Position determination of a gamma ray point source using a single layer Compton camera

Abstract

Een hedendaagse uitdaging is de ontmanteling van nucleaire faciliteiten. Vooraleer de daadwerkelijke ontmanteling van een dergelijke faciliteit kan beginnen, lokaliseren menselijke operatoren bronnen, hot spots en gecontamineerde gebieden door de faciliteit te betreden en handmatig metingen uit te voeren. Een strikte tijdslimiet is noodzakelijk om de gezondheid van de operatoren te waarborgen, maar leidt tot minder nauwkeurige of onvolledige metingen. Een mogelijk alternatief is een mobiele robot die de bronnen in kaart brengt met behulp van een eenlagige Compton-camera.

Deze thesis onderzoekt hoe een 1 mm dikke CdTe eenlagige Compton-camera gebruikt kan worden om de positie van een γ-puntbron te bepalen die zich bevindt op een gegeven afstand van de detector. Projectie van de Compton-kegels, die worden gereconstrueerd op basis van de data van de camera, bepaalt de twee hoeken die nodig zijn om de puntbron te lokaliseren. Twee projectie-algoritmen worden geïmplementeerd en vergeleken: optelling en vermenigvuldiging.

De twee algoritmen hebben vergelijkbare resultaten: ze tonen beide een exponentiële daling voor de hoekfout in functie van de meettijd. Optelling is typisch 6% accurater dan vermenigvuldiging, maar dat percentage stijgt voor kortere meettijden en daalt tot nul voor langere meettijden. Voor een γ-puntbron met een activiteit van 1 MBq is de hoekfout voor optelling 2,90° bij een meettijd van 1 u en 1,77° bij een meettijd van 4 u. Deze resultaten zijn in lijn met de huidige stand van de techniek.