Çok silikonlu radyasyon dedektörünün yapım aşamasında veri toplama, analiz ve benzetim çalışmalarının gerçekleştirilmesi
The being carrying out of data collection, analysis and simulation studies in the construction steps of multi channel silicon radiation detector
Yazar: FİRDEVS BANU ÖZDEMİR
Danışman: PROF. DR. NURİ ÖZEK
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Radyasyon dedektörü = Radiation detector ; Radyasyon-iyonizan = Radiation-ionizing ; Yarı iletkenler = Semiconductors

Özet:
Yarı-iletkenler, radyasyon dedektörlerinde kullanılan en önemli malzemelerdir. Dedeksiyon ilkesine bağlı olarak çalışan pn eklem yapısındaki yarı-iletken dedektörünün bias voltaj değeri, sinyal amplifikasyonu, sıcaklık etkisi, radyasyon zarar etkisi cihazın çalışma prensibinde önemlidir. Yüksek enerjili çok silikonlu radyasyon dedektörü katı, sıvı ve gaz numunelerinde alfa, beta ve gama radyasyonuna ait oluşan yükleri, enerjileri ve gözlenme zamanlarını hassasiyetle ölçerek, doz ve aktivite değerlerini belirleyebilen dedektördür. Radyasyon dedektörünün özellikleri ve dedektördeki yapılandırma adımları, destekleyici PCB üzerinde, hizalama, yapıştırma adımı, silikon şeritlerde bağlayıcı işlemi, bias voltajı değerleri dikkate alınarak cihazın yapım aşamasında gözlemlendi. Benzetim aşamasında, GEANT4 programı kullanıldı. Dedektör sistemine yerleştirilen iyonize edici radyasyona cevap veren ince ve kalın şerit dedektörlerin radyoaktif bozunma, enerji oluşumu, enerji değerleri hem benzetim hem de deneysel veriler olarak elde edildi. Çok silikonlu dedektörde, Am-241, Am-241: Pu-239, Am-241: Pu-239: Cm-241, C-14, Na-22, Sr-90 ve Rn-222 kaynaklarının radyasyon miktarı saniyedeki sayım (cps) olarak ölçülerek radyoaktivitesi hesaplandı. Veriler, ROOT programında analiz edilerek deneysel ve benzetim sonuçlarının verimlilik hesapları yapıldı. 


Anahtar Kelimeler: Yarı-iletken, Radyasyon, Silikon Dedektör, GEANT4, ROOT

Abstract:
Semiconductors are the most important materials used in radiation detectors. The bias voltage value, signal amplification, temperature and radiation damage effects of semi-conductor detector in pn junctional structures are important factors for the working principle of the device. High energy multi-silicon radiation detector is capable of conducting precise measurement of the loads, energy and observation time of alpha, beta and gama radiation in solid, liquid and gas samples, and detecting the dose and activity values. The features of radiation detector and configuration steps on the detector were observed throughout the construction stage of the device, in consideration of the alignment, bonding step, bonding process in the silicon strips and the bias voltage on the supporting PCB.  Geant4 software package was used in the simulation step. The radioactive decay, energy generation and energy values of thin and thick film detectors, which are responsive to ionizing radiation within the detector system,  were obtained through use of both the experimental data and the simulation results. In multi-silicone detectors, the radiation amount of Am-241, Am-241: Pu-239, Am-241: Pu-239: Cm-241, C-14, Na-22, Sr-90 and Rn-222 sources were measured in  count per second (cps), and their radioactivity was calculated accordingly. The data were analyzed using ROOT program and the efficiency calculations of simulation and experimental results were carried out. 


Key Words: Semi -conductor, Radiation, Silicon Detector, GEANT4, ROOT