Dead Time Correction at X and Gamma-Rays Detectors - Part 1-Differantial Correction

Year 2014, Volume: 4 Issue: 2, 134 - 143, 27.01.2015

Salih Mustafa Karabıdak

https://doi.org/10.17714/gufbed.2014.04.011

Abstract

The counting systems consisting of electronics devices are used for detection of radiation due to X and Gamma rays. Main reason for the dead time in counting system is these electronic devices. As a result of this dead time, the counting losses occur.  The counting loss also means the loss of the counting rate. Determination of the counting rate losses in quantitative and qualitative analysis become a vital step for correction analysis. Therefore, the counting rate correction required for counting system is of great importance. These counting losses in spectrometry are due to the pulse pile-up, paralyzable and non-paralyzable system dead time or dual and triple combination of these three mechanisms. Paralyzable and non-paralyzable models are well-known and frequently used for correction of counting rate losses dependent on the system dead time. However, these two models do not provide enough correction at medium and high counting rates. Therefore, new models for corrections of counting rate losses are needed.

Keywords

Peaking time, Resolving time, Dead time, Counting losses, Semiconductor detectors

X ve Gama-Işını Dedektörlerinde Ölü Zaman Düzeltmesi - Kısım 2-Diferansiyel Düzeltme

Abstract

Elektronik aygıtlardan müteşekkil olan sayma sistemleri X ve Gama ışınlarından ileri gelen radyasyonun belirlenmesinde kullanılır. Sayma sisteminde ölü zamanının ana nedeni sayma sistemini oluşturan bu elektronik aygıtlardır. Bu ölü zamanın sonucu olarak ta sayma kayıpları yaşanır. Sayma kaybı aynı zamanda sayma oranı kaybı anlamına da gelmektedir. Nicelik (kantitatif) ve nitelik (kalitatif) analizlerinde sayma kaybı oranının tahmini analizin doğruluğu için hayati bir meseledir. Bu nedenle sayma sistemleri için istenilen sayma oranı düzeltmesi büyük bir öneme sahiptir. Spektrometrelerdeki bu sayma kayıpları yığılma pulsları, uzatılan ve uzatılmayan sistem ölü zamanlarından veya bu üç mekanizmanın ikili ve üçlü bileşimlerinden meydana gelir. Sistem ölü zamanına bağlı sayma oranı kayıplarının düzeltilmesi için uzatılan ve uzatılmayan modeller iyi bilinir ve sıklıkla kullanılır. Bununla birlikte bu iki model orta ve yüksek sayma oranlarında istenilen düzeltmeyi sağlayamamaktadırlar. Bu yüzden sayma oranı kayıplarını telafi etmek için yeni modellere ihtiyaç duyulmaktadır. 

Keywords

Pikleşme zamanı, Ayırma zamanı, Ölü Zaman, Sayma kaybı, Yarıiletken dedektör.

References

• Berger, M.J. ve Hubbell, J.H., 1987 XCOM: Photon cross-sections on a personnel computer (version 1.2), NBSIR853597, National Bureau of Standarts, Gaithersburg, MD, USA, for version 1, 1999, <http://physics.nist.gov/>.
• Choi, H. D., 2009, Counting statistics distorted by two dead times in series which end with an extended type dead time, Nuclear Instruments and Methods A, 599, 251-259.
• Evans, R. D., 1955, The Atomic Nucleus, MacGraw-Hill, Bombay, 503 p.
• Galushka, A. N., 2013, Diferansiyel ve integral ölü zaman düzeltme üzerine bir tartışma, S. M. Karabıdak ile eposta üzerinden iletişimle.
• Gardner, R. P. ve Liu, L., 1997, On extending the accurate and useful counting rate range of GM counter detector systems, Applied and Radiation Isotopes, 48, 1605-1615.
• Hashimoto, K. ve Yamada, S., 1999, Counting losses due to saturation effects of scintillation counters at high counting rates, Nuclear Instruments and Methods A, 438, 502-5
• Karabıdak, S. M., Çevik, U. ve Kaya, S., A new method to compensate for counting losses due to system dead time, Nuclear Instruments and Methods A, 2009, 361-364.
• Karabıdak, S.M., Kaya, S., Çevik, U. ve Çelik A., 2011, Determination of proper peaking time for UltraLEGe detector, Radiation Measurements, 46, 446-450.
• Karabıdak, S. M. ve Çevik, U., 2013, Decaying source model: alternative approach to determination of true counting rates at X and Gamma ray counting systems, Radiation Measurements, 58, 18-23.
• King, S. H. Ve Lim, C. B., 1985, Pulse pileup, dead time, derandomization, and count rate capability in scintillation gamma cameras, IEEE Transactions on Nuclear Sciences, 32, 807-810.
• Knoll, G. F., 2000, Radiation Detection and Measurement, Third Edit., Wiley, New York, 802 p.
• Kurbatov, J. D. ve Mann H. B., 1945, Correction of G-M counter data, Physical Review, 68, 40-43.
• Ruark, A. E. ve Devol, L., 1935a, Theory of radioactive fluctuations, Physical Review, 48, 772-772
• Ruark, A. E. ve Devol, L., 1935b, The general theory of fluctuations in radioactive disintegration, Physical Review, 49, 355-36
• Rutherford, E., Geiger, H. ve Bateman, H., The probability variations in the distribution of α particle, Philosophical Magazine, 20, 69870
• Schiff, L. I., 1935, Statistical analysis of counter data, Physical Review, 50, 88-9