Συμβολή στην ανάπτυξη φασματοσκοπικού ανιχνευτή γ-ακτινοβολίας με δυνατότητα προσδιορισμού της χωρικής κατανομής των πηγών ραδιενέργειας

Abstract

This PhD thesis investigates the detection of point and extended gamma radioactive sources in the three-dimensional space, exploiting the triangulation method, applied on two γ-cameras with coded apertures in front of pixelated, CdTe, spectroscopic detectors. Also, the PhD Thesis contributes to the development and the design of the gamma cameras and the selection of the coded aperture technique. These were based on the CdTe pixelated detectors, provided by the COCAE research team, "Cooperation across Europe for Cd (Zn) Te based Security Instruments" (FP7-SEC 218000), as detectors for the development and testing of techniques for identifying radioactive sources in space. The PhD thesis studies the above problem:•combining the technique of coded apertures with the triangulation method to locate radioactive sources in the three-dimensional space,•analyzing it with the Monte-Carlo simulation code, developed for this application, with emphasis on its rapid response and aiming at selecting the optimal design parameters of the coded apertures and their geometrical combination with the pixelated detectors,•conducting measurements with point and extended radioactive sources of gamma rays in order to characterize the experimental device in terms of its performance, positioning accuracy and spatial resolution.The PhD Thesis consists of nine (9) main chapters numbered from one (1) to nine (9), the bibliography and an extensive abstract in English.

Η παρούσα Διδακτορική Διατριβή (ΔΔ) μελετά τον εντοπισμό σημειακών και εκτεταμένων ραδιενεργών πηγών γ-ακτινοβολίας στον τρισδιάστατο χώρο με την μέθοδο του τριγωνισμού, αναπτύσσοντας δύο γ-κάμερες με ψηφιδωτούς, φασματοσκοπικούς ανιχνευτές-ημιαγωγούς CdTe και κωδικοποιημένα διαφράγματα (ΚΔ). Ο σχεδιασμός των γ-καμερών και η επιλογή της τεχνικής εντοπισμού των κωδικοποιημένων διαφραγμάτων βασίστηκαν στα χαρακτηριστικά των ψηφιδωτών ανιχνευτών-ημιαγωγών CdTe που διέθετε η ομάδα του ερευνητικού προγράμματος COCAE “Cooperation across Europe for Cd(Zn)Te based Security Instruments” (FP7-SEC 218000), ως ανιχνευτές για την ανάπτυξη και δοκιμή τεχνικών εντοπισμού και ταυτοποίησης ραδιενεργών πηγών στον χώρο. Η ΔΔ μελετά το παραπάνω πρόβλημα:•συνδυάζοντας την τεχνική των κωδικοποιημένων διαφραγμάτων με την μέθοδο τριγωνισμού, για τον εντοπισμό ραδιενεργών πηγών στον τρισδιάστατο χώρο,•αναλύοντας το με κώδικα προσομοίωση Monte-Carlo, που αναπτύχθηκε για την συγκεκριμένη εφαρμογή, με έμφαση στην γρήγορη απόκρισή του και σκοπό την επιλογή των βέλτιστων σχεδιαστικών παραμέτρων των κωδικοποιημένων διαφραγμάτων και του γεωμετρικού συνδυασμού τους με τους ψηφιδωτούς ανιχνευτές,•διεξάγοντας μετρήσεις με σημειακές και εκτεταμένες ραδιενεργές πηγές ακτίνων γ με σκοπό τον χαρακτηρισμό της πειραματικής διάταξης ως προς την απόδοσή της, την ακρίβεια εντοπισμού θέσης και την χωρική διακριτική ικανότητα. Η Διδακτορική Διατριβή (ΔΔ) αποτελείται από εννιά (9) κύρια κεφάλαια αριθμημένα από το ένα (1) έως το εννιά (9), τη βιβλιογραφία και εκτεταμένη περίληψη στην αγγλική γλώσσα.