GAMA SPEKTROSKOPİSİNDE FOTOPİK ŞİDDETİNİ HESAPLAMAK İÇİN FARKLI ALGORİTMALAR KULLANARAK NUMERİK VE SAYISAL ANALİZLERİN YAPILMASI

Abstract

Gama spektroskopisi nükleer fizikte uygulaması yaygın olan bir alandır. Genel itibariyle, gama ışını yayan radyoaktif bir kaynağın spektrumu incelenirken karşılaşılabilecek yöntemler iyi irdelenmelidir. Yöntemlerin farklılıklarına göre, alınacak çözümler için çıkacak sonuçlar ve hata payları da farklılık gösterecektir. Yöntemsel olarak analiz adımlarını açık ve net olarak adım adım belirtmek önem taşımaktadır. Bu işlemleri yaparken, 60Co çekirdeğinden aldığımız spektrum örnek teşkil etmesi için derinlemesine incelenmiştir. İlk etapta elektromanyetik dalgaların madde ile etkileşiminden ve dedektörlerden kısaca bahsedilip, sonrasında fotopik alanı sayım analizlerinden derinlemesine bahsedilmiştir. Bilgisayarımızda yüklü olan MAESTRO isimli, A65-B32 modelli ve 6.08 sürümlü yazılımı kullanarak NaI(Tl) sintilasyon dedektörü vasıtasıyla, istenen numunenin sayım sayıları dijital ortama aktarılmıştır. Analiz için gerekli kanal başına düşen sayım sayıları, gama spektrumu için MAESTRO’nun bize sunduğu ASCII SPE formatlı kayıt seçeneğiyle kolaylıkla kaydedilip, herhangi bir metin belgesi okuyucusuyla rahatlıkla açılıp, okunabilmektedir. Bu işlenmemiş veriyi alarak, seçtiğimiz C++ programlama dili ve ROOT veri analizi ara yüzüyle ya da alternatif olarak basitçe EXCEL dokümanıyla üzerinde işlemler yaparak analiz edebilmekteyiz. Analiz edilmiş ve işlenmiş bu veri, daha sonra bizim için kendimizin geliştireceği yöntem ile daha önceleri denenmiş ve geliştirilmiş farklı algoritmalar ile kıyaslanmıştır. Son olarak ise veriler tablolara ve grafiklere dökülmek suretiyle yorumlanarak, kendi ürettiğimiz yöntemin etkililiği, verimliliği ve uygulanabilirliği gösterilmiştir. Bu çalışmamızda, gama piklerinin altında kalan alanların her türlü numerik ve analitik analizlerini yapmak üzere belli başlı yöntemlere yer verilmiştir. Bunlardan bazıları şöyle sıralanabilir: ✓ Covell Yöntemi ✓ TPA Yöntemi ✓ Gilmore’un TPA Yöntemi ✓ Maestro Software Yöntemi ✓ Gauss Fit Yöntemi Kullanılan bu yöntemlerde toplam pik alanı bulunmuş daha sonra net alanı bulmak amacıyla tabansayım olarak adlandırdığımız bölgenin alanını tayin etmek için geliştirilen farklı numerik veya analitik yöntemler kıyaslanıp, net alanlar tablolarla sunulmuştur. Görülen sonuçlar bize, genel anlamda tabansayımı sonuçlarının seçilen yöntemden yönteme değişeceğini, bununda net alan cevaplarını ve hatalarını etkileyeceğini göstermiştir. Ayrıca, pratiklik açısından analitik yöntemler ve kodlama stratejilerinin işlemlerdeki zaman kaybını azalttığı ve daha çok fit algoritmasını veya yöntemi tek seferde test etme üstünlüğünü bize verdiği görülmüştür. Bu net sayımlarının daha sonrasında radyoaktif materyallerin aktivite veya doz hesaplamalarında kullanılacağı bilinmelidir. Yani, bütün bu yöntemler ve net alan hesaplamaları aslında, diğer hesaplamalara taban hazırlar.