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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.43.2005.tde-28072005-114921
Document
Author
Full name
Cesar de Oliveira Guimarães
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2005
Supervisor
Committee
Vanin, Vito Roberto (President)
Dias, Mauro da Silva
Vasconcelos, Suzana Salem
Title in Portuguese
"Eficiência de detetores HPGe para fótons de 4 a 10 MeV"
Keywords in Portuguese
Eletrônica de Raio Gama
Espectroscopia de Raio Gama
Fusão nuclear
Radiação Gama
Reações nucleares
Abstract in Portuguese
Um detetor HPGe foi calibrado na faixa de energia 4 a 10 MeV usando fótons provenientes do decaimento do produto da reação 27Al(p, g)28Si em linha, observando as ressonâncias com prótons de energias 992 e 1317 keV. Foram feitas calibrações de energia e eficiência de deteção de fótons e foi analisada a dependência da largura a meia altura dos picos com a meia vida do estado inicial e a energia da transição. Os efeitos do produto da reação estar em movimento, como o efeito Doppler no decaimento em vôo, perda de velocidade do núcleo ao recuar dentro do alvo e energia de recuo são importantes na calibração de energia e análise da largura do pico. A calibração da eficiência depende de outras calibrações: razão entre a área dos picos de absorção total de energia, escapes simples e duplo dos gamas de aniquilação; razão entre a área total do espectro pela área do pico. Os resultados experimentais foram comparados com simulações do espectro usando o código MCNP, sendo que as dimensões internas do detetor, inacessíveis para medição, foram escolhidas de modo a reproduzir parâmetros deduzidos de espectros gama experimentais. A simulação se mostrou capaz de descrever tanto a eficiência para absorção total de energia quanto a razão entre as áreas dos picos de absorção total de energia, escape simples e duplo do gama de aniquilação, mas não foi capaz de descrever a razão entre a área total do espectro e a do pico.
Title in English
Efficiency to HPGe detector to photons in the 4-10 MeV range
Keywords in English
electronics to Gamma ray
Gamma radiation
Gamma-ray spectroscopy
nuclear fusion
nuclear reactions
Abstract in English
An HPGe detector was calibrated in the 4 to 10 MeV energy range using photons from the decay of the 992 and 1317 keV proton resonances in the reaction 27Al(p, g)28Si on-line. Energy and photon detection efficiencies were calibrated and the dependence of the peak full width at half maximum on the transition energy and initial level half-life was analyzed. The effects of the reaction product motion, like Doppler shift due to in-flight decay, slowing down in the target, and nuclear recoil energy from photon emission, are important for energy calibration and peak width analyses. The efficiency calibration required other calibrations: the full energy peak to single and double escape counting ratios, and total spectrum to peak areas ratio. The experimental results were compared to simulations with MCNP code, where internal detector dimensions, inaccessible to measurement, were chosen in order to fit the experimental gamma spectrum parameters. The simulation was able to explain the full energy peak to single escape and double escape counting ratios, and full-energy peak detection efficiency, but was unable to fit the total spectrum to peak areas ratio.
 
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Publishing Date
2005-08-16
 
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