Monte Karlo simulacija fona HPGe detektora od radionuklida, kosmičkog i skyshine zračenja

Abstract

U Niskofonskoj laboratoriji za Nuklearnu fiziku, više godina se izučavaju osobine fona HPGe detektora. Izučavanje fona važno je za eksperimente sa malim brojem interesantnih dogadjaja ili retkih procesa u podzemnim laboratorijama. Izučavanja fona u Niskofonskoj laboratoriji započeta su izučavanjem fona zračenja od radionuklida, kao i fona od kosmičkog zračenja, koincidentnim tehnikama. Nedavno je izučavan i fon od skyshine zračenja. U ovom radu je predstavljena Monte Karlo simulacija fona HPGe detektora koji dolazi od pomenuta tri izvora zračenja. Rezultati simulacija kosmičkog zračenja odlično se slažu sa eksperimentalnim rezultatima, dok se za druge komponente mogu poboljšati. Postoji prednost simulacija koje daju razloženi fon na tri komponente, koja omogućava da se rezultati simulacija tri komponente fona za jednu laboratoriju mogu simulirati za druge podzemne ili nadzemne laboratorije menjanjem parametara u simulacionim programima. Fon se može simulirati za laboratorije koje mogu biti na različitoj geografskoj širini, nadmorskoj visini, sa različitim sastavom radionuklida u zemljištu i geometrijom laboratorije u kojoj se vrše merenja. Predstavljeni su nedostaci simulacija i da se rezultati mogu poboljšati radeći na detaljima u nekoliko faza simulacije.

In the Low Background Laboratory for Nuclear Physics background radiation of the HPGe detector was researched. This research is important for experiments with small number of interesting events or rare processes studied in underground laboratories. The background radiation research started with research of background from radionuclides and Cosmic rays using coincidence techniques. Recently, the skyshine radiation was researched. In this paper the Monte Carlo simulation of HPGe background is presented. Results for cosmic ray simulations agree very good with the experimental results, and for others can be improved. The simulation for other ground and underground laboratories can be done, by changing longitude, latitude and elevation, composition of radionuclides in soil. The possible improvements of the simulations are discussed.