴‑۴: طیف زمینه ثبت شده بوسیله ی آشکارساز ۳ اینچی.. ۴۶

شکل ‏۴‑۵: طیف سدیم-۲۲ بهمراه زمینه حاصل از آشکارساز ۳ اینچی.. ۴۶

شکل ‏۴‑۶: طیف مشخصه ی سدیم-۲۲ حاصل از آشکارساز ۳ اینچی.. ۴۷

شکل ‏۴‑۷: فوتوپیک گاوسی به همراه زمینه. ۴۸

شکل ‏۴‑۸: فوتوپیک گاوسی.. ۴۹

شکل ‏۴‑۹: منحنی برازش FWHM برای آشکارساز ۲ اینچی.. ۵۰

شکل ‏۴‑۱۰: منحنی برازش FWHM برای آشکارساز ۳ اینچی.. ۵۰

شکل ‏۴‑۱۱: طیف کبالت-۶۰ حاصل از شبیه سازی آشکارساز CsI. 51

شکل ‏۴‑۱۲:مقایسه طیف های تجربی و شبیه سازی آشکارساز ۲ اینچی برای چشمه Co60. 53

شکل ‏۴‑۱۳:مقایسه طیف های تجربی و شبیه سازی آشکارساز۲ اینچی برای چشمه Cs137. 53

شکل ‏۴‑۱۴:مقایسه طیف های تجربی و شبیه سازی آشکارساز ۲ اینچی برای چشمه Na22. 54

شکل ‏۴‑۱۵:مقایسه طیف های تجربی و شبیه سازی آشکارساز ۲ اینچی برای چشمه Zn65. 54

شکل ‏۴‑۱۶:مقایسه طیف های تجربی و شبیه سازی آشکارساز ۳ اینچی برای چشمه Co60. 55

شکل ‏۴‑۱۷:مقایسه طیف های تجربی و شبیه سازی آشکارساز ۳ اینچی برای چشمه Cs137. 55

شکل ‏۴‑۱۸: مقایسه طیف های تجربی و شبیه سازی آشکارساز ۳ اینچی برای چشمه Na22. 56

شکل ‏۴‑۱۹: مقایسه طیف های تجربی و شبیه سازی آشکارساز ۳ اینچی برای چشمه Zn65. 56

شکل ‏۴‑۲۰: مقایسه‏ی تابع پاسخ تجربی و محاسباتی آشکارساز۲ اینچی برای انرژی keV 511 Zn-65. 57

شکل ‏۴‑۲۱: : مقایسه‏ی تابع پاسخ تجربی و محاسباتی آشکارساز۲ اینچی برای انرژی keV 1115Zn-65 58

شکل ‏۴‑۲۲: : مقایسه‏ی تابع پاسخ تجربی و محاسباتی آشکارساز۲ اینچی برای انرژی keV 1173 Co-60. 58

شکل ‏۴‑۲۳: مقایسه‏ی تابع پاسخ تجربی و محاسباتی آشکارساز۲ اینچی برای انرژی keV 1332 Co-60. 59

شکل ‏۴‑۲۴: مقایسه‏ی تابع پاسخ تجربی و محاسباتی آشکارساز۲ اینچی برای انرژی keV 1275 Na-22. 59

شکل ‏۴‑۲۵: مقایسه‏ی تابع پاسخ تجربی و محاسباتی آشکارساز۲ اینچی برای انرژی keV 662 Cs-137. 60

شکل ‏۴‑۲۶: مقایسه طیف ۱۳۷-Cs ثبت شده با هر دو آشکارساز. ۶۱

شکل ‏۴‑۲۷: مقایسه طیف ۲۲-Na ثبت شده با هر دو آشکارساز. ۶۱

شکل ‏۴‑۲۸: مقایسه طیف ۶۵-Zn ثبت شده با هر دو آشکارساز. ۶۲

شکل ‏۴‑۲۹:مقایسه طیف ۶۰-Co ثبت شده با هر دو آشکارساز. ۶۲

چکیده

تعیین تابع پاسخ آشکارسازها همواره یکی از ملزومات استفاده از آشکارسازهای پرتوی گاماست. با توجه به اینکه خصوصیت‌های آشکارسازهای سوسوزن با یکدیگر متفاوت است و با توجه به تأثیر ساختمان آشکارساز بر طیف، لازم است که برای هر آشکارساز، تابع پاسخ آن معین شود. پاسخ آشکارساز به انرژی فرودی بر آن نیز وابسته است. علاوه بر انرژی پرتوی فرودی، تابع پاسخ به جنس و ابعاد آشکارساز نیز بستگی دارد. در این پایان‌نامه، تابع پاسخ غیرخطی آشکارسازهای ۲ و ۳ اینچی CsI(Tl) به‌منظور فراهم آوردن امکان تحلیل طیف گاماهای حاصل از آشکارساز و بررسی اثر ابعاد آشکارساز بر تابع پاسخ آن تعیین‌شده است. پس از انجام آزمایش طیف‌نگاری گاماهای چشمه‌های استاندارد، مقادیر FWHM و سپس ضرایب پهن‌شدگی گاوسی (GEB) محاسبه‌شده‌اند تا با بهره گرفتن از آن در تالی F8 کد مونت‌کارلوی MCNPX، بتوان توابع پاسخ آشکارساز را شبیه‌سازی کرد. چشمه‌های استانداردی که طیف‌های آن‌ها هم به روش تجربی و هم به روش محاسباتی به‌دست‌آمده‌اند عبارت‌اند از: Co60، Cs137، Na22 و Zn65. طبق این پژوهش، نتایج حاصل از شبیه‌سازی به‌وسیله‌ی کد MCNPX 2.6 توافق خوبی با داده‌های تجربی دارند.

واژه‌های کلیدی: آشکارساز CsI، تابع پاسخ، کد MCNP، پهن‌شدگی گاوسی انرژی

فصل اول

۱-۱    مقدمه

استفاده از یدور سدیم فعال‌شده با ناخالصی تالیم از سال ۱۹۴۸ میلادی توسط هافشتادتر[۱] به‌عنوان ماده سوسوزن، سرمنشأ تحولات جدیدی در طیف‌سنجی گاما شد. این ماده سوسوزن به‌عنوان آشکارساز، بازده بالایی برای آشکارسازی پرتوی گاما و قدرت تفکیک انرژی مناسبی برای جداسازی مشارکت چشمه‌های گامای چند انرژی دارد.

سوسوزن NaI(Tl)، اولین ماده‌ی جامدی است که برای طیف‌سنجی فوتون‌های گاما مورداستفاده قرار گرفت. علت استفاده‌ی گسترده از این سوسوزن، خروجی نوری بسیار خوب، خطی بودن و عدد اتمی بالای عنصر ید موجود در آن است. بازده بالا، قیمت پایین و کاربری آسان، تحلیلگران را برای استفاده از آشکارسازهای سوسوزن جهت کار اسپکترومتری گاما جذب کرده است [۱].آشکارسازی پرتوی گاما، منوط به انجام برهمکنش با ماده آشکارساز و انتقال همه یا بخشی از انرژی گاما در آن است. فوتون‌های گامای اولیه، نامرئی هستند و درواقع آنچه آشکارسازی می‌شود الکترون‌های سریع خلق‌شده در برهمکنش‌ها هستند. در این پژوهش برای طیف‌سنجی گاما و بررسی اهداف از سوسوزن CsI(Tl) استفاده‌شده است.

یک آشکارساز جهت طیف‌سنجی دو وظیفه به عهده دارد:

  1. به‌عنوان یک محیط تبدیل عمل می‌کند که در آن فوتون‌های گامای فرودی، واکنش‌هایی با ماده آشکارساز انجام دهند که منجر به تولید یک یا چند الکترون سریع شود.
  2. الکترون‌های ثانویه تولیدشده را آشکار کند [۲].

تعداد صفحه : ۸۲

قیمت : ۱۴۷۰۰تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        *       [email protected]

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

 

[add_to_cart id=153738]

—-

پشتیبانی سایت :       

*