بررسی استفاده از آشکارسازهای سوسوزن پلاستیکی در طراحی یک سیستم رادیوگرافی میون با استفاده از کد Geant۴

تصویربرداری و شناسایی مواد با عدد اتمی و چگالی بالا به­ ویژه مواد رادیواکتیو یکی از مسائلی است که در سال های اخیر مورد ارزیابی و توجه ویژه قرار گرفته و از آن­جایی که روش های مرسوم و قدیمی تصویربرداری نیز دارای محدودیت هایی هستند، یافتن روش جایگزین برای این روش ها از اهمیت بالایی برخوردار است. میون های کیهانی با توجه به چشمه نامحدود، یکی از منابعی هستند که اخیرا برای تصویربرداری از اجسام سنگین مورد توجه قرار گرفته اند و عمده تلاش ها در این زمینه معطوف به افزایش دقت و کارایی سیستم های رادیوگرافی میون می باشد. در این بین استفاده از سوسوزن های پلاستیکی به­ صورت تاثیرگذاری باعث افزایش دقت و کاهش هزینه روش های رادیوگرافی میون شده و در دهه اخیر روش های مختلفی جهت استفاده از این سوسوزن ها برای رادیوگرافی با استفاده از میون ارائه شده است. از آن­جایی که اساس کار سیستم های رادیوگرافی میون بر دقت مکانی آشکارساز میون استوار است، هر پژوهشی که بتواند دقت یک سیستم آشکارسازی میون را افزایش دهد، در نهایت به بهبود کیفیت رادیوگرافی میون منجر خواهد شد. در این پژوهش نیز با استفاده از یک پیکربندی خاص از سوسوزن های پلاستیکی و لامپ های تکثیرگر فوتون، دقت شناسایی مکان فرود میون بر روی صفحه آشکارساز بهینه شده است. پس از انجام شبیه سازی به­ وسیله کد Geant۴ برای حالات مختلف مشخص گردید که دقت نهایی صفحات آشکارساز پیشنهادی حدود یک سانتی متر است و از نظر دقت آشکارسازی بهترین سوسوزن قابل استفاده برای سیستم، سوسوزن BC-۴۰۸ می باشد. در میان چیدمان های بررسی شده لامپ های تکثیرگر فوتون نیز دقیق ترین پیکربندی مربوط به چیدمان مربعی با فواصل یکنواخت است. بهترین زاویه قرارگیری صفحات سوسوزن نسبت به سمت الراس نیز حدودا ۱۰ درجه می باشد.  

کلیدواژه ها:

Cosmic muons ، Muon detector ، Plastic scintillator ، Radiography ، Multiple coulomb scattering ، Geant۴ Code ، میون های کیهانی ، آشکارساز میون ، سوسوزن پلاستیکی ، رادیوگرافی ، پراکندگی چندگانه کولنی ، کد Geant۴