Installation and performance testing of an XtRa – NaI(Tl) Compton Suppression System at the NED-NTUA

Savva, M.I.; Karfopoulos, K.; Karangelos, D.J.; Anagnostakis, M.J.; Simopoulos, S.E.

doi:10.1016/j.apradiso.2013.11.056

Cited by 10 publications

(3 citation statements)

References 5 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Towards that direction, several reports can be found on low-level systems, including Compton Suppression Systems, which have been traditionally used in NAA applications and for monitoring purposes at CTBTO stations. Today such systems are used for the detection of environmental radioactivity (Sima and Osvath, 2013;Sivers et al, 2014;Savva et al, 2014;Fan et al, 2013;Khan et al, 2014). Some innovative applications are also presented, including a state of the art coincidence system consisting of a PIPSBox to detect 131m Xe Conversion Electrons, coupled to a BEGe detector (Cagniant et al, 2014).…”

Section: Current Research In the Field Of Environmental Radioactivitymentioning

confidence: 99%

Environmental radioactivity measurements and applications – Difficulties, current status and future trends

Anagnostakis

2015

Radiation Physics and Chemistry

View full text Add to dashboard Cite

Section: Current Research In the Field Of Environmental Radioactivitymentioning

confidence: 99%

Environmental radioactivity measurements and applications – Difficulties, current status and future trends

Anagnostakis

2015

Radiation Physics and Chemistry

View full text Add to dashboard Cite

“…The gamma-ray spectrometry system used consists of a closed-end coaxial Extended Range (XtRa) Germanium detector, with a 104.5% relative efficiency, housed in an old steel shield and equipped with a Compton Suppression System [14]. For the determination of 7 Be and 210 Pb, the suppressed spectrum is used, since it leads to lower peak area uncertainties.…”

Section: Gamma Spectroscopic Analysismentioning

confidence: 99%

Determination of 7Be, 210Pb and 22Na Activity in Air and Rainwater samples by Gamma-ray Spectroscopy

Savva

Anagnostakis

2019

hnps

View full text Add to dashboard Cite

The activity concentration of cosmogenic radionuclides in atmospheric aerosol has been used in many applications, such as air mass transport models and solar activity reconstructions. One of the most studied cosmogenic radionuclides is 7Be which is being monitored at the Nuclear Engineering Department of the National Technical University of Athens (NED- NTUA) since many years, with high accuracy and precision. Sodium-22 is another cosmogenic radionuclide met in such studies, however less reported due to its very low activity concentration, of the order of 1 μBq/m3 [1], [2] – roughly four orders of magnitude lower than that of 7Be. Besides cosmogenic radionuclides, radionuclides of terrestrial origin like the 222Rn progeny 210Pb are also used in atmospheric aerosol studies. Lead-210 serves as an ideal tracer of continental air masses because 222Rn emission from oceans and lakes is negligible (<1%) compared to land sources. However, its deposition exhibits geographic and seasonal variations depending on 226Ra content of the top soils, soil-porosity and meteorology of a particular region [3]. Values reported for 210Pb activity in the air range from 0.1 to 3.4 mBq/m3 [4]. During this research, an investigation regarding the detection of 210Pb and 22Na in atmospheric aerosol and the determination of 7Be/22Na ratio has been conducted at NED-NTUA. Sampling and analysis methods were appropriately selected to allow for the detection of all three nuclides in aerosol samples. In order to study the role of precipitation in surface air 7Be, 210Pb and 22Na activity concentration, a procedure for collecting and analyzing rainwater was also developed. From the results obtained so far it is concluded that with the sampling and analysis procedures followed, 210Pb can be easily determined with reasonable accuracy. As far as 22Na is concerned, it was concluded that it can be detected although with high uncertainty, since its activity concentration is within the limits of detection.

show abstract

“…Στη δημοσίευση(Savva, et al, 2014), μετά από σχόλιο των κριτών, οι συντελεστές R p παρουσιάζονται με την ονομασία A.S.F.…”

unclassified

Ανάπτυξη Και Εφαρμογή Τεχνικών Προσδιορισμού Πολύ Χαμηλών Συγκεντρώσεων Ραδιενεργών Ιχνοστοιχείων Σε Δείγματα Περιβαλλοντικής Σημασίας

Σάββα¹

View full text Add to dashboard Cite

Η παρούσα Διδακτορική Διατριβή (Δ.Δ.) είχε ως αντικείμενο τον προσδιορισμό πολύ χαμηλών συγκεντρώσεων φυσικών και τεχνητών ραδιενεργών ισοτόπων σε περιβαλλοντικά δείγματα, με τεχνικές γ-φασματοσκοπίας. Όπως είναι γνωστό, φυσικά και τεχνητά ραδιενεργά ισότοπα, με χαμηλή ή υψηλότερη ειδική ραδιενέργεια περιέχονται και είναι δυνατό να ανιχνεύονται σε πάσης φύσεως περιβαλλοντικά δείγματα. Ακόμα και στην περίπτωση όπου, λόγω της χαμηλής ειδικής ραδιενέργειας των δειγμάτων, η ραδιοβιολογική σημασία των ισοτόπων είναι αμελητέα, η ανίχνευσή τους μπορεί να έχει ενδιαφέρον σε διάφορες εφαρμογές, όπως για παράδειγμα κατά τη χρήση τους ως ιχνηλάτες περιβαλλοντικών διεργασιών. Επιπλέον, η βελτίωση των επιπέδων ανίχνευσης ενός ισοτόπου από μία γ-φασματοσκοπική διάταξη, μπορεί να επιτρέψει την ανίχνευση του ισοτόπου σε δείγματα μικρότερου όγκου, χωρίς σημαντικό συμβιβασμό στην ακρίβεια της μέτρησης, κάτι που έχει προφανείς συνέπειες κατά το σχεδιασμό της δειγματοληψίας. Καθώς το υπόστρωμα μίας γ-φασματοσκοπικής διάταξης είναι ένας παράγοντας που καθορίζει την ικανότητα ανίχνευσης χαμηλών επιπέδων ραδιενέργειας σε ένα δείγμα, η μείωσή του είναι πάντα άκρως επιθυμητή. Στο πλαίσιο της Δ.Δ. έγινε η εγκατάσταση, μελέτη και αξιοποίηση του νέου συστήματος Compton Suppression (CSS), το οποίο εγκαταστάθηκε στον ανιχνευτή XtRa του Ε.Π.Τ. - Ε.Μ.Π., με στόχο τη μείωση του συνεχούς υποστρώματος του ανιχνευτή και τη βελτίωση των ανιχνευτικών δυνατοτήτων του ανιχνευτικού συστήματος XtRa - CSS. Η συγκρότηση της διάταξης επιτρέπει την ταυτόχρονη συλλογή δύο φασμάτων με μειωμένο (suppressed) ή όχι (unsuppressed) το συνεχές υπόστρωμα. Στο πλαίσιο της μελέτης που έγινε, χρησιμοποιήθηκαν μία σειρά από δείκτες, οι οποίοι αναφέρονται στη βιβλιογραφία, μέσω των οποίων διαπιστώθηκε η επίδραση των διαφόρων φαινομένων τα οποία παρατηρούνται κατά την ανίχνευση των γ-φωτονίων από το σύστημα, και πρέπει να λαμβάνονται υπόψη τόσο κατά τη διάρκεια της βαθμονόμησης της διάταξης, όσο και κατά τη διάρκεια αναλύσεων ρουτίνας. Ως αποτέλεσμα της μελέτης αυτής γίνεται πρόταση για τις βέλτιστες συνθήκες ανίχνευσης καθενός ισοτόπου ξεχωριστά. Στη συνέχεια, η διάταξη βαθμονομήθηκε πειραματικά αλλά και με χρήση τεχνικών προσομοίωσης Monte Carlo για μία σειρά από γεωμετρίες πηγής-ανιχνευτή. Για το σκοπό αυτό χρειάσθηκε να τροποποιηθεί ο κώδικας προσομοίωσης PENELOPE που χρησιμοποιείται στο Ε.Π.Τ. - Ε.Μ.Π., ώστε να λαμβάνει υπόψη τόσο το φαινόμενο της πραγματικής σύμπτωσης φωτονίων (true coincidence) κατά τη διάρκεια συλλογής του φάσματος, όσο και για να προσομοιώνει ένα σύστημα Compton Suppression, που αποτελείται από δύο ανεξάρτητους ανιχνευτές (πρωτεύων ανιχνευτής και δευτερεύων ανιχνευτής ή ενεργητική θωράκιση) οι οποίοι επικοινωνούν μεταξύ τους.Από τους βασικούς στόχους της Δ.Δ. ήταν η ανίχνευση ραδιενεργών ισοτόπων τα οποία βρίσκονται σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις σε περιβαλλοντικά δείγματα. Για το σκοπό αυτό αναπτύχθηκαν κατάλληλες τεχνικές δειγματοληψίας ατμοσφαιρικού αεροζόλ και υγρών ατμοσφαιρικών κατακρημνίσεων και προετοιμασίας δείγματος και αναλύθηκε μεγάλο πλήθος δειγμάτων, κυρίως (α) δείγματα που έχουν ρυπανθεί από τα πυρηνικά ατυχήματα στο Chernobyl και στη Fukushima, (β) δείγματα ατμοσφαιρικού αεροζόλ και υγρών κατακρημνίσεων. Από τις αναλύσεις αυτές κατέστη δυνατή η ανίχνευση στο έδαφος 241Am από την εποχή του Chernobyl και η συσχέτισή του με τη συγκέντρωση του 137Cs. Επίσης, κατέστη δυνατή η ανίχνευση στο ατμοσφαιρικό αεροζόλ και στις υγρές κατακρημνίσεις ισοτόπων εξαιτίας του ατυχήματος στη Fukushima σε επίπεδα λίγων δεκάδων μBq/m3, αλλά και φυσικών ραδιενεργών ισοτόπων γήινης και κοσμικής προέλευσης, όπως το 210Pb, το 7Be αλλά και το 22Na – το οποίο ανιχνεύεται με εξαιρετική δυσκολία, λόγω της χαμηλής ραδιενέργειάς του, της τάξης του 1μBq/m3 – ισότοπα τα οποία χρησιμοποιούνται στη βιβλιογραφία ως ιχνηλάτες ατμοσφαιρικών διεργασιών. Στο Ε.Π.Τ. - Ε.Μ.Π. εφαρμόζεται εδώ και πολλά χρόνια και η τεχνική της νετρονικής ενεργοποίησης για την ανίχνευση και τον ποσοτικό προσδιορισμό μίας σειράς μη ραδιενεργών ιχνοστοιχείων. Η ανιχνευτική διάταξη XtRa - CSS αξιοποιήθηκε, με στόχο την ανίχνευση περισσοτέρων στοιχείων και τη βελτίωση των επιπέδων ανίχνευσής τους. Στο πλαίσιο της Δ.Δ., η εφαρμογή μίας σειράς σεναρίων ακτινοβόλησης – γ-φασματοσκοπικής ανάλυσης, σε συνδυασμό με τη χρήση του συστήματος XtRa - CSS, οδήγησε στην ανίχνευση 15 στοιχείων και ιχνοστοιχείων (Al, As, Au, Cu, Eu, Fe, Ga, K, La, Mg, Mn, Na, Sb, Sc, Zn) και βελτίωσε τα κατώτερα επίπεδα ανίχνευσης έως και 7 φορές σε σχέση με το παρελθόν. Επιπλέον, προσδιορίσθηκαν οι κατάλληλοι συντελεστές βαθμονόμησης που επιτρέπουν τον ποσοτικό προσδιορισμό των παραπάνω στοιχείων σε περιβαλλοντικά δείγματα όπως: χώμα, ιπτάμενη τέφρα, θαλάσσιο ίζημα και βιομηχανική σκωρία.

show abstract

Installation and performance testing of an XtRa – NaI(Tl) Compton Suppression System at the NED-NTUA

Cited by 10 publications

References 5 publications

Environmental radioactivity measurements and applications – Difficulties, current status and future trends

Environmental radioactivity measurements and applications – Difficulties, current status and future trends

Determination of 7Be, 210Pb and 22Na Activity in Air and Rainwater samples by Gamma-ray Spectroscopy

Ανάπτυξη Και Εφαρμογή Τεχνικών Προσδιορισμού Πολύ Χαμηλών Συγκεντρώσεων Ραδιενεργών Ιχνοστοιχείων Σε Δείγματα Περιβαλλοντικής Σημασίας

Contact Info

Product

Resources

About