Motiváció, a feladat háttere: Alacsonyhátterű gamma-spektrometriai mérőhelyekre szükség van számos olyan területen, mint például a környezeti minták radioaktivitásának elemzése, atomerőművi szerkezeti elemek és anyagok radioaktív szennyezettségének mérése, vagy nukleáris biztosítéki és törvényszéki analitikai vizsgálatok. Az egy másik fontos alkalmazás a dúsított uránt tartalmazó anyagoknak az ²³⁴U bomlásán alapuló kormeghatározási eljárása is. Az ilyen jellegű vizsgálatokat általában kis radioaktivitású mintákon végzik, amely feladathoz kiemelt fontosságú az optimálisan kialakított alacsonyhátterű gamma-spektrometriai mérőhelyek megléte. Az egyik zavaró hatás a természetes bomlási sorok izotópjai gammasugárzása. A keresett mérőhely kialakítását több, alacsony hátterű berendezés elemzése alapján lehet meghatározni egy olyan paraméterrendszer számításával, amellyel tetszőleges alacsony hátterű berendezés kialakítása is jellemezhető és optimalizálható. Az optimalizálási eljárás kidolgozása érdekében több, különböző geometriájú és anyagi összetételű mérési elrendezést kell elemezni, egyrészt Monte-Carlo szimulációval, másrészt ezek validálásának céljából mérésekkel. Az empirikusan és szimulációs számításokkal meghatározott optimalizálási feltételrendszer, vélhetően alkalmazható lesz egy hordozható kialakítású, alacsony hátterű berendezés építéséhez is, amellyel in-situ mérések végezhetők.

A hallgató feladatai:

1. Szimulációs modell létrehozása az MCNP szoftvercsomaggal végzendő számításokhoz, egy előzetesen tervezett, gamma-spektrometriai mérőhely optimális geometriai kialakítása céljából, valamint az ehhez kapcsolódó Monte-Carlo (MC) szimulációs számítások végzése. A szimulációs eredmények összehasonlítása a Genie-2000 gamma-spektrometriai szoftver Geometry Composer (GC) moduljával meghatározott különböző geometriai elrendezések vizsgálati eredményeivel.
2. Gamma-spektrometriai mérések végzése az EK Sugárbiztonsági Laboratórium egyik alacsony hátterű kamrájába épített, nagy detektálási hatásfokkal rendelkező planár-típusú HPGe detektorral.
3. MC vizsgálatok végzése különböző mérési geometriákra, valamint kiterjedt mintákra. A szimulált eredmények összehasonlító elemzése mindezen geometriai helyzetben végzett mérések eredményeivel. Az MCNP számítások validálása a GC vizsgálatok, valamint a mérési eredményekkel végzendő összehasonlítás alapján. Az optimális mérési elrendezés paramétereinek meghatározása és a természetes eredetű gamma sugárforrások hatásának vizsgálata.

A hallgató a diplomamunkáját az Energiakutató Intézet Sugárbiztonsági Laboratóriumában végzi, munkájának közvetlen irányítója Dr. Völgyesi Péter az EK SLB vezetője.