66Ga como padrão de calibração de raios de altas energias para detectores HPGe

• Main Author: Serra, André da Silva
• Other Authors: Pascholati, Paulo Reginaldo
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2008
• Subjects: calibração; calibration; detectores; detectors; Ga66; gamma rays; high energy; raios gamas
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-10102008-142839/

Este trabalho trata do estudo da eficiencia de pico e fun¸cao resposta de detetores semicondutores do tipo HPGe na faixa de energia entre 2 a 5 MeV, um pouco acima da faixa de energia das fontes usualmente dispon´veis em espectroscopia . Ele faz parte de um projeto de calibra¸cao de detetores em altas energias (at´e 20 MeV). Os resultados serao utilizados na obten¸cao das intensidades das radia¸coes de rea¸coes foto-nucleares produzidas por meio do bremstrahlung do feixe de el´etrons de 38 MeV do acelerador Microton em constru¸cao. Trabalhos anteriores utilizaram raios produzidos por rea¸coes ressonantes de captura de pr´otons (p,x ). Entretanto, a cinem´atica da rea¸cao, em particular o efeito Doppler, altera a posi¸cao e forma dos picos observados. De modo a evitar estes efeitos indesej´aveis, este experimento utilizou uma fonte radioativa de raios de altas energias 66Ga (que recentemente tornou-se um dos padroes secund´arios de calibra¸cao). A fonte de 66Ga foi produzida por meio do bombardeamento de uma chapa de 1,0 mm de natZn de alta pureza (> 99,99%) utilizando um feixe de pr´otons de 15 MeV do ciclotron Cyclone 30 do Instituto de Pesquisas Energ´eticas e Nucleares IPEN, atrav´es das rea¸coes nucleares 66Zn(p,n) e 67Zn(p,2n). O espectro resultante foi analisado com o software IDFIX e foi obtida a curva de calibra¸cao de eficiencia de pico de um detetor HPGe de 162 cm3 de volume ativo e eficiencia de pico de 33% relativa a um cristal de 3×3 de Na(Tl) para o gama de 1332 keV do 60Co. Finalmente, foi realizada uma simula ¸cao do processo de transporte de radia¸cao por meio do software MNCP5 e os resultados obtidos encontram-se em acordo com os experimentais. === This work involves the study of the peak efficiency and response function of HPGe detectors for gamma rays in the energy range of 2 to 5 MeV, somewhat above the energy range of the available calibration sources for gamma spectroscopy. It is part of a high energy (up to 20MeV) -ray project to obtain intensity of rays from photo nuclear reactions produced with the bremstrahlung from the 38MeV electron beam of the Microtron accelerator. Former works carried out in the Laborat´orio do Acelerador Linear - LAL (IFUSP) used gamma rays produced by well-known (p,x ) resonant reactions. However reaction kinematics disturbs the position and form of the observed gamma peaks mainly due to the Doppler effect. In order to avoid these problems, a radioactive source with high energy gamma-rays, 66Ga (which recently became one of the secondary efficiency calibration standard), was used. The 66Ga source was produced by bombarding a 1.0 mm foil of pure natZn (> 99,99%) with the 15MeV and 0.1A proton beam from the Cyclone 30 cyclotron of the Instituto de Pesquisas Energ´eticas e Nucleares - IPEN with 66Zn(p,n) and 67Zn(p,2n) nuclear reactions. The resultant spectra were analyzed using the IDFIX program and the peak efficiency calibration curve was obtained for the HPGe detector with 162cm3 of active volume and a efficiency of 33% relative to a 3×3Na(Tl) crystal for 1332 keV 60Co ray. Finally, it was undertaken a Monte Carlo radiation transport analysis using a software such as MNCP5. The experiment was simulated and the results are in agreement with the experimental ones.