Optimalizace měření HPGe detektorem s velmi nízkým pozadím pro dosažení nízkých hodnot MDA

Abstract

Diplomová práce se zabývá optimalizací měření polovodičovými HPGe detektory s velmi nízkým pozadím a o vysoké relativní účinnosti pro dosažení nízkých hodnot MDA. Tato práce byla vypracována na Oddělení spektrometrie SÚRO, Praha, kde jsou rutině používány geometrie měření, které byly zavedeny pro starší detektory s nižší účinností. Tato práce má za úkol navrhnout nové geometrie, které by více vyhovovaly novým účinnějším detektorům, jak z hlediska větší účinnosti geometrií, tak z hlediska tvarů a rozměrů měřících nádob. Základním úkolem bylo najít matematickou funkci, která by nejlépe popisovala účinnost v závislosti na poloze bodového zdroje vzhledem k detektoru. Tato funkce vychází z experimentálně získaných dat, k jejichž naměření byly vybrány tři detektory s vysokou relativní účinností, které jsou používány k měření aktivit v různých geometriích. Jako zdroje záření gama pro toto měření byly použity bodové zářiče o energiích 46 keV, 661 keV, 1332 keV v různých vzdálenostech a polohách kolem detektoru. Funkce byla aplikována odděleně na každý ze tří detektorů a na oblasti nad detektorem a z boku detektoru. Cílem práce bylo navrhnout nové geometrie měření nebo optimalizaci stávajících, které by bylo možné využít i na dalších detektorech s vysokou relativní účinností. Po integrování této funkce ve válcovém prostoru nad detektorem a v prstencovém z boku detektoru, byly nalezeny oblasti, které nejvíce přispívají svou účinností k celkové účinnosti. Tyto oblasti lze pak považovat za optimální rozměry pro nové geometrie v dané pozici. Po zkombinování těchto optimálních oblastí nad detektorem, z boku detektoru a pro vybrané energie a detektor byly nalezeny optimální rozměry nové geometrie, použitelné jak na čele detektoru, tak z jeho boku. Je však nutno konstatovat, že byly nalezeny i meze platnosti výše uvedené funkce. Jelikož hodnota MDA pro danou geometrii je nepřímo úměrná odmocnině z účinnosti, měla by tato nová geometrie dosahovat i minimálních MDA.