Cs-134 atomunun gerçek tesadüfi toplam (koinsidans) düzeltme faktörlerinin Monte Carlo simülasyon yöntemi ile belirlenmesi
Monte Carlo simulation method for determination of true coincidence summing correction factors for Cs-134 atom
Yazar: DUYGU ALTIN ACER
Danışman: PROF. DR. UĞUR ÇEVİK
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Atom ve Molekül Fiziği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Modern fizik = Modern physics ; Nükleer fizik = Nuclear physics ; Parçacık hızlandırıcılar = Particle accelerators ; Tıbbi fizik = Medical physics

Özet:
Gama ışın spektroskopisi, çekirdeğin yapısını anlama gibi çalışmalardan çevresel radyoaktivite ölçümlerine ve tıbbi görüntüleme gibi çeşitli bilimsel disiplinlerde önemli bir rol oynamaktadır. Ancak gama ışını spektroskopisi yoluyla bozunma bilgilerinin doğru bir şekilde analizi gerçek tesadüfi toplama (TCS) olarak bilinen bir olay tarafından olumsuz bir şekilde etkilenebilmektedir. Bir veya birkaç radyoaktif çekirdekten ayrı ayrı yayınlanan iki veya daha fazla gama ışını, dedektörün zaman çözünürlüğünden daha kısa bir zaman aralığında dedektör kristaline çarptığında ve enerjilerini buraya depoladıklarında normalde ayrı ayrı pikler görülmesi gerekirken tek bir pik görülür ve bu olaya TCS denir. TCS özellikle gama-ışını dedektörlerinin verim eğrilerinin elde edilmesi sürecinde mutlaka dikkate alınması gereken bir durumdur. Verim eğrisinin doğru bir şekilde elde edilmesi için TCS düzeltme faktörleri üretilmeli ve her enerji değerine ait verim, bu düzeltme faktörleri ile çarpılmalıdır. Düzeltme faktörlerinin elde edilmesi için gerek deneysel, gerekse nümerik hesaplama yöntemleri mevcuttur. Monte Carlo (MC) benzetim yöntemi bu hesaplama metodlarından biridir. Bu çalışmada, Cs-134 radyoaktif çekirdeğinin TCS düzeltme faktörlerinin MC benzetim yoluyla elde edilmesi için bir yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntemde Cs-134'ün Ba-134'e dönüşürken meydana gelen tüm bozunma olayları dikkate alınarak bir dizi TCS düzeltme faktörleri elde edilmiştir. Tüm hesaplamalar EGS4 paket programına uygun modifiyeler uygulanarak yapılmıştır. Elde edilen değerler, deneysel olarak elde edilen değerlerle karşılaştırılmış ve yöntemin doğruluğu teyit edilmiştir.

Abstract:
Gamma-ray spectroscopy plays a crucial role in various scientific disciplines, from studying the structure of nuclei to environmental radioactivity measurements and medical imaging. However, the accurate analysis of decay information through gamma-ray spectroscopy can be adversely affected by an event known as true coincidence summing (TCS). TCS occurs when two or more gamma rays, emitted individually from one or more radioactive nuclei, hit the detector crystal within a time interval shorter than the detector's time resolution, depositing their energies there. Instead of observing separate peaks for each gamma ray, a single peak is observed, giving rise to the phenomenon of TCS. To accurately obtain the efficiency curve, TCS correction factors must be generated, and the efficiency for each energy value should be multiplied by these correction factors. Both experimental and computational methods can be employed to obtain these correction factors, with the Monte Carlo (MC) simulation method being one of the computational approaches. In this study, a method has been developed for obtaining TCS correction factors through MC simulation for the radioactive Cs-134 nucleus.