نویسندگان

1 دانشگاه دامغان

2 پژوهشگاه علوم وفنون هسته ای

چکیده

در سوسوزن‌های آلی توزیع انرژی فوتون‌های گاما و نوترون به‌ طور غیر مستقیم از طریق توزیع ارتفاع پالس حاصل از نور خروجی برهم‌کنش‌های گاما و نوترون در داخل آشکارساز به دست می‌آید. برآورد صحیح از برهم‌کنش تابش‌های گاما و نوترون با مواد سوسوزنی و تولید ذرات ثانویه باردار و متعاقب آن تولید نور در انرژی‌های مختلف گاما و به ویژه نوترون یک عامل مهم در محاسبه تابع پاسخ سوسوزنی است. به علت پیچیدگی تولید نور در این آشکارسازها، شبیه‌سازی تابع پاسخ با روش‌های معمول مونت کارلو مشکل است. در این مقاله تابع پاسخ سوسوزن پلاستیک102NE به فوتون‌های چشمه Cs137 و نوترون‌های تک انرژی و تابع پاسخ سوسوزن مایع A501BC به نوترون‌های تک انرژی و چشمه Am-Be241 با استفاده از کارت EVENTBIN کد FLUKA و کارت PTRAC کد MCNPX محاسبه شده است. مقایسه نتایج شبیه‌سازی کدهای FLUKA و کد MCNPX با نتایج شبیه‌سازی کد SCINFUL و نتایج اندازه‌گیری شده همخوانی خوبی را نشان می‌دهند

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Monte Carlo simulation of response function of organic scintillators to gamma rays and neutrons using FLUKA, MCNPX and SCINFUL code

نویسندگان [English]

  • M tajik 1
  • H Yousefnia 2

چکیده [English]

In organic scintillators, the energy distribution of gamma rays and neutrons is indirectly measured by the pulse height distribution of light output produced through gamma ray and neutron reactions in the detectors. Accurate estimate of the interaction of gamma and neutrons in the detector and produce charged secondary particles and subsequent scintillation light produced in the calculation of the response function is the most important. Although,, the complexity of the light generation on these scintillators makes modeling their response function difficult with standard Monte Carlo method. The paper reports generate the response function of an NE102 plastic scintillator when exposed to gamma rays and response function of a BC501A liquid scintillator to mono-energetic and Am-Be neutrons using the EVENTBIN card of the FLUKA code and the PTRAC card of the MCNPX code. The comparison between simulated and experimental response functions show that both FLUKA and MCNPX codes generated distributions are in good agreement with corresponding experimental results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: neutrons
  • response function
  • organic scintillators
  • FLUKA
  • MCNPX

ندارد

G F Knoll, "Radiation Detection and Measurment", John Wiley & Sons (2000).

ندارد

J K Dickens, SCINFUL: A Monte Carlo based computer program to determine a scintillator full energy response to neutron, Report ORNL -6463, Oak Ridge (1988).

G F Knoll, “Radiation Detection and Measurment”, John Wiley & Sons (2000).

R E Textor, V V Verbinski, O5S: a Monte Carlo code for calculating the pulse-height distributions due to mono- energetic neutrons on organic scintillators, Oak Ridge National Laboratory, ORNL -4160 (1968).

J K Dickens, SCINFUL: A Monte Carlo based computer program to determine a scintillator full energy response to neutron, Report ORNL -6463, Oak Ridge (1988).

A Borio di Tigliole, A Cesana, R Dolfini, A Ferrari, G L Raselli, P Sala, and M Terrani, Nucl. Instrum. Meth., A 469 (2001) 347.

R E Textor, V V Verbinski, O5S: a Monte Carlo code for calculating the pulse-height distributions due to mono- energetic neutrons on organic scintillators, Oak Ridge National Laboratory, ORNL -4160 (1968).

K Schweda and D Schmidt, Nucl. Instrum. Meth., A 476 (2002) 155.

A Borio di Tigliole, A Cesana, R Dolfini, A Ferrari, G L Raselli, P Sala, and M Terrani, Nucl. Instrum. Meth., A 469 (2001) 347.

M Gohil et al., Nucl. Instrum. Meth., A 664 (2012) 304.

K Schweda and D Schmidt, Nucl. Instrum. Meth., A 476 (2002) 155.

S Naeem et al., Nucl. Instrum. Meth., A 714 (2013) 98.

M Gohil et al., Nucl. Instrum. Meth., A 664 (2012) 304.

ZHANG Su-Ya-La-Tu et al., Chinese Physics C 37 (2013) 12.

S Naeem et al., Nucl. Instrum. Meth., A 714 (2013) 98.

V V Verbinski et al., Nucl. Instr. Meth., 65 (1968) 8 [DOI:10.1016/0029-554X(68)90003-7]

ZHANG Su-Ya-La-Tu et al., Chinese Physics C 37 (2013) 12.

R A Cecil, B D Anderson, and R Madey, Nucl. Instr. and Meth. 161 (1979).

V V Verbinski et al., Nucl. Instr. Meth., 65 (1968) 8

International Standards Organization. Reference neutron radiations-Part 1: Characteristics and methods of production. Geneva, Switzerland: International Organization for Standardization; ISO-8529-1 (2001).

J W Marsh, D J Thomas, and M Burke, Nucl. Instr. Meth., A 366 (1995) 340. [DOI:10.1016/0168-9002(95)00613-3]

R A Cecil, B D Anderson, and R Madey, Nucl. Instr. and Meth. 161 (1979).

G Battistoni et al., The FLUKA code: Description and benchmarking, AIP Conference Proceeding. 896 (2007) 31. [DOI:10.1063/1.2720455]

International Standards Organization. Reference neutron radiations-Part 1: Characteristics and methods of production. Geneva, Switzerland: International Organization for Standardization; ISO-8529-1 (2001).

J S Hendricks et al., MCNPX 2.6.0 Extensions, Los Alamos National Laboratory, Report LA-UR, 08-2216, (2008).

J W Marsh, D J Thomas, and M Burke, Nucl. Instr. Meth., A 366 (1995) 340.

M Tajik, N Ghal–Eh, G R Etaati, and H Afarideh., Nucl. Instr. Meth., A 704 (2013) 104. [DOI:10.1016/j.nima.2012.12.001]

G Battistoni et al., The FLUKA code: Description and benchmarking, AIP Conference Proceeding. 896 (2007) 31.

H H Knox and T G Miller., Nucl. Instrum. Meth., 101 (1972) 519. [DOI:10.1016/0029-554X(72)90040-7]

J S Hendricks et al., MCNPX 2.6.0 Extensions, Los Alamos National Laboratory, Report LA-UR, 08-2216, (2008).

A A Naqvi et al., Nucl. Instr. and Meth., A 345 (1994) 514. [DOI:10.1016/0168-9002(94)90509-6]

M Tajik, N Ghal–Eh, G R Etaati, and H Afarideh., Nucl. Instr. Meth., A 704 (2013) 104.

H H Knox and T G Miller., Nucl. Instrum. Meth., 101 (1972) 519.

A A Naqvi et al., Nucl. Instr. and Meth., A 345 (1994) 514.

تحت نظارت وف بومی