Mô phỏng hệ đầu dò gamma triệt Compton bằng phương pháp Monte Carlo

Châu Thành Tài * , Trần Thiện Thanh , Châu Văn Tạo , Võ Công Phát và Phạm Ngọc Sơn

* Tác giả liên hệ (cttai@hcmus.edu.vn)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Ngày nhận bài: 04-03-2020
Ngày duyệt đăng: 29-06-2020
Ngày xuất bản: 29-06-2020
Title: Simulation for Compton suppression gamma-ray spectrometer by using Monte Carlo method
DOI: 10.22144/ctu.jsi.2020.100
Lượt xem
66
Downloads
70
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC
Trích dẫn
Tài, C. T., Thanh, T. T., Tạo, C. V., Phát, V. C., & Sơn, P. N. (2020). Mô phỏng hệ đầu dò gamma triệt Compton bằng phương pháp Monte Carlo. Tạp chí Khoa học Đại học cần Thơ, 56(CĐ Tự nhiên), 127-133. https://doi.org/10.22144/ctu.jsi.2020.100
Số báo
Tập. 56 Số. CĐ Tự nhiên (2020)
Chuyên mục
Tự nhiên

Abstract

In this study, two simulation toolkits including Geant 4 and MCNP-CP are used to investigate the configuration of the Compton suppression spectrometer at Nuclear Research Institute. The Compton suppression system consisting of 12 bismuth germanate (BGO) scintillation crystals surrounding one HPGe detector is used to reduce background from Compton scattering. The simulation results illustrate the good suitability between response functions for point source with each radioisotope such as Na-22, Co-60 and Cs-137. Moreover, the difference between the full-energy peak efficiency of two simulation toolkits is less than 1%. This research gives the initial results to optimize the configuration of Compton suppression system and to compare with experimental data in the future.
Keywords: Anti-coincidence, BGO, Compton suppression spectrometer, Geant 4, HPGe, MCNP-CP

Tóm tắt

Trong công trình này, chương trình mô phỏng Geant 4 và MCNP-CP được sử dụng để mô hình hóa hệ phổ kế triệt Compton tại Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt. Hệ phổ kế bao gồm 12 tinh thể nhấp nháy Bisthmuth Germanate (BGO) đặt xung quanh HPGe được sử dụng để giảm phông từ tán xạ Compton. Kết quả mô phỏng cho thấy có sự phù hợp tốt của hàm đáp ứng của nguồn phóng xạ dạng điểm đối với các đồng vị Na-22, Co-60 và Cs-137. Hơn nữa, hiệu suất đỉnh năng lượng toàn phần được so sánh giữa hai chương trình với độ sai biệt dưới 1%. Nghiên cứu này là kết quả ban đầu trong việc tối ưu hóa cấu hình của hệ đo và so sánh với kết quả thực nghiệm trong tương lai.
Từ khóa: BGO, Geant 4, HPGe, hệ đầu dò triệt Compton, MCNP-CP, phản trùng phùng

Article Details

Tài liệu tham khảo

Agostinelli, J. Allison, K. Amako,et al.,2003.GEANT4-a simulation toolkit. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A. 506:250-303.

Al-Azmi, 2008. Simplified slow anti-coincidence circuit for Compton suppression systems. Applied Radiation and Isotopes Vol 66: 1108-1116

Anderson and W. C. Cunningham, 2008. Compton suppression spectrometry for analysis of short-lived neutron activation products in foods. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 276: 23-28.

Berlizov, 2006. MCNP-CP: A Correlated Particle Radiation Source Extension of a General Purpose Monte Carlo N-Particle Transport Code. ACS Symposium Series 945:183-194.

Cho, Y. S. Chung and Y. J. Kim, 2005. Study on prompt gamma-ray spectrometer spectrometer using Compton suppression system. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B 229:499-507.

Hai, P.D. Khang, N. N. Dien, V.H. Tanand N. D. Hoa, 2013.A simple configuration setup for compton suppression spectroscopy. arXiv preprint arXiv:1306.4110.

Harbottle and J. B. Cumming, 1994. Performance and promise of the Compton suppression well counter. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A353:503-507.

Kapsimalis, S. Landsberger andN. Reguigui, 2009. Measurement of uranium in small quantities in phosphates by use of γ-ray spectrometry and the 1001 keV peak of Pa-234m. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 280:293-298.

Landsberger andS. R. Biegalski, 2005. Use of coincident and non-coincident gamma-rays in Compton suppression neutron activation analysis. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 263(3):817-821.

Mauerhofer, U. Tharun, H. O. Denschlag, R. Schmidt and J. V. Kratz, 1996. A Compton suppression spectrometer for neutron activation analysis. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A371:465-471.

Stover and G. Lamaze, 2005. Compton Suppression for neutron activation analysis applications at the National Institute of Standards and Technology (NIST). Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B. 241:223-227.