GATE simülasyonunda dedektör modellemesi ve dedektör verimi / Detector modeling and detector efficiency in GATE simulation

Abstract

Sintilasyon dedektörleri, nükleer ve yüksek enerji fiziği çalışmalarında, tıbbi görüntülemede, jeolojik keşiflerde, nükleer korunmada ve önlemlerinde çoğunlukla kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında nükleer fizikte yaygın olarak kullanılan NaI(Tl) sintilasyon dedektör sisteminin kalibrasyon faktörlerinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Başarılı bir gama spektrumu analizi için ana faktörler; enerji ve enerji çözünürlüğünün kalibrasyonları ile tam enerji pik verimidir. 2"x2" NaI(Tl) için dedektör verimi hem deneysel olarak hem de Geant4 tabanlı çalışan GATE simulasyonu kullanılarak araştırılmıştır. Deneysel ölçümler, Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik Bölümü'nde bulunan farklı enerji aralıklarında (59-1408 keV) gama ışınları yayınlayan radyoaktif kaynaklar ile NaI(Tl) dedektörü kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Deneyde kullanılan noktasal radyoaktif kaynaklar 137 Cs, 60 Co, 152 Eu iken silindir şeklinde olanlar 241 Am, 22 Na'dur. Deneysel ölçümlerde kullanılan radyoaktif kaynakların şekli ve aktiviteleri ile dedektör sistemi GATE simulasyonunda modellenmiştir. Deneyden ve simülasyondan elde edilen dedektör verimi sonuçları karşılaştırılmıştır. Bunun sonucunda dedektör verim kalibrasyonlarında önemli olan analitik denklemler parametreleriyle birlikte tespit edilmiştir. Deneysel ve simülasyondan elde edilen sonuçlar birbiriyle ve literatürdeki sonuçlarla uyumlu olduğu gözlendikten sonra simülasyon modeli LaBr3 (Ce), GAGG(Ce) and SrI2 gibi yeni sintilasyon dedektör sistemlerine uyarlanarak gama radyasyonu için dedektör verim değerleri de bulunmuştur.