Kozmik Işın Oranına Kalkanlamanın Etkilerinin Çalışılması

Bu çalışmada kurşun (Pb) blok çoğunlukla yüklü parçacıklardan oluşup atmosferden gelen kozmik ışın oranı üzerindeki etkisi çalışmıştır. Ölçümler 3mm2 SensL silikon fotoçoğaltıcı tarafından okunan 20 × 20 × 1.4 cm3 KURARAY organik sintilatörden oluşan bir prototip detektörü kullanılarak bina içinde yapılmıştır. Farklı kalınlıklardaki kurşun tabakalar yüklü parçacıklara karşı kalkan görevi görmesi ve Rossi geçiş eğrisini elde etmek amacıyla ölçümlerde kullanılmıştır. Kurşun blok detektörler arasına yerleştirilerek her iki detektörden gelen eş zamanlı tetiklenmeler kaydedilmiştir. İlk olarak kozmik ışın üretim, CRY yazılımı kullanılarak binadaki (deniz seviyesi) kozmik ışın akısı benzetim edilmiş ve daha sonra yapı malzemelerinin ölçülen kozmik ışın oranı üzerindeki zayıflatma etkisi dikkate alınarak GEANT4 programında benzetimi yapılmış ve bu etki verilen sonuçlarda dikkate alınmıştır.

Anahtar Kelimeler:

Kozmik Işınların Oranı, Rossi Geçiş Eğrisi, CRY, Geant4

Study of Shielding Effects on Cosmic Ray Rate

In this study, the effect of the lead (Pb) shielding on the rate of cosmic rays generally charged particles coming through the atmosphere were studied. The measurements were all done indoors by using a prototype detector consisting of a 20 × 20 × 1.4 cm3 KURARAY organic scintillator read by 3 mm2 SensL silicon photomultiplier. The measurements were carried out by using lead plates of different thickness in order to shield the charged particles and investigate Rossi transition curve by using this system. The detector was placed under the lead block and then recorded the coincidence only when both detectors were triggered simultaneously. The Cosmic ray fluxes over the building (sea level firstly simulated by using the CRY software and then the attenuation effect of the construction elements on the measured cosmic ray rate was carried out by using GEANT4 simulation program and this effect was taken into account in the given results.

Keywords:

Rate of Cosmic Rays, Rossi Transition Curve, CRY, Geant4,

PDF

___

P. K. F. Grieder, Cosmic rays at earth: Researcher’s reference, manual and data book. Amsterdam: Elsevier, 2001.
A. K. De, P. Ghosh, S. Mitra, P. C. Bhattacharya, and A. K. Das, “The muon flux of cosmic rays at sea level,” J. Phys., vol. A5, pp. 1236–1242, 1972.
H. H. Mielke, M. Foller, J. Engler, and J. Knapp, “Cosmic ray hadron flux at sea level up to 15 TeV,” J. Phys. G: Nucl. Part. Phys., vol. 20, pp. 637–649, Apr 1994.
C. Hagmann, D. Lange, and D. Wright, “Cosmic-ray shower generator (cry) for monte carlo transport codes,” in 2007 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, vol. 2, pp. 1143–1146, Oct 2007.B. Rossi, “Method of registering multiple simultaneous impulses of several Geiger’s counters,” Nature, vol. 125, pp. 636–636, Apr 1930.
B. Rossi, “The variation of the hard component of cosmic rays with height and the disintegration of mesotrons,” Phys. Rev., vol. 57, no. 6, pp. 461–469, 1940.
B. Rossi, “Cosmic-ray theory,” Reviews of Modern Physics, vol. 13, no. 4, pp. 240– 309, 1941.
P. Morrison, “The origin of cosmic rays,” Phys. Rev., vol.94, no.2, pp.440–453, 1954.
R. N. I. Altameemi and G. Gopir, “Effect of copper and aluminum on the event rate of cosmic ray muons at ground level in Bangi, Malaysia,” No. 1784-040005 in Conference Proceedings, AIP, 2016.
“http://kuraraypsf.jp/psf/.”
“https://sensl.com.”
B. S. Ritt, “The DRS chip: cheap waveform digitizing in the GHz range,” Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A, vol. 518, no. 1, pp. 470 – 471, 2004.
M. Iori, I. Atakisi, G. Chiodi, H. Denizli, F. Ferrarotto, M. Kaya, A. Yilmaz, L. Recchia, and J. Russ, “Sipm application for a detector for uhe neutrinos tested at sphinx station,” Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A, vol. 742, pp. 265 – 268, 2014.
S. Agostinelli, J. Allison, et al., “Geant4 a simulation toolkit,” Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A, vol. 506, no. 3, pp. 250 – 303, 2003.
J. Allison, K. Amako, et al., “Geant4 developments and applications,” IEEE T. Nucl. Sci., vol. 53, no. 1, pp. 270–278, 2006.