AGATA Dedektörlerinde Yüksek Enerjili Gama Işın Etkileşmeleri

Serkan Akkoyun

Research Article

AGATA Dedektörlerinde Yüksek Enerjili Gama Işın Etkileşmeleri

Year 2012, Volume: 33 Issue: 1, 20 - 33, 03.04.2012

Abstract

Ağır iyon füzyon buharlaşma reaksiyonları sonucunda oluşan bileşik çekirdekler bozunurken, hafif parçacık yayınlanmasına göre çok daha düşük olasılıkla, yüksek enerjili gama ışınları da yayınlayabilirler. Gama ışın histogramlarının yüksek enerjili bölgesinde, düşük şiddetli tümsekler olarak ortaya çıkan bu gama ışınlarının incelenmesi ile, nükleer deformasyonlar ve nükleer yapı hakkında önemli bilgiler elde edilebilir. Bu çalışmada, Amerika ve Avrupa’da yeni geliştirilmiş olan gama ışını iz sürme tekniğinin yüksek gama ışın enerjilerindeki performansı, Monte Carlo simülasyonu ve iz sürme algoritmaları kullanılarak, AGATA iz sürme detektörleri için incelenmiştir. Yüksek enerjili bölgede (E > 10 MeV) baskın olan çift oluşum mekanizmasının, iz sürme işlemi sırasında etkin bir şekilde belirlenebilmesi ve Compton mekanizmasından ayrılabilmesi için ek bir yöntem önerilmiştir. Bu yöntem ile, 10 MeV enerjili gama ışınlarının ölçümünde yaklaşık % 20 oranında bir iyileşme sağlanmıştır.

Keywords

Gama ışını iz sürme, AGATA, yüksek enerjili gama ışını, çift oluşumu

References

V.F. Weisskopf ve D.H. Ewing, 1940. Statistical Compound Nucleus Model. Phys. Rev. 57, 472-485.
M. Goldhaber ve E. Teller, 1948. On Nuclear Dipole Vibrations. Phys. Rev. 74, 1046-1048.
O. Wieland vd., 2009. Search for the Pygmy Dipole Resonance in 68Ni at 600 MeV/Nucleon. Phys. Rev. Lett. 102, 092502.
S. Akkoyun vd., 2012. AGATA-Advanced Gamma Tracking Array. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 668, 26-58.
K. Vetter, 2001. GRETA: The Proof-of-Principle of Gamma-ray Tracking. Nucl. Phys. A 682, 286c-294c.
G.J. Schmid vd., 1999. A Gamma-ray tracking algorithm for the GRETA Spectrometer. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 430, 69-83.
J. Van der Marelve B. Cederwall, 1999. Backtracking as a Way to Reconstruct Compton Scattered Gamma-rays. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 437, 538-551.
F.C.L. Crespi, vd., 2007. A Pulse Shape Analysis Algorithm for HPGe Detectors. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 570, 459-466.
S. Agostinelli, vd., 2003. Geant4-A Simulation Toolkit. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 506, 250-303.
E. Farnea ve D. Bazzacco, 2003. Agata simulation code. LNL Annual Report 2003, 158.
D. Bazzacco, 2004. The Advanced Gamma Ray Tracking Array. Nucl. Phys. A 746, 248c- 254c.
J. Ljungvall ve J. Nyberg, 2005. A Study of Fast Neutron Interactions in High-Purity Germanium Detectors. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 546, 553-573.
A. Lopez-Martens, vd., 2004. A Gamma-ray Tracking Algorithms: A Comparison. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 533, 454-466.
A. Ataç, vd., 2009. Discrimination of Gamma-rays Due to Inelastic Neutron Scattering in AGATA. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 607, 554-563.
F.C.L. Crespi, vd., 2010. Measurement of 15 MeV Gamma-rays with the AGATA Cluster Detectors. LNL Annual Report, 58-59.
F. Recchia., 2008. In-Beam Test and Imaging Capabilities of the AGATA Prototype Detector. Universita Degli Studidi Padova PhD Thesis, 159s.
J. Simpson, 2005. The AGATA Project. J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 31, S1801-S1806.

Interactions of High-Energy Gamma Rays in AGATA Detectors

Year 2012, Volume: 33 Issue: 1, 20 - 33, 03.04.2012

Serkan Akkoyun

Abstract

In competition with light charged particles, high energy gamma rays may also be emitted with low probabilities following heavy-ion fusion-evaporation reactions. By investigation of these gamma rays which lie in high-energy region in the gamma ray spectra as low intensity bumps, important information concerning nuclear deformations and nuclear structure can be obtained. In this study, a new gamma-ray tracking technique which has recently been developed in Europe and in the USA was investigated for gamma-rays at high energies. This investigation was carried out by performing Monte Carlo simulations of high-energy gamma-rays for the new generation powerful AGATA gamma-ray tracking detectors and by using a gamma-ray tracking code. For the high energy region (E > 10 MeV) where the pair production is the dominant interaction mechanism, a complementary method was developed in order to improve the tracking algorithm for the pair production. With this method, an improvement of about 20 % was obtained for the measurement of 10 MeV gamma-rays.

Keywords

Gamma ray tracking, AGATA, high-energy gamma ray, pair production

References

V.F. Weisskopf ve D.H. Ewing, 1940. Statistical Compound Nucleus Model. Phys. Rev. 57, 472-485.
M. Goldhaber ve E. Teller, 1948. On Nuclear Dipole Vibrations. Phys. Rev. 74, 1046-1048.
O. Wieland vd., 2009. Search for the Pygmy Dipole Resonance in 68Ni at 600 MeV/Nucleon. Phys. Rev. Lett. 102, 092502.
S. Akkoyun vd., 2012. AGATA-Advanced Gamma Tracking Array. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 668, 26-58.
K. Vetter, 2001. GRETA: The Proof-of-Principle of Gamma-ray Tracking. Nucl. Phys. A 682, 286c-294c.
G.J. Schmid vd., 1999. A Gamma-ray tracking algorithm for the GRETA Spectrometer. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 430, 69-83.
J. Van der Marelve B. Cederwall, 1999. Backtracking as a Way to Reconstruct Compton Scattered Gamma-rays. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 437, 538-551.
F.C.L. Crespi, vd., 2007. A Pulse Shape Analysis Algorithm for HPGe Detectors. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 570, 459-466.
S. Agostinelli, vd., 2003. Geant4-A Simulation Toolkit. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 506, 250-303.
E. Farnea ve D. Bazzacco, 2003. Agata simulation code. LNL Annual Report 2003, 158.
D. Bazzacco, 2004. The Advanced Gamma Ray Tracking Array. Nucl. Phys. A 746, 248c- 254c.
J. Ljungvall ve J. Nyberg, 2005. A Study of Fast Neutron Interactions in High-Purity Germanium Detectors. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 546, 553-573.
A. Lopez-Martens, vd., 2004. A Gamma-ray Tracking Algorithms: A Comparison. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 533, 454-466.
A. Ataç, vd., 2009. Discrimination of Gamma-rays Due to Inelastic Neutron Scattering in AGATA. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 607, 554-563.
F.C.L. Crespi, vd., 2010. Measurement of 15 MeV Gamma-rays with the AGATA Cluster Detectors. LNL Annual Report, 58-59.
F. Recchia., 2008. In-Beam Test and Imaging Capabilities of the AGATA Prototype Detector. Universita Degli Studidi Padova PhD Thesis, 159s.
J. Simpson, 2005. The AGATA Project. J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 31, S1801-S1806.

There are 17 citations in total.

Details

Primary Language	Turkish
Subjects	Engineering
Journal Section	Editorial
Authors	Serkan Akkoyun
Publication Date	April 3, 2012
Published in Issue	Year 2012 Volume: 33 Issue: 1

Cite

APA	Akkoyun, S. (2012). AGATA Dedektörlerinde Yüksek Enerjili Gama Işın Etkileşmeleri. Cumhuriyet Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Bilimleri Dergisi, 33(1), 20-33.
AMA	Akkoyun S. AGATA Dedektörlerinde Yüksek Enerjili Gama Işın Etkileşmeleri. Cumhuriyet Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Bilimleri Dergisi. September 2012;33(1):20-33.
Chicago	Akkoyun, Serkan. “AGATA Dedektörlerinde Yüksek Enerjili Gama Işın Etkileşmeleri”. Cumhuriyet Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Bilimleri Dergisi 33, no. 1 (September 2012): 20-33.
EndNote	Akkoyun S (September 1, 2012) AGATA Dedektörlerinde Yüksek Enerjili Gama Işın Etkileşmeleri. Cumhuriyet Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Bilimleri Dergisi 33 1 20–33.
IEEE	S. Akkoyun, “AGATA Dedektörlerinde Yüksek Enerjili Gama Işın Etkileşmeleri”, Cumhuriyet Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Bilimleri Dergisi, vol. 33, no. 1, pp. 20–33, 2012.
ISNAD	Akkoyun, Serkan. “AGATA Dedektörlerinde Yüksek Enerjili Gama Işın Etkileşmeleri”. Cumhuriyet Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Bilimleri Dergisi 33/1 (September 2012), 20-33.
JAMA	Akkoyun S. AGATA Dedektörlerinde Yüksek Enerjili Gama Işın Etkileşmeleri. Cumhuriyet Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Bilimleri Dergisi. 2012;33:20–33.
MLA	Akkoyun, Serkan. “AGATA Dedektörlerinde Yüksek Enerjili Gama Işın Etkileşmeleri”. Cumhuriyet Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Bilimleri Dergisi, vol. 33, no. 1, 2012, pp. 20-33.
Vancouver	Akkoyun S. AGATA Dedektörlerinde Yüksek Enerjili Gama Işın Etkileşmeleri. Cumhuriyet Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Bilimleri Dergisi. 2012;33(1):20-33.