Fitting analysis of complex stimulated luminescence detector signals through minuit2, package of ROOT framework using python programming language - pyROOT
Creators: name: Βλαχούδη, Ειρήνη Κυριακή Βασιλείου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2023
Subjects: Θερμοφωταύγεια
Οπτικά προτρεπόμενη Φωταύγεια
Μέθοδοι ελαχιστοποίησης
Thermoluminescence
Optically Stimulated Luminescence (OSL)
Minimization Techniques

description: Thermoluminescence (TL) and optically stimulated luminescence (OSL) have emerged as essential techniques in the field of radiation dosimetry and materials science. The effectiveness of these methods hinges significantly on the selection of appropriate minimization techniques and the materials under investigation. This thesis embarks on a comprehensive exploration of TL and OSL by comparing two distinct computational environments: PyROOT with the Minuit framework and Python with the iminuit library. The study commences by elucidating the intricacies of TL and OSL, emphasizing their paramount role in radiation dosimetry and materials characterization. The experimental data is leveraged to exemplify the importance of selecting the right materials for analysis. Furthermore, this work introduces the concept of the Figure of Merit (FOM), a crucial metric for evaluating the quality of the fitting results. The optimization process, performed using Minuit and iminuit, is meticulously analyzed, highlighting the significant impact of materials on FOM values. The insights gleaned from this study extend beyond the theoretical framework and delve into the practical realm. The findings underscore the need for tailored optimization strategies, driven by the unique characteristics of the materials under scrutiny. The research offers a solid foundation for future studies, emphasizing the potential for further enhancements in the optimization process. This research not only provides a solid foundation for future investigations but also opens avenues for further optimization in the realm of solving differential equations to fit experimental data. In conclusion, this thesis sheds light on the intricate dynamics of TL and OSL, unraveling the nuances of materials selection, minimization techniques, and the pivotal role of FOM in achieving accurate and robust fitting results. With a keen eye on future improvements and enhanced user experiences, the research paves the way for continued advancements in radiation dosimetry and materials science.
description: Η Θερμοφωταύγεια (TL) και η Οπτικά προτρεπόμενη Φωταύγεια (OSL) έχουν εδραιωθεί ως καίριες τεχνικές στον τομέα της δοσιμετρίας ακτινοβολίας και της επιστήμης των υλικών. Η αποτελεσματικότητα αυτών των μεθόδων εξαρτάται σημαντικά από την επιλογή κατάλληλων μεθόδων ελαχιστοποίησης και των υλικών υπό έρευνα. Αυτή η διατριβή ξεκινά μια περιεκτική εξερεύνηση της TL και της OSL, συγκρίνοντας δύο υπολογιστικά περιβάλλοντα: το PyROOT με τη βιβλιοθήκη Minuit και την Python με τη βιβλιοθήκη iminuit. Η μελέτη ξεκινά με την εξήγηση των λεπτομερειών της TL και της OSL, τονίζοντας τον πρωταγωνιστικό ρόλο τους στη δοσιμετρία ακτινοβολίας και το χαρακτηρισμό των υλικών. Τα πειραματικά δεδομένα χρησιμοποιούνται για να επιδείξουν τη σημασία της επιλογής των σωστών υλικών για ανάλυση. Επιπλέον, αυτό το έργο εισάγει το έννοια του Figure of Merit (FOM), ένα κρίσιμο μέγεθος για την αξιολόγηση της ποιότητας των αποτελεσμάτων. Η διαδικασία βελτιστοποίησης, που πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας το Minuit και το iminuit, αναλύεται προσεκτικά, αναδεικνύοντας τη σημαντική επίδραση των υλικών στις τιμές του FOM. Τα ευρήματα υπογραμμίζουν την ανάγκη για προσαρμοσμένες στρατηγικές βελτιστοποίησης, που εξαρτώνται από τα μοναδικά χαρακτηριστικά των υλικών υπό έρευνα. Η έρευνα προσφέρει μια καλή βάση για μελλοντικές μελέτες, τονίζοντας τη δυνατότητα για περαιτέρω βελτιώσεις στη διαδικασία βελτιστοποίησης. Επίσης ανοίγει το δρόμο για περαιτέρω βελτιώσεις στον τομέα της επίλυσης διαφορικών εξισώσεων στην ανάλυση πειραματικών δεδομένων. Συνοψίζοντας, αυτή η διατριβή τονίζει τη δυναμική της TL και της OSL, τονίζοντας τη σημαντικότητα της επιλογής υλικών, των τεχνικών ελαχιστοποίησης και τον κρίσιμο ρόλο του FOM στην επίτευξη αξιόπιστων αποτελεσμάτων στην προσαρμογή της θεωρίας με τα πειραματικά δεδομένα. Με μια προσεκτική ματιά στις μελλοντικές βελτιώσεις και την ενίσχυση των προγραμμάτων προς τη διευκόλυνση του χρήστη, η έρευνα ανοίγει τον δρόμο για συνεχιζόμενες εξελίξεις στη δοσιμετρία ακτινοβολίας και την επιστήμη των υλικών.