Statistical evaluation of the envelope geometry for efficiency calibration in gamma spectrometry

Abstract

Gammaspectrometrie is bij CERN een essentiële techniek voor het bepalen van de activiteit van radionucliden tijdens radiologische karakterisering. De zogenoemde envelopmethode vereenvoudigt efficiëntiekalibratie van onregelmatige stalen via vooraf gedefinieerde standaardgeometrieën, gemodelleerd door In Situ Object Counting System (ISOCS) en Laboratory Sourceless Calibration Software (LabSOCS). Verschillen tussen werkelijke en gemodelleerde geometrieën kunnen echter systematische fouten veroorzaken. Deze studie beoordeelt de nauwkeurigheid van de envelopmethode en schat de bijbehorende fout, onzekerheid en systematische afwijking.

Twee representatieve radionucliden (Co-60 en Ti-44) werden gekozen op basis van de beschikbaarheid van kwaliteitsvolle data. Identieke stalen zijn geanalyseerd door CERN, met kalibratie gebaseerd op de envelopmethode, en door een extern referentielaboratorium (Jacobs) dat als referentiestandaard fungeert. De Wilcoxon signed-rank-test en gepaarde t-test zijn toegepast om significante verschillen te toetsen. Daarnaast werd de Kullback–Leibler-divergentie gebruikt om de afwijking te kwantificeren.

De resultaten tonen statistisch significante verschillen tussen beide methoden, vooral voor Ti-44. Desondanks kan de algemene overeenkomst acceptabel zijn, gezien de praktische voordelen van de envelopmethode. Hoewel formele acceptatiecriteria ontbreken, biedt deze studie een technische basis voor CERN om prestatiegrenzen te bepalen en het potentieel voor implementatie te evalueren.