Studio di modelli equivalenti per la simulazione con il codice PENELOPE della risposta in efficienza di un rivelatore HPGe

Abstract

La simulazione della risposta di un rivelatore HPGe con l’impiego di codici Monte Carlo è una tecnica ormai diffusamente impiegata e particolarmente utile per la valutazione di efficienze quando non sono disponibili standards di calibrazione con stessa forma e composizione del campione in esame. Il risultato della simulazione dipende dalla conoscenza più o meno dettagliata delle caratteristiche del rivelatore, atte a definire un “modello” dello stesso. Per evidenziare anche quelle parti non definite nella certificazione del costruttore, solitamente si effettua una radiografia del rivelatore fatta eccezione per i casi in cui non è realizzabile pena lo smontaggio della struttura di schermatura e la perdita dei dati di precedenti calibrazioni. In questo lavoro, in mancanza di alcuni dati sul rivelatore, sono stati studiati e adottati alcuni modelli “equivalenti” attribuendo le incertezze del modello ad uno solo dei parametri, nella fattispecie lo strato morto del rivelatore, mantenendo invariati gli altri dati forniti dalla casa costruttrice. Con questa tecnica, utilizzando il codice Monte Carlo PENELOPE nella versione 2011, è stata simulata la risposta in efficienza di una catena spettrometrica basata su un rivelatore ORTEC GEM-50195S, installata all’interno di un bunker “basso fondo” nel Dipartimento DEIM dell’Università di Palermo. La validazione sperimentale del modello “equivalente” è realizzata confrontando i risultati della simulazione con quelli di misure spettrometriche di sorgenti puntiformi calibrate fornite dal CEA in diverse geometrie di misura, o sorgenti già caratterizzate in precedenza quali la geometria “pacchetto-filtro” e il classico contenitore Marinelli. Si è potuto verificare che, come noto, le caratteristiche del rivelatore si modificano nel tempo e i modelli “equivalenti” da utilizzare nelle simulazioni devono essere continuamente rideterminati, come pure le misure sperimentali di efficienza devono essere periodicamente ripetute anche per la stessa geometria di misura.