Fosfor-sandviç tipi dedektör sisteminin toplam gama verimi için modellenen Geant4 tabanlı GATE simülasyonu

Abstract

Fosfor-sandviç (phosphor-sandwich ya da phoswich) (PW) tipi dedektör sistemleri nükleer fizikde aynı anda birden fazla radyasyon çeşidini ölçebilen dedektör sistemleridir. Bu dedektörlerin düşük aktiviteli çevresel radyasyon ölçümlerinde kullanılmasının yanında günümüzde üç veya iki katmanlı olarak yapılan bu dedektörler medikal görüntülemede, nükleer santrallerin ve nükleer kazalar sonrası çevresel güvenliğin sağlanmasında da kullanılmaktadır. Bu tip dedektör sistemleri birden fazla radyasyon çeşidini aynı anda ölçebilmesinin yanında PARIS gibi büyük dedektör sistemlerinde olduğu gibi farklı enerji aralığındaki gama radyasyonlarını ayıredebilmek için de kullanılırlar. Bu kadar geniş bir kullanım alanına sahip olan PW tipi dedektör sistemlerinin kalibrasyonları için gerekli olan verimlilik eğrileri; deneysel, ampirik, analitik ve Monte Carlo (M.C) gibi dört farklı yolla tespit edilebilir. Bu çalışmada Geant4 tabanlı çalışan GATE simülasyon programında silindir şeklinde NaI(Tl) ve CaF2(Eu) sintilasyonlarını içeren phoswich dedektör sistemi modellenerek verimlilik değerleri ve toplam gama verimliliği eğrisinin fit parametreleri bulunmuştur. Phoswich dedektör sisteminin toplam gama verimi 50 keV’den 3000 keV’e kadar farklı enerjilerde izotropik olarak foton yayımlayan nokta ve disk şeklindeki radyoaktif kaynaklar için elde edilmiştir. Ayrıca bu sonuçlar literatürde ki sonuçlarla karşılaştırılmış ve sonuçların birbirleri ile uyumlu olduğu gözlenmiştir.