Elektronički dozimetrijski detektorski sustav za vremenski razlučiva mjerenja impulsnih polja ionizirajućega zračenja

disertacija

• Naslov (engleski): Electronic Dosimetric Detector System for Time-resolved Measurements of Pulsed Ionizing Radiation Fields
• Autor: Luka Pavelić
• Mentor: Igor Lacković (mentor)
• Mentor: Marija Surić Mihić (komentor)
• Član povjerenstva: Igor Lacković (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet elektrotehnike i računarstva; (Zavod za elektroničke sustave i obradbu informacija); Zagreb
• Datum i država obrane: 2021, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Elektrotehnika
• Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC): 621.3 - Elektrotehnika

Sažetak

Većina modernih elektroničkih generatora ionizirajućeg zračenja radi u impulsnom načinu rada ili koristi kratke ekspozicije trajanja do deset sekundi što ih svrstava u impulsne izvore zračenja. Donedavno je većina elektroničkih dozimetara bila konstruirana isključivo za mjerenje kontinuiranih izvora zračenja. Istraživanja radnih značajki elektroničkih dozimetara u impulsnim poljima u posljednjih deset godina pokazala su ozbiljne nedostatke u smislu točnosti, vremenske rezolucije i energijskog odziva. U ovom radu predložena je arhitektura elektroničkog dozimetrijskog detektorskog sustava koja omogućuje vremenski razlučivo mjerenje ambijentalnog doznog ekvivalenta H*(10) i brzine ambijentalnog doznog ekvivalenta dH*(10)/dt u impulsnim poljima ionizirajućeg zračenja s naglaskom na izvore prisutne u medicini. U tu svrhu izrađen je scintilacijski detektor s kristalom natrijeva jodida dopiranog talijem i silicijskim fotomultiplikatorom. Monte Carlo simulacijom transporta čestica kroz tvari za detektor razvijena je inovativna metoda energijske kompenzacije uporabom energijskog kompenzacijskog filtra. Njegova uporaba omogućuje integraciju izlaznog signala detektora što je rezultiralo povećanjem dinamičkog raspona za faktor 70 u odnosu na slične mjerne instrumente. Detektorski je sustav karakteriziran i validiran eksperimentalno uz impulsnu pobudu rendgenske cijevi i u snopu i za raspršeno zračenje, pri čemu je prikazana visoka razlučivost mjerenja ambijentalnog doznog ekvivalenta i njezine brzine. Postignuta vremenska razlučivost predstavlja poboljšanje za tri reda veličine u odnosu na trenutno komercijalno dostupne dozimetre.

Sažetak (engleski)

Majority of modern electronic generators of ionizing radiation work in pulsed regime or use short exposures up to ten seconds in duration, which classifies them as pulsed sources of ionizing radiation. Up to recently, most of electronic dosimeters were designed only for measurement of continuous sources of ionizing radiation. Investigation of their performance in last ten years has revealed some serious limitations concerning measurement accuracy, time resolution and energy response. This doctoral thesis proposed the architecture of dosimetric detector system which would enable time-resolved measurements of ambient dose equivalent H*(10) and H*(10) rate whose main purpose is measurement of pulsed ionizing radiation fields with the accent on sources present in medicine. For that purposes, the scintillation detector was made with thallium doped sodium iodide crystal and silicon photomultiplier. By means of Monte Carlo simulations of particle transport trough matter, an innovative method for energy compensation of the detector was developed employing energy compensation filter. Use of such filter enabled integration of the signal at the detector output, which resulted with increasing the dynamic range for the factor 70 when compared with similar dosimeters. Detector system was characterized and validated wherein was demonstrated high resolution for measurements of ambient dose equivalent and its rate. Achieved time resolution demonstrates improvement over commercial dosimeters for three orders of magnitude.

• Ključne riječi: dozimetrija zračenja; impulsna polja ionizirajućeg zračenja; detektori ionizirajućeg zračenja; scintilacijski detektori; Monte Carlo simulacije
• Ključne riječi (engleski): radiation dosimetry; pulsed ionizing radiation fields; ionizing radiation detectors; scintillation detectors; Monte Carlo simulations
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:510695
• Studijski program: Naziv: Elektrotehnika; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: poslijediplomski znanstveni (doktorski); Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica znanosti, po-dručje tehničkih znanosti (dr. sc.)
• URL zapisa u katalogu: http://lib.fer.hr/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=52614
• Vrsta resursa: Tekst
• Opseg: 105 str.
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2022-04-27 12:02:25