Projekte (Praktika)

In klinischen Diagnostik-Messungen werden Freiluftkammern oft zur Kalibrierung der Geräte genutzt. Aufgrund der in den Detektoren vorhandenen Luft und mehrerer weiterer Faktoren muss die gemessene Strahlendosis korrigiert werden. In der Vergangenheit wurden diese Korrekturfaktoren mithilfe direkter/indirekter Messungen oder Simulation vor Ort berechnet. In dieser Arbeit wollten wir die vorliegenden Ergebnisse aus den frühen 2000er replizieren und gegebenenfalls aktualisieren/verbessern. Um das zu erreichen wurden neue Simulationen mithilfe der Software MCNP durchgeführt. Um die einzelnen Beiträge der unterschiedlichen Korrekturfaktoren genau bestimmten zu können war es notwendige die exakten Teilchenbahnen der Simulationen zu rekonstruieren. Dazu entwickelte ich ein Programm, genannt "PTRAC-Analyzer" welches die von MCNP erzeugten PTRAC Dateien analysierte und die entsprechenden Korrektionsfaktoren berechnete.

Diese Projekt war grundlegend ziemlich ähnlich zum vorhergehenden (siehe weiter unten), allerdings mit einer komplett anderen physikalischen Motivation. Das Ziel in dieser Arbeit war es das emittierte Spektrum einer Röntgenröhre, welche in klinischen Diagnose-Messungen verwendete werden, aus dem tatsächlich gemessen zu berechnen. Auch hier tritt nämlich das selbe Problem wie für Gammastrahlen auf, und zwar, dass das gemessen Spektrum aufgrund von Streuungen in und um den Detektor vom tatsächlich ausgesendeten abweicht. Um die Berechnungen durchzuführen wurden nieder-energetische Photon-Transport Simulation in Luft mithilfe der Software MCNP für verschiedene Detektorarten durchgeführt (z.B. HPGe-Detektoren).
Als Nebenprodukt dieses Projekts entwickelte ich eine graphische Benutzeroberfläche für die MitarbeiterInnen in den Seibersdorf Laboratories, um aus den gemessenen Röntgenspektren einfach die tatsächlich emittierten Spektren für unterschiedliche Detektoren berechnen zu können.

Wie bereits in Zur Person erwähnt,  war dieses Projekt bei den Seibersdorf Laboratories zugleich meine Bachlor-Arbeit. Das Ziel der Arbeit war es das Signal-zu-Hntergrund-Verhältnis eines Portalmonitors (ein Strahlungsdetektor welcher hauptsächlich bei Mülldeponien verwendet wird) zu verbessern. Dazu wollten wir den Einfluss unterschiedlicher Bleiabschirmung in und um den Detektor austesten. Da die Produktion dieser Abschirmungen allerdings sehr kostspielig sein kann, sollte zuerst mithilfe von Monte-Carlo Simulationen dieser Detektionsprozess für unterschiedliche Abschirmungen nachgestellt und daraus resultierend dann die entsprechende Abschirmung produziert werden. Dafür wurde die Monte-Carlo-Transport-Software MCNP verwendet.
Damit die Ergebnisse aussagekräftig waren, war es zusätzlich notwendig Gammaspektren einer sogenennaten Entfaltung zu unterziehen. Um die Hintergrundstrahlung in der Simulation möglichst realistisch darzustellen wurden Umgebungsspektren gemessen und dann entfalten um physikalische Prozesse in und um den Detektor (z.B. Streuungen) aus dem Messergebnis zu entfernen. Diese entfalteten Spektren dienten dann als Hintergrundstrahlungen für die weiteren Simulationen.