Detector contamination monitoring system for Finnish radiation early warning network
Authors
Date
2020Copyright
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Tässä pro gradu -tutkielmassa kehitettiin ilmaisimen pinnan kontaminaation mittausjärjestelmää Suomen ulkoisen säteilyn valvontaverkon uuden sukupolven säteilymittausaseman gammailmaisimeen. Ydinvoimalaonnettomuuksissa ja ydinräjähdyksissä ilmakehään voi vapautua suuria määriä radioaktiivisia aineita, jotka voivat kiinnittyä gammailmaisimen ulkopinnalle. Pinnalle kiinnittyneet radioaktiiviset aineet voivat aiheuttaa virheellisiä mittaustuloksia. Pintakontaminaation mittausjärjestelmä toteutettiin ohuella muovituikeaineella, jonka avulla ilmaisimen ulkopuolelle kiinnittyneiden radioaktiivisten aineiden lähettämää beetasäteilyä mitattiin ja näin ilmaisimen kontaminaatiotasoa voitiin arvioida. Tässä tutkielmassa kontaminaatiomittausjärjestelmästä kehitettiin kaksi konfiguraatiota ja tutkimuksissa määritettiin kunkin konfiguraation beetasäteilyn havaitsemistehokkuus sekä tutkittiin muovituikesignaalin vaimenemisesta johtuvaa valonkeräystehokkuuden heikentymistä. Lisäksi tutkielmassa demonstroitiin pulssimuotoanalyysitekniikoiden käyttöä tuikesignaalien erottelemiseksi phoswich-tyyppisissä monituikekidejärjestelmissä.
Tutkielmassa ohuella muovituikeaineella havaittiin olevan erittäin hyvä beetasäteilyn havaitsemistehokkuus. Kuitenkin tutkituissa konfiguraatiossa valonkeräys muovituikemateriaalista jäi todella heikoksi, mikä heikensi muovituikesignaalin näkymistä valomonistinputkella. Jatkotutkimuksissa valonkeräystehokkuutta muovituikeaineesta tulisi parantaa, mikäli kontaminaatiomittausjärjestelmä otettaisiin käyttöön Suomen säteilyvalvontaverkossa.
...
This MSc thesis demonstrated a contamination monitoring system to be installed in the detector of the next generation radiation monitoring stations planned for the Finnish radiation early warning network. Severe nuclear incidents can result in a large-scale release of airborne radioactive contamination, which can be deposited on the outer surfaces of the detector and could falsify the data collected with the gamma-ray detector. The contamination monitoring system was based on using a thin plastic scintillator to measure the beta radiation emitted by the deposited radionuclides. In this thesis, two viable configurations were developed to demonstrate the contamination monitoring system. Experiments were done to determine the beta counting efficiency and light collection of each configuration. As the detector will contain a novel phoswich based gamma-ray detector, pulse shape discrimination techniques were investigated for the separation of scintillation signals.
The thin plastic scintillator was found to be very efficient for detecting beta radiation. Moreover, the demonstrated configurations suffered a tremendous loss of scintillation light and resulted in a weak signal to be measured. A means to improve the light collection efficiency should be researched if the system is incorporated into the detector in the future.
...
Keywords
Metadata
Show full item recordCollections
- Pro gradu -tutkielmat [29124]
Related items
Showing items with similar title or keywords.
-
Development of a telescope detector for Sr-90 detection
Hussain, Junaid (2022)Nuclear catastrophes and accidents release harmful fission products containing long-lived (Se-79, Zr-93, Tc-99, Pd-107, Sn-126, I-129, and Cs-135) radioisotopes having half-life of hundreds of thousands or millions of years ... -
Distinguishing different radioactive sources with operative plastic scintillators
Virkki, Olli (2018)Muovisia tuikeilmaisimia käytetään laajasti säteilyvalvonnassa sekä teollisuudessa että rajavalvonnassa. Niiden suhteellisen matalat materiaalikustannukset, massatuotantokyky, tuikemateriaalin nopeus sekä suuret koot ... -
Radioactivity control strategy for the JUNO detector
The JUNO collaboration (Springer Science+Business Media, 2021)JUNO is a massive liquid scintillator detector with a primary scientific goal of determining the neutrino mass ordering by studying the oscillated anti-neutrino flux coming from two nuclear power plants at 53 km distance. ... -
Prototype surface contamination monitor with positional sensitivity
Celik, Oskar (2022)Tässä työssä rakennettiin prototyyppi pintakontaminaatiomittarista, joka kykeni erottamaan alfa- ja beetasäteilyn toisistaan ja samanaikaisesti mittaamaan kyseisten säteilylähteiden paikan. Motivaationa tälle työlle toimi ... -
Characterization of a cylindrical plastic β-detector with Monte Carlo simulations of optical photons
Guadilla, V.; Algora, A.; Tain, J. L.; Agramunt, J.; Äystö, Juha; Briz, J. A.; Cucoanes, A.; Eronen, Tommi; Estienne, M.; Fallot, M.; Fraile, L. M.; Ganioğlu, E.; Gelletly, W.; Gorelov, Dmitry; Hakala, Jani; Jokinen, Ari; Jordan, D.; Kankainen, Anu; Kolhinen, Veli; Koponen, Jukka; Lebois, M.; Martinez, T.; Monserrate, M.; Montaner-Pizá, A.; Moore, Iain; Nácher, E.; Orrigo, S. E. A.; Penttilä, Heikki; Pohjalainen, Ilkka; Porta, A.; Reinikainen, Juuso; Reponen, Mikael; Rinta-Antila, Sami; Rubio, B.; Rytkönen, Kari; Shiba, T.; Sonnenschein, Volker; Valencia, E.; Vedia, V.; Voss, Annika; Wilson, J. N.; Zakari-Issoufou, A.-A. (North-Holland, 2017)In this work we report on the Monte Carlo study performed to understand and reproduce experimental measurements of a new plastic β-detector with cylindrical geometry. Since energy deposition simulations differ from the ...