NEDA geometrisi

Neutron Wall‘de olduğu gibi NEDA‘nın detektörlerinin de üç bölmeden oluşması, bir kenar uzunluğunun 140 mm olması ve detektör derinliğinin 159,12 mm olması kararlaştırılmıştır. (Şekil 4.2) Ancak, Neutron Wall detektörlerinden farklı olarak, modülariteyi korumak amacı ile bu bölümlerden her biri aynı uzunlukta altı kenara sahiptir (Şekil 4.3).

28

Şekil 4.3 NEDA detektörleri için başlangıç noktası.

Detektörlerin üç bölmeden oluşması ve her bölmenin birinin aynı uzunlukta altı kenara sahip olması başlangıç noktası olarak önerilirken, detektörlerin boyutları ise Neutron Wall detektörlerine benzetilmiştir.

Bu geometri temelde modülarite ön planda tutularak benimsenmiştir. Şekilde taralı alanlar detektörün bölmelerini, açık alanlar ise boşlukları göstermektedir. Her bir boşluk komşu detektörün bir bölmesinin bir köşesine denk gelmektedir. Detektörlerin düz bir geometriye sahip olması, ayrı ayrı her bir detektörün kaynaktan istenilen uzaklığa konulmasını sağlamaktadır. Bu özellik ile detektörlerin tasarlanması sırasında ön planda tutulan çoklu ölçüm olasılığı daha serbest bir şekilde incelenmektedir.

Şekil 4.3‘te görülen geometri, Linux‘ta kolaylıkla erişilebilecek olan Q-Cad programı ile elde edilmiştir. Bu program ile altıgenlerin her bir noktasının yeri (koordinatı) rahatlıkla belirlenebilmektedir. Altıgenleri oluşturan noktaların koordinatları, simülasyonların yapılacağı programda detektörlerin oluşturulması için önem taşımaktadır. Dr. E. Farnea tarafından yazılan ve Geant4 tabanlı olan NArray simülasyon kodu, AGATA koduna benzer bir şekilde detektörleri oluşturmaktadır. Bu koda gerekli parametreler bir tablo halinde girilir ve bu tablolarda, detektörleri oluşturacak geometrik prizma şeklinde, tabanın kaç köşeye sahip olduğu, bu köşelerin koordinatlarının ne olduğu, prizmanın her iki tabanın yerleri, detektörleri çevreleyecek alüminyum kaplamanın kalınlığı gibi veriler bulunmaktadır. Bu veriler Çizelge 4.1‘de görülmektedir.

29

Çizelge 4.1 Detektörleri meydana getirecek altıgen prizmaların koordinatları

S L P İÇ TABAN DIŞ TABAN

―S‖ sütununda bulunan ―1‖ rakamı, bu geometrik prizmanın tanımlamasını temsil eder.

Başka bir deyişle şu anda ―1‖ numaralı prizma incelenmektedir. ―L‖ sütununda bulunan

―6‖ rakamları, bu prizmanın köşe sayısını temsil eder. Bu, şu anda altıgenler prizmasının tanımlandığını belirtir. ―L‖ sütununda bulunan 0 rakamları ise, prizmanın diğer parametrelerini tanımlar, bu parametrelere daha sonra değinilecektir. ―P‖

sütununda bulunan ve ―0‖dan ―5‖e sıralanmış rakam dizisi prizmanın tabanını oluşturan altıgenin her bir köşesinin numarasını belirtir (Şekil 4.4). ―P‖ sütununda bulunan diğer parametrelere yine daha sonra değinilecektir. ―İÇ TABAN‖ ve ―DIŞ TABAN‖ sütunları ise, prizmanın tabanını oluşturan altıgenlerin, ―P‖ sütununda numaralandırılmış köşelerinin sırasıyla ―x-y-z‖ koordinatlarını verir.

Şekil 4.4 Detektör geometrisi oluşturulurken kullanılan koordinatlar

Çizelge 4.1‘de numaralandırılmış her nokta ve bu noktaların koordinatları (x-y) olarak verilmiştir.

NArray kodunda geometri tanımlanırken, prizmanın oluşturulması için, prizma ile bir silindirin kesişimi tanımlanmıştır. ―P‖ sütununda bulunan yatık ―0‖ rakamını takip eden

30

satırlarda bu silindirin taban yarıçapı (70,00000) ve derinliği (176,120000) belirtilmiştir.

Yine ―P‖ sütununda bulunan yatık ―1‖ rakamının bulunduğu satırdaki 0,001000 ve 2,00000 değerleri sırasıyla alüminyum kaplama ile detektör materyali arasındaki açıklığı ve alüminyum kaplamanın kalınlığını belirtmektedir. Bu satırda bulunan 2,2510000 rakamı ise yukarıda bahsedilen açıklık, alüminyum kaplamanın kalınlığı ve tolerans değerinin toplamıdır. Buna ek olarak, Dr. Enrico Farnea ile yapılan çalışmalar esnasında, daha gerçekçi simulasyonlar için kodda gerekli değişiklikler yapılarak, detektörlerin dış tabanını kaplayan alüminyum kaplamanın, iç tabanını kaplayan alümiyum kaplamadan on kat daha kalın olması sağlanmıştır.

―P‖ sütununda bulunan yatık ―2‖ rakamının bulunduğu satırda, ―İç Taban‖ sütunlarına karşı gelen ―1,0000‖, ―0,00000‖, ―0,00000‖ sayıları, yaratılan prizmanın sırasıyla kırmızı, yeşil, mavi renk kodlarını tanımlamaktadır. Verilen örnek için kırmızı değeri

―1‖, yeşil değeri ―0‖, mavi değeri ―0‖dır; yani prizmanın rengi kırmızıdır.

Dış tabanda bulunan z koordinatlarına göre detektörün derinliği 176,12 mm olarak görülmektedir. Ancak Neutron Wall‘e benzetme yaparken detektörün derinliğinin 159,12 mm olduğu söylenmişti. Bu iki uzunluk arasındaki fark, oluşturulmuş başlangıç geometrisinde, alüminyum kaplamanın getirdiği uzunluğun detektörlerin uzunluğuna eklenmesi sonucu meydana gelmiştir (Şekil 4.5).

Şekil 4.5 NEDA detektörleri için önerilen başlangıç geometrisi.

Prizmanın bir tabanı ile diğer tabanı arasındaki uzaklık, yani detektörlerin derinliği Neutron Wall detektörlerine benzetilmiştir.

31

Çizelge 4.1‘de verilen parametrelerle oluşturulan altıgen pizmaların üç tanesi ile bir detektör oluşturulmaktadır. Bu prizmaların hangi şartlarda kümeleneceği ise NArray koduna Çizelge 4.2‘de verilen parametreler yardımıyla girilir. Bu tabloda ―CL‖ sütunu küme numarasını, ―CR‖ sütunu kümeye dahil edilecek prizmanın numarasını, ―CR#‖ ise bu kümeyi soğutacak tankın numarasını belirtmektedir. ―PSI‖, ―THETA‖, ―PHI‖

sütunları yaratılan her bir prizmanın küme içerisinde hangi açılarla yönelmiş halde bulunacağını ve ―DX‖, ―DY‖, ―DZ‖ sütunları ise prizmaların küme içerisindeki ötelenmelerini vermektedir.

Çizelge 4.2 Üç bölmenin bir detektör haline getirilmesi (kümelenmesi)

CL CR CR# PSİ(RZ) THETA(RY) PHİ(RZ) DX DY DZ 0 3 0 30.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 1 1 0 30.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 2 2 0 30.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 3 3 0 30.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 4 4 0 30.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 5 5 0 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

Çizelge 4.1 ve Çizelge 4.2‘deki veriler aracılığyla detektörlerin bölmelerini meydana getirecek prizmalar ve bu bölmelerin gruplanması sağlanmıştır (Şekil 4.6). Bu şekilde oluşturulan üç bölmeli detektörlerin, simülasyonun yapılacağı reaksiyon odasına nasıl yerleşeceği ise bir başka tablo ile NArray koduna aktarılır (Çizelge 4.3).

Şekil 4.6 Üçlü bölmelerin oluşturduğu bir küme.

32

Çizelge 4.3 Detektör kümelerinin reaksiyon odasındaki konumları

CL CL# PSİ(RZ) THETA(RY) PHİ(RZ) DX DY DZ

Çizelge 4.3‘te bulunan ―CL‖ sütunu detektör kümelerinin numarasını, ―CL#‖ sütunu ise bu numarayla isimlendirilecek kümenin hangi tür olduğunu belirtir. ―PSI‖, ―THETA‖,

―PHI‖ sütunları kümelerin uzayda nasıl yönelim göstereceğini, ―DX‖, ―DY‖, ―DZ‖

sütunları ise kümelerin orijine göre uzaydaki yerlerini tanımlar. Koyu zemin rengi ile belirtilmiş olan 15, 17, 20, 22 numaralı detektörleri Şekil 4.7‘de gösterilen figürü oluşturabilmek için yok sayılmıştır.

33

Şekil 4.7 NEDA geometrisi için başlangıç noktası (perspektif görünüm)

Çizelge 4.2‘de verilen 1 numaralı küme kırmızı, 2 numaralı küme yeşil, 3 numaralı küme ise mavi detektörleri oluşturmuştur. 4 numaralı tekli küme ise ortada yer alan beyaz detektörü meydana getirmiştir. Bu bölümün başında da bahsedildiği gibi, her bir detektördeki boşlukların, komşu detektörün köşesi tarafından doldurulduğu görülmektedir.