Análisis del Dead Layer de un detector de Germanio Ultrapuro con el código de Monte Carlo Sword-Geant

Abstract

En este trabajo se propone el uso del código de Monte Carlo SWORD-GEANT para simular un detector de germanio ultra puro High Purity Germanium Detector (HPGe), en concreto el detector ORTEC GMX40P4, de geometría coaxial. El modelo de Monte Carlo incluye una caja Petri con agua. La fuente reproduce un patrón certificado gamma, incluyendo los siguientes isótopos: Am-241; Cd-109; Co-57; Ce-139; Cr-51; Sn-113; Sr-85; Cs-137; Mn-54; Y-88 and Co-60. Uno de los objetivos de este trabajo es la obtención de la curva de eficiencias para una geometría Petri. Con el paso del tiempo, la eficiencia del germanio puede disminuir sensiblemente debido a la degradación de la zona periférica del cristal, o dicho de otro modo, con el tiempo puede aumentar el espesor de la capa muerta del cristal y en consecuencia, disminuir el volumen activo de detección. En este marco, se propone el uso de la fórmula Noether-Wilks para realizar un análisis de incertidumbres de ciertas variables geométricas de diseño y del experimento y su efecto sobre la curva de eficiencias. Este análisis se ha centrado en el espesor de la capa muerta presente en diferentes partes del cristal detector (superior, lateral y en el hueco interior). Con el objetivo de obtener resultados con un 95% de intervalo de confianza, se han realizado 93 simulaciones utilizando el código SWORD-GEANT. Los resultados obtenidos con este análisis se han comparado con la eficiencia obtenida experimentalmente, observándose una aceptable reproducción en el intervalo comprendido entre 59 y 800 keV. Sin embargo, se han encontrado importantes discrepancias en la eficiencia correspondiente a los radionucleidos Y-88 y Co-60. Éstas se deben a efectos de corrección por pico suma que no se han considerado en este trabajo.