GO-009

2015-10-22

2016-10-22

Symulacja rozproszeń wielokrotnych promieniowania gamma w materii.

prof. Eugeniusz Żukowski

Korzystając z metody Monte Carlo wykonuje się symulacje rozpraszania fotonu o energii w zakresie promieniowania gamma na elektronach w próbce określonego materiału. Śledząc „losy” kilkuset (lub więcej) milionów fotonów, rejestrowane jest końcowe widmo promieniowania rozproszonego w wyniku trzech procesów: rozpraszanie sprężyste (Rayleigha), absorpcja fotonów w efekcie fotoelektrycznym oraz rozpraszanie Comptona ze zmianą energii. Program śledzi fotony po rozproszeniu jednokrotnym, dwukrotnym i trzykrotnym do momentu ich wyjścia z próbki w określony kąt bryłowy. W eksperymencie chcemy mierzyć „czyste” widmo fotonów rozproszonych komptonowsko na elektronach swobodnych w określony kąt bryłowy. W wyniku efektu Dopplera wynikającego z ruchu elektronów, widmo fotonów rozproszonych pod zadanym kątem w stosunku do wiązki promieniowania naświetlającego próbkę, ma określony rozkład energii. Niestety, na to widmo nakłada się również widmo fotonów rozproszonych wielokrotnie w próbce i wychodzących w ten sam kąt bryłowy, określony przez kolimatory na drodze próbka-detektor promieniowania gamma. Odejmując od widma zarejestrowanego przez detektor wysymulowane widmo rozproszeń wielokrotnych, otrzymujemy w efekcie oczekiwane widmo fotonów rozproszonych jednokrotnie na elektronach próbki w efekcie Comptona. Z tego widma w wyniku dalszej analizy otrzymuje się tzw. profil Comptona, który odzwierciedla rozkład pędów elektronów w danej próbce.