Μετρήσεις χαμηλών επιπέδων φυσικής και τεχνητά επαγόμενης ραδιενέργειας σε περιβαλλοντικά δείγματα

Τσιαντή, Μαρία; Tsianti, Maria

dc.contributor.author	Τσιαντή, Μαρία	el
dc.contributor.author	Tsianti, Maria	en
dc.date.accessioned	2018-08-30T11:01:57Z
dc.date.available	2018-08-30T11:01:57Z
dc.date.issued	2018-08-30
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47470
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15774
dc.rights	Default License
dc.subject	γ-φασματοσκοπία	el
dc.subject	Penelope	el
dc.subject	Marinelli	el
dc.subject	Βαθμονόμηση απόδοσης	el
dc.title	Μετρήσεις χαμηλών επιπέδων φυσικής και τεχνητά επαγόμενης ραδιενέργειας σε περιβαλλοντικά δείγματα	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Πυρηνική τεχνολογία και πυρηνική ενέργεια	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/976096428d30d70c9d7f018a19637d55a4ddc369
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-03-20
heal.abstract	Οι μετρήσεις της συγκέντρωσης φυσικών και τεχνητών ραδιενεργών ισοτόπων σε δείγματα περιβαλλοντικού ενδιαφέροντος μέσω της γ-φασματοσκοπίας έχουν αποτελέσει αντικείμενο ενδελεχούς μελέτης στο Εργαστήριο Πυρηνικής Τεχνολογίας του Εθνικού Μετσοβίου Πολυτεχνείου. Στο πλαίσιο αυτό αναλύονται δείγματα χαμηλής ραδιενέργειας, και συγκεκριμένα δείγματα νερού, σε ανιχνευτή υπερκαθαρού γερμανίου σχετικής απόδοσης 40%. Προκειμένου να προβούμε σε ορθά αποτελέσματα μετρήσεων, ο ανιχνευτής HPGe οφείλει να βαθμονομηθεί ως προς την απόδοση φωτοκορυφής για την γεωμετρία δείγματος που θα χρησιμοποιηθεί. Η επιλογή της γεωμετρίας Marinelli γίνεται με σκοπό την άμεση ανάλυση των δειγμάτων μεγάλου όγκου, χωρίς να απαιτείται ραδιοχημική επεξεργασία του δείγματος, καθώς η χωρητικότητα του δοχείου αντιστοιχεί σε 0.5lt και αποτελεί τη μεγαλύτερη διαθέσιμη επιλογή. Για την βαθμονόμηση του ανιχνευτή χρησιμοποιείται συνδυασμός πειραματικών δεδομένων και μεθόδου προσομοίωσης Monte Carlo. Συγκεκριμένα, στο ΕΠΤ-ΕΜΠ χρησιμοποιείται ως μέθοδος προσομοίωσης ο κώδικας PENELOPE και στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκε η έκδοση του 2011. Ο τρόπος λειτουργίας του κώδικα PENELOPE απαιτεί την ακριβή περιγραφή όλης της ανιχνευτικής διάταξης για να οδηγηθεί σε δημιουργία «ιστοριών» προσομοιώνοντας την πορεία των φωτονίων της πηγής. Ωστόσο, το εσωτερικό του ανιχνευτή γερμανίου αποτελεί μια άγνωστη περιοχή, πολλές διαστάσεις της οποίας μπορούν μόνο να εκτιμηθούν με βάση πειραματικά δεδομένα. Επομένως, το γεωμετρικό μοντέλο του ανιχνευτή που υιοθετείται αποτελεί μια εκτίμηση που προσεγγίζει όσο το δυνατόν καλύτερα τα πειραματικά δεδομένα και αφορά αποκλειστικά τη συγκεκριμένα γεωμετρία δείγματος- ανιχνευτή. Με άλλα λόγια, η εκτίμηση του γεωμετρικού μοντέλου που προτάθηκε για τον ανιχνευτή HPGe δίνει ορθά αποτελέσματα μόνο για την εξέταση δείγματος Marinelli. Η καμπύλη βαθμονόμησης της απόδοσης φωτοκορυφής προκύπτει υπολογιστικά μέσω του κώδικα PENELOPE για τις συνήθεις ενέργειες φωτονίων που εξετάζονται. Αξίζει να αναφερθεί όμως ότι η γεωμετρία Marinelli χρησιμοποιείται συνήθως για την ανίχνευση φωτονίων υψηλών ενεργειών, καθώς επίσης και τα πειραματικά δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν κατά τη διαδικασία βαθμονόμησής της ανήκουν στην περιοχή υψηλών ενεργειών. Επομένως, η περιοχή αυτή αποτελεί αντικείμενο ενδιαφέροντος. Τέλος, με γνωστή την απόδοση του ανιχνευτή για την εκάστωτε ενέργεια φωτονίων, καθίσταται δυνατός ο ποσοτικός προσδιορισμός ραδιοϊσοτόπων που περιέχονται σε περιβαλλοντικά δειγμάτα νερού, γλυκού και θαλασσινού, που λήφθησαν στα πλαίσια της παρούσας ΔΕ.	el
heal.abstract	The measu rement of natural and artificially induced radioactivity in environmental samples through gamma spectroscopy has been the subject of thorough study at the Nuclear Technology Laboratory of the National Technical University of Athens. In this context, sample s of low - level radioactivity, and in particular water samples, are measured in a high - purity Germanium detector with relative efficiency of 40%. In order to obtain accurate measurement results , the HPGe detector must be calibrated for the peak efficiency for the sample geometry that is going to be used. The Marinelli beaker is chosen for direct analysis of large volume samples, without requiring radiochemical treatment of the sample, as the capacity of the beaker, which is 0.5lt, consists the largest avai lable choice. A combination of experimental data and a Monte Carlo simulation method is used to calibrate the detector. Specifically, in the Nuclear Technology Laboratory of NTUA, the simulation method used is the PENELOPE code 2011 edition. The way that PENELOPE code works requires an exact description of the whole detecting system to lead to the creation of “stories” by simulating the path of the source photons. However, the interior of the germanium detector consists an unknown area, with many dimensio ns that can only be estimated based on experimental data. Therefore, the adopted geometric model of the detector is an estimation that approximates as mush as possible the experimental data and is applied only for the specific sample - detector geometry. In other words, the estimation of the geometric model proposed for the HPGe detector leads to correct results only when the Marinelli beaker is used. The calibration curve of the peak efficiency is calculated computationally with the PENELOPE code for the t ypical examined photon energies. Nevertheless , it is worth mentioning that the Marinelli beaker is commonly used to detect high - energy photons. In addition, the experimental data used during the calibration process belong to the high - energy region. This re gion is, therefore, the object of interest. All things considered, knowing the efficiency of the detector for every photon energy, it is possible to quantify the radioisotopes contained in the environmental samples of water, spring - and sea - water, that wer e taken during the diploma thesis	en
heal.advisorName	Αναγνωστάκης, Μάριος	el
heal.committeeMemberName	Αναγνωστάκης, Μάριος	el
heal.committeeMemberName	Πετρόπουλος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Ρούνη, Παναγιώτα	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Πυρηνικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	145 σ.
heal.fullTextAvailability	true