İleri gama ışını iz-sürme teknikleri kullanarak yöne duyarlı dedektörler geliştirilmesi
Development of direction sensitive detectors using advanced gamma tracking array
Yazar: ELİF İNCE
Danışman: PROF. DR. M. NİZAMETTİN ERDURAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Nükleer Fizik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Nükleer Mühendislik = Nuclear Engineering
Dizin: Nükleer fizik = Nuclear physics

Özet:
Bu çalışmanın amacı, ileri gamma ışını iz sürme teknikleri kullanılarak yöne-duyarlı dedektörlerin geliştirilmesidir. Bu amaçla, AGATA projesinin başlangıç aşaması olan AGATA DEMONSTRATOR ve yöne duyarlı bir dedektör olan PRISMA manyetik spektrometresinin birlikte kullanılması ile ?Gama Işını İz-sürme Tekniği? ve ?Darbe Biçim Analizi?uygulamaları, Gerçekçil Monte Carlo Simülasyonlar ile oluşturulmuştur. AGATA Demonstrator dizimi, 5 adet 3'lü kümelenmiş 15 kristalden oluşmaktadır. İlk uygulaması LNL-INFN laboratuvarında, CLARA diziminin yerine monte edilerek PRISMA manyetik spektormetresi ile birlikte gerçekleştirilecektir. AGATA projesinin amacı, yüksek fotopik verimi (40% den yüksek) ve P/T oranı (50% den yüksek) ile yüksek saflıklı HPGe dedektörlerinin geliştirilmesidir. Bu tip yüksek değerlere, fotonun dedektör kristalinde etkileşme pozisyonlarının belirlenmesini sağlayan pozisyon duyarlı HPGe dedektörlerinin kullanılmasıyla ulaşılabilir. Bu çalışma kapsamında, gerçekleştirilen Monte Carlo simülasyonları ile AGATA Demonstrator + PRISMA deneysel düzeneğinin doppler düzeltme kabiliyeti gösterilmiş, 90Zr +208Pb( 560 MeV ) ve 48Ca+208Pb (310MeV) çoklu-nükleon transfer reaksiyonları kullanılarak gerçekçil Monte Carlo simülasyonları oluşturulmuş, sonuçları tartışılmış ve AGATA+PRISMA düzeneğinin Doppler düzeltme kabiliyetinin, Ge dedektörlerinin iç (intrinsic) enerji çözünürlük değerine çok yakın olduğu ispatlanmıştır.

Abstract:
The aim of this project is development of the direction sensitive detectors by using Advanced GAmma Tracking Techniques. In this study, the initial phase of the AGATA project, a subset of the array, known as the AGATA Demonstrator and PRISMA magnetic spectrometer which is a direction sensitive detector are coupled enabling ? -ray tracking and pulse shape analysis methods at the realistic Monte Carlo Simulations. The AGATA Demonstrator Array composed of 15 crystals, arranged into 5 triple clusters will be first installed at the Laboratori Nazionali di Legnaro, where it will be coupled to the PRISMA magnetic spectrometer, replacing the CLARA array. The goal of the AGATA project is the construction of an array of high-purity germanium detectors with very high photopeak efficiency (larger than 40%) and peak-to-total ratio (larger than 50%) under a wide range of experimental conditions. Such values can only be achieved by operating the HPGe detectors in position-sensitive mode. In this study, the performance of the AGATA Demonstrator Array coupled to the PRISMA magnetic spectrometer have been evaluated in a consistent way using detailed Monte Carlo simulations of the two devices. For this purpose, 90Zr +208Pb at 560 MeV and 48Ca+208Pb at 310MeV multi-nucleon transfer reactions are presented and discussed. It is shown that the Doppler correction capabilities of the AGATA+PRISMA setup will be very close to the intrinsic energy resolution of the Ge detectors.