Monte-Carlo simulation of response of semiconductor detectors for radionuclide identification devices

Abstract

Wide band-gap semiconductor detectors have good application prospects in the compact systems intended for detecting low-level radiation and identifying radionuclides. In the present work, the algorithm of identification of radionuclides and determination of their quantitative characteristics was researched. The responses of CdZnTe- and TlBr-detectors to radiation from ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ⁴⁰K, ¹³¹I and ⁶⁰Co were simulated by Monte-Carlo method via GEANT4 v. 4.9.6 package for realization of this algorithm. It allowed us to create a databases of spectral signatures for the investigated detectors and to use them as input data for the regression model.

Широкозонні напівпровідникові детектори перспективні для використання в компактних системах, призначених для реєстрації низькоенергетичного випромінювання та ідентифікації радіонуклідів. У даній роботі досліджувався алгоритм ідентифікації радіонуклідів та визначення їх кількісних характеристик. Для реалізації даного алгоритму були промодельовані за допомогою GEANT4 відгуки напівпровідникових CdZnTe- і TlBr-детекторів на випромінювання ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ⁴⁰K, ¹³¹I та ⁶⁰Co. Це дозволило створити бази спектральних сигнатур для досліджуваних детекторів і використати їх в якості вхідних даних для регресійної моделі.

Широкозонные полупроводниковые детекторы перспективны для использования в компактных системах, предназначенных для регистрации низкоэнергетического излучения и идентификации радионуклидов. В данной работе исследовался алгоритм идентификации радионуклидов и определения их количественных характеристик. Для реализации данного алгоритма были промоделированы с помощью GEANT4 отклики полупроводниковых CdZnTe- и TlBr-детекторов на излучение ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ⁴⁰K и ⁶⁰Co. Это позволило создать базы спектральных сигнатур для исследуемых детекторов и использовать их в качестве входных данных для регрессионной модели.