Gamma-ray spectrometry: Development, testing and validation of computer models by using the simulation package EGSnrc

Abstract

Hoogzuivergermaniumdetectoren (HPGe) worden gebruikt in gammaspectrometrie voor het analyseren van stalen die gammastralen uitzenden. Om de activiteiten van gemeten stalen te berekenen, is er kalibratie van de FEP-efficiëntie (Full Energy Peak) van de HPGe-detector nodig. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van de efficiëntieoverdrachtsmethode, die gebaseerd is op een computermodel van de detector. Deze thesis optimaliseert en valideert de computermodellen van één coaxiale HPGe-detector, de Ge-T10, en één HPGe-well-detector, de Ge14.

Kalibratiebronnen worden gemeten om experimentele gegevens over de efficiëntie te verkrijgen. Dezelfde radionucliden en FEP’s worden vervolgens gesimuleerd met het computermodel. Om het verschil tussen het model en de experimentele data te minimaliseren wordt het model aangepast door vier parameters te laten variëren: kristalpositie, dikte van de eindkap en dikte van de bovenste en laterale dode laag. Het geoptimaliseerde model wordt vervolgens gevalideerd op drie verschillende afstanden en voor vier volumebronnen.

Een geoptimaliseerd en gevalideerd model voor beide detectoren is geconstrueerd en kan gebruikt worden voor stalenanalyse. Uit de resultaten blijkt dat een efficiëntiekalibratie het best start bij een hogere bron-detectorafstand om de invloed van factoren zoals een slechte uitlijning van de bron, onjuiste coïncidentiecorrectie, enz. te minimaliseren. Het gevalideerde Ge14-model werd ten slotte gebruikt om de distributie van radiocaesium in de organen van grote wilde zoogdieren te bepalen.