شبیه سازی و بررسی پارامترهای موثر در تابع پاسخ سوسوزن bc501a به نوترون های سریع با استفاده از کدgeant4

نوترون ها علاوه بر اینکه در تکنولوژی هسته ای و فیزیک راکتور نقش اساسی دارند، در مطالعه ساختارهای هسته ای نیز مورد استفاده قرار می گیرند. در این گونه مطالعات، هرچند خنثی بودن الکتریکی مزیت اصلی نوترون ها نسبت به سایر ذرات می_باشد و در نتیجه هنگام برخورد با هسته های اتمی هیچ گونه دافعه ی کولنی برای آن ها وجود ندارد، ولی همین خاصیت، آشکار سازی و طیف سنجی نوترون ها را مشکل می سازد. سوسوزن های آلی که هم به صورت جامد و هم به صورت مایع وجود دارند به علت بازده بالا، قدرت تفکیک پذیری انرژی خوب و حساسیت کم نسبت به پرتو های گاما، به طور گسترده در آشکارسازی و طیف-سنجی نوترون ها مورد استفاده قرار گرفته اند. نور در سوسوزن آلی در نتیجه بر همکنش مستقیم ذرات باردار با محیط و یا برهمکنش ذرات بدون بار مانند نوترون و تولید ذرات ثانویه باردار منتشر می شود. در یک آشکارساز سوسوزن آلی که در معرض نوترون قرار دارد، انرژی اساساً در پروتون ها، هسته کربن یا ذرات آلفای تولید شده در اثر بر هم کنش نوترون ذخیره می شود. نور گسیلی از سوسوزن اساساً در دو مولفه ( مولفه سریع در بازه زمانی ns2-3 مولفه آهسته تر در حدود ns300_600) منتشر می-شود. برای یک شبیه سازی مناسب، تابع پاسخ مورد نیاز سوسو زن های آلی را می توان با استفاده از نتایج تجربی وربینسکی و همکاران و یا شبیه سازی مونت کارلو به دست آورد. در این مطالعه تابع پاسخ آشکارساز های سوسوزن آلی مایع bc501a با ملاحظه شبیه سازی نور سوسوزنی بررسی شده است و اثرات مختلف سطحی و ابعاد هدایتگر نور در نظر گرفته شده است. geant4 ابزار شبیه سازی مونت کارلو در زبان برنامه نویسی c++ برای شبیه سازی استفاده شده است. تابع پاسخ سوسوزن آلی bc501a (هم ارز با آن ne213 ) استوانه ای شکل با ابعاد قطرcm 6/4 و ارتفاع cm 65/4 در انرژی های مختلف شبیه سازی شده و نتایج آن با داده های تجربی وربینسکی و همکاران مقایسه شده است که با داده های تجربی مطابقت دارد. در ادامه اثرات سطحی و تأثیر اندازه سوسوزن و اندازه ی هدایتگر نوری بر روی تابع پاسخ و همچنین اثرات رنگ بازتابنده روی سطح هدایتگر نوری که به صورت یکنواخت و نواری زده شده است بر تابع پاسخ بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که تابع پاسخ نوترون ها غیر خطی می باشد و افزایش طول و قطر سوسوزن موجب بهتر شدن تابع پاسخ می شود و طولی از هدایتگر نوری بهینه است که با طول سوسوزن برابر باشد و همچنین استفاده از رنگ منعکس کننده به جای سطوح صیقلی می تواند در جمع آوری بهتر نور موثر باشد.