کاربرد توموگرافی پراکندگی میون در شناسایی مواد پرتوزا با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو

این مقاله به شناسایی و تصویربرداری از مواد پرتوزا به عنوان زباله های هسته ای، با استفاده از تکنیک توموگرافی پراکندگی میون می پردازد. در این مطالعه، از کد مونت کارلوی Geant۴ برای بررسی زاویه پراکندگی و تضعیف انرژی میون ها هنگام عبور از مواد پرتوزا استفاده شده است. برای این منظور ۱۰۵ میون با انرژی مشخص در بازه GeV ۱ الی GeV ۸ به صورت تک انرژی و با گام های MeV ۱۰۰ به صورت سطحی گسیل شده و عبور آن ها از مواد پرتوزای مختلفی نظیر اورانیوم، پلوتونیوم، استرانسیوم، کبالت، کادمیوم و سزیم ترابرد شده است. نتایج نشان داد که زاویه پراکندگی با چگالی مواد متناسب است به گونه ای که محتمل ترین زاویه پراکندگی در مواد با چگالی پایین مثل سزیم به mRad ۰۵/۱۳ و در مواد با چگالی بالاتر مثل پلوتونیوم به mRad ۰۵/۶۸ می رسد. همچنین با افزایش انرژی میون های فرودی، میزان انحراف زاویه ای آن ها کاهش می یابد که با نظریه مولیر همخوانی دارد. علاوه بر این مشاهده گردید که در مواد با چگالی بالا، تضعیف انرژی میون ها بیشتر است. بر اساس نتایج به دست آمده، نفوذ بیشتر میون ها در مواد با چگالی کمتر مشاهده شد که می تواند در کاربردهای عملیاتی مانند مدیریت و نظارت بر مخازن زباله های هسته ای مفید باشد. بنابراین، تفاوت رفتار میون با مواد دارای چگالی های مختلف، می تواند به عنوان ابزاری دقیق و کارآمد برای تشخیص مواد پرتوزا به کار گرفته شود.

کلیدواژه ها:

توموگرافی پراکندگی میون ، شبیه سازی مونت کارلو ، Geant ، زاویه پراکندگی میون ، تضعیف انرژی میون