Gamaların çeşitli ortamlardan geri saçılmalarının Monte Carlo yöntemiyle incelenmesi

Abstract

Gama ışınlarının bir ortamdan geri saçılması; radyasyondan korunma, endüstriyel ve medikal uygulamalar, radyasyon dozimetri ve tahribatsız test gibi konularda temel öneme sahiptir. Compton saçılması nedeniyle fotonlar dışarı çıkmadan önce materyal (hedef) içinde bir dizi saçılmaya uğrar. Hedefin kalınlığı arttıkça saçılmalar, enerji zayıflayarak devam eder, tekli ve çoklu saçılma olaylarıyla sonuçlanır. Bu çalışmada 279, 662, 1250 ve 2100 keV enerjili gama ışınları, dilim geometrili metalik, biyolojik ve koruyucu materyallerde Monte Carlo yöntemiyle izlenerek, çeşitli kalınlıklardaki bu materyallerden geri saçılma şiddet ve enerji olasılıklarıyla enerji dağılımları hesaplanmıştır. Ayrıca çoklu saçılan gamaların enerji dağılımları, sonsuz geometrili ortamlarda da incelenmiştir. Monte Carlo hesapları, deneysel sonuçlar ve diğer Monte Carlo hesapları ile karşılaştırılmış, ayrıntılı sonuçlar ve tartışmalar çalışmada sunulmuştur.

The backscattering of gamma rays from a target is of fundamental importance in radiation shielding, industrial and medical applications, radiation dosimetry and non-destructive testing. In Compton scattering, incident photons undergo a number of scatterings within the material (target) before exiting it. The gamma rays continue to soften in energy as the number of scatterings increases in thick target, and results in the generation of singly and multiply scattered events. In this study, the energy distribution of backscattered gamma rays with the backscattering intensity and energy probabilities were calculated by using the Monte Carlo method for metallic, biological and shielding materials having various thicknesses of slab geometry targeted with gamma rays of 279, 662, 1250 and 2100 keV energy. In addition, the energy distributions of multiply scattered gamma rays were also studied for the infinite geometry materials. The results were presented and discussed in detail by comparing with experimental results and other Monte Carlo calculations.