تعیین و اندازه‌گیری پارامترهای مؤثر بر بازدهی یک سیستم آلفا اسپکترومتری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی (کاربردی)

نویسندگان

1 پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران، ایران

2 استادیار گروه مهندسی پزشکی، دانشکده مهندسی برق کامپیوتر و پزشکی، دانشگاه شهاب دانش، قم ایران.

3 استادیار، پژوهشکده کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، تهران، ایران.

10.48301/kssa.2023.389428.2477

چکیده

طیف‌سنجی ذره آلفا یک روش اندازه‌گیری است که کاربردهای عملی زیادی در زمینه های مختلف مانند اندازه‌گیری داده‌های واپاشی هسته‌ای، مطالعات زمین شناسی یا اندازه‌گیری سطوح پایین اکتیویته در محیط پیدا کرده است. در تمام این اندازه‌گیری‌ها تعیین مقدار بازده آشکارسازی از اهمیت بالایی برخوردار است بطوریکه بدون آن اندازه‌گیری کمّی امکان‌پذیر نخواهد بود. عوامل متعددی بر بازده آشکارسازی تأثیرگذار هستند. هدف از این تحقیق اندازه‌‌گیری تغییرات بازده آشکارسازی نسبت به انرژی ذرات آلفا، فاصله نمونه از آشکارساز و اندازه ابعاد آشکارساز است. برای این منظور، بازدهی یا بازده آشکارسازی برای انرژی‌‌های مختلف رادیونوکلید 241Am، 239Pu و 244Cm ، فواصل 2 تا 52 میلی‌‌متری نمونه تا آشکارساز و اندازه‌‌های مختلف آشکارساز (mm2 450 و mm2 600) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج اندازه‌‌گیری نشان دادند که بازدهی سیستم آلفا اسپکترومتری با تغییر فاصله چشمه تا آشکارساز از 2 میلی‌‌متر به 2/5 سانتی‌‌متر حدود 20 برابر کاهش می‌‌یابد در حالیکه بازدهی به انرژی ذرات آلفا وابسته نیست (حداکثر تغییرات 11 درصد). همچنین اختلاف شمارش چشمه در دو زمان متفاوت و برای دو آشکارساز مختلف حدود 1 و 2/1 درصد بدست آمد که نشان دهنده پایداربودن سیستم می‌‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Determination and measurement of parameters affecting the efficiency of an alpha spectrometry system

نویسندگان [English]

  • Hassan Ranjbar 1
  • Mohammad Reza Yazdani 2
  • Mohsen Mehrabi 3
1 Nuclear Fuel Cycle Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, Department of Electrical Computer and Medical Engineering, Shahab Danesh University, Qom, Iran.
3 Assistant Professor, Radiation Application Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Alpha particle spectroscopy is a measurement method that has found applied applications in several fields such as measuring nuclear decay data, geological studies or measuring low levels of activity in the environment. In all these measurements, determining the value of detection efficiency is very important, so that without it, quantitative measurement will not be possible. Several factors affect the detection efficiency. The purpose of this study is to measure the changes in detection efficiency with respect to of alpha particle energy, sample to detector distance and detector size. For this purpose, the efficiency of detection for different energies of 241Am, 239Pu, 244Cm, different sample-to-detector distances (2 to 52 mm) and different detector sizes (450 and 600 mm2) were investigated. The measurement results showed that the detection efficiency is reduced by about 20 times by changing the distance from the source to the detector from 2 mm to 5.2 cm while efficiency is not dependent on the energy of alpha particles (maximum variation of 11%). Also, the difference in source count in two different times and for two different detectors was about 1 and 1.2 percent, which indicates the stability of the system.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Alpha-Spectrometry Efficiency
  • Am-241
  • Pu-239
  • Cm-244
  • Alpha Spectrometry

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 17 اردیبهشت 1402
  • تاریخ دریافت: 21 اسفند 1401
  • تاریخ بازنگری: 26 فروردین 1402
  • تاریخ پذیرش: 16 اردیبهشت 1402