Μετρήσεις χαμηλών επιπέδων φυσικής και τεχνητά επαγόμενης ραδιενέργειας σε περιβαλλοντικά δείγματα - Τσιαντή, Μαρία (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Πυρηνικής Τεχνολογίας, 2018)
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.