Caracterización de detectores de semiconductor y de centelleo sólido para espectrometría gamma con técnicas de Monte Carlo

Abstract

[ES] El presente Trabajo Fin de Grado (TFG) tiene por objeto caracterizar un detector de Germanio y un detector de Yoduro de sodio con diferentes códigos de Monte Carlo para obtener la curva de calibración en eficiencias de cada detector. Ambos detectores son muy utilizados en aplicaciones de espectrometría gamma. El detector de semiconductor (Ge) ofrece una excelente resolución energética, mientras que el detector de centelleo sólido (NaI) posee una eficiencia elevada. Respecto de los programas de simulación, se va a utilizar el código MCNP y el toolkit Geant4. Ambas herramientas son ampliamente utilizadas en el campo de simulación de detectores de radiación ionizante. La simulación de ambos detectores incluye una fuente radiactiva con un patrón para espectrometría gamma con radionucleidos como el Am-241, Cs-137 y Co-60, muy comunes en aplicaciones de medidas ambientales de radiación. Los modelos desarrollados se verifican con resultados experimentales obtenidos en el Laboratorio de Radiación Ambiental de la UPV. Una vez realizada la verificación de los modelos de ambos detectores, se procede a realizar diversos análisis como cambios en la geometría de fuente (platos Petri y otras geometrías), blindajes, etc. El TFG se completa con el presupuesto pertinente.

[EN] This Bachelor Final Project aims to characterize a germanium detector and a sodium iodide detector with different Monte Carlo codes to obtain the calibration curve in efficiencies of each detector. Both detectors are widely used in gamma spectrometry applications. The semiconductor detector (Ge) offers excellent energy resolution, while the solid scintillation detector (NaI) has high efficiency. Regarding the simulation programs, the MCNP6 code and the Geant4 toolkit will be used. Both tools are widely used in the field of simulation of ionizing radiation detectors. The simulation of both detectors includes a radioactive source with a pattern for gamma spectrometry with radionuclides such as Am-241, Cs-137 and Co-60, very common in applications of environmental radiation measurements. The models developed are verified with experimental results obtained in the Environmental Radiation Laboratory of the UPV. Once the verification of the models of both detectors has been carried out, various analyses are carried out, such as changes in the source geometry (Petri dishes and other geometries), shields, etc. The Bachelor Final Project is completed with the relevant budget.

[CAT] El present Treball Fi de Grau (TFG) té per objecte caracteritzar un detector de Germani i un detector de Iodur de sodi amb diferents codis de Monte Carlo per obtenir la corba de calibratge en eficiències de cada detector. Ambdós detectors són molt utilitzats en aplicacions d'espectrometria gamma. El detector de semiconductor (Ge) ofereix una excel·lent resolució energètica, mentre que el detector de centelleig sòlid (NaI) posseeix una eficiència elevada. Respecte dels programes de simulació, s'utilitzarà el codi MCNP6 i el toolkit Geant4. Ambdues eines són àmpliament utilitzades en el camp de simulació de detectors de radiació ionitzant. La simulació d' ambdós detectors inclou una font radioactiva amb un patró per a espectrometria gamma amb radionucleids com Am-241, Cs-137 i Co-60, molt comuns en aplicacions de mesures ambientals de radiació. Els models desenvolupats es verifiquen amb resultats experimentals obtinguts en el Laboratori de Radiació Ambiental de la UPV. Una vegada realitzada la verificació dels models d'ambdós detectors, es procedeix a realitzar diverses anàlisis com canvis en la geometria de font (plats Petri i altres geometries), blindatges, etc. El TFG es completa amb el pressupost pertinent.