طراحي، ساخت و مشخصهيابي آشكارساز گايگر-مولر با جداره شيشهاي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

فيزيك

كارشناسي ارشد

اندازهگيري ميزان دز گاماي موجود در نواحي تحت كنترل از قبيل مراكز پزشكي هستهاي، هال راكتورهاي هستهاي و محل نگهداري چشمههاي راديواكتيو نكتهي حائز اهميتي ميباشد، لذا اندازهگيري ميزان دز موجود در چنين محيطهايي با استفاده از آشكارسازهايي نظير آشكارساز گايگر-مولر انجام ميشود، تصميم بر طراحي و ساخت آشكارساز گايگر-مولر جهت اندازهگيري ميزان تابش پرتوهاي گاما گرفته شد. براي شبيهسازي از دو كد MCNPو GEANT4و نرم افزار COMSOLاستفاده شد، براي تعيين ضخامت بهينه ديوارهي آشكارساز گايگر-مولر، شعاع بهينهي تيوب گازي، نوع گاز اصلي، نوع گاز فرونشان 1و ميزان تاثير انرژي پرتوهاي گاما از كد MCNP استفاده شد. براي تعيين ميزان تغييرات تعداد زوج الكترون-يونها ، شيب فلات ،2طول فلات، ولتاژ كاري و بررسي تاثير فشار گاز بر روي موارد ذكر شده توليدي نسبت به ولتاژ اعمالي در درصدهاي مختلف از گاز فرونشان، از كد GEANT4استفاده شد. و براي تعيين ميزان تغييرات ميدان الكتريكي نسبت به شعاع تيوب گازي، تعيين ميزان ميدان الكتريكي بر اساس جنس، گام و ضخامت كاتد(فنر) از نرم افزار COMSOLاستفاده شد. وسايل و قطعات لازم جهت ساخت آشكارساز گايگر-مولر از قبيل ديواره آشكارساز، كاتد، آند، گاز، اتصال دهنده ،3نگهدارندهي آشكارساز 4و ديگر موارد تهيه شد. براي اعتبارسنجي شبيهسازيهاي انجام شده با كد GEANT4از آشكارساز گايگر-مولر مدل تجاري استفاده شد. نتايج حاصل از اين شبيهسازيها نشان داد كه گاز آرگون نسبت به ديگر گازهاي شبيه سازي شده به عنوان گاز اصلي و گاز كلر به عنوان گاز فرونشان نسبت به ديگر گازهاي مورد بررسي، عملكرد بهتري از خود نشان دادند. درصد بهينهي گاز فرونشان(موارد بررسي شده در اين پژوهش) بين 1تا 10درصد بهدست آمد، آلياژ استيل عملكرد بهتري نسبت به ديگر مواد مورد بررسي در اين پژوهش براي ساخت كاتد و آند از خود نشان داد، همچنين ميدان الكتريكي در اطراف آند بهشدت زياد و در اطراف كاتد اندك است. ضخامت ديواره نيز براي پرتوهاي گاما با انرژي 1مگاالكترون ولت برابر 1ميليمتر بهدست آمد. در نهايت دو نسخه از آشكارساز گايگرمولر با مشخصات گفته شده ساخته شد

234581

هسته اي

فيزيك

دانشگاه صنعتي اصفهان