MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798382738376
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■035    ▼a(MiAaPQ)umichrackham005364
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a539.76
■1001  ▼aWilhelm,  Andrew.
■24510▼aMeasurement  and  Application  of  Topological  Information  in  Physically  and  Virtually  Segmented  Scintillators
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  Michigan▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a164  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-12,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Jovanovic,  Igor.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Michigan,  2024.
■520    ▼aSpatial  information  about  the  interaction  of  radiation  and  matter  within  a  scintillation  detector,  also  known  as  event  topology,  can  be  obtained  from  various  detector  designs.  This  work  explores  a  new  application  of  event  topology  for  spectroscopy  in  extreme  pileup  environments,  and  a  novel  technique  for  measuring  event  topology  through  stochastic  confinement  of  scintillation  photons.The  determination  of  the  spectral  characteristics  of  a  polyenergetic  beam  of  radiation  traditionally  depends  upon  resolving  the  interactions  of  individual  particles,  and  then  correlating  features  of  the  resulting  distribution  of  energy  deposition  to  the  energy  of  the  incident  particles.  In  environments  in  which  many  particles  arrive  at  the  detector  simultaneously,  it  can  be  very  difficult  to  discern  the  interactions  of  individual  particles.  A  study  detailing  a  new  technique  to  address  this  problem  is  presented,  wherein  an  incident  beam  of  gamma  rays  is  first  Compton  scattered,  and  then  a  physically  segmented  scintillation  detector  system  is  used  to  measure  the  topology  of  scattered  gamma  rays.  The  distribution  of  scattered  gamma  rays  carries  information  about  the  incident  beam,  from  which  the  spectral  characteristics  can  be  reconstructed.  This  technique  could  be  applied  to  characterize  laser-driven  inverse-Compton  scattering  sources,  which  produce  a  short  but  intense  burst  of  collimated,  quasi-monoenergetic  photons.In  a  typical  scintillation  detector,  the  scintillation  light  may  reflect  many  times  within  the  volume  before  being  collected  and  converted  to  an  electronic  signal,  usually  with  a  single  photosensor.  A  consequence  of  this  is  that  the  detailed  location  of  interaction  is  often  difficult  to  reconstruct.  Measuring  the  event  topology  in  scintillation  detectors  can  be  accomplished  by  physically  segmenting  the  volume  into  voxels,  or  by  recording  the  spatial  and/or  temporal  distribution  of  light  arriving  at  multiple  photosensors  surrounding  an  un-voxelized  scintillator  volume.  The  first  method  generally  requires  many  channels  and  can  be  difficult  to  fabricate,  while  the  second  method  can  be  inefficient  and  suffer  from  poor  spatial  resolution.  This  thesis  investigates  a  new  method  for  measuring  event  topology  based  on  opaque  scintillators.  In  opaque  scintillation  detectors,  virtual  voxelization  can  be  achieved  by  repeatedly  scattering  the  scintillation  photons,  such  that  they  are  effectively  confined  to  a  small  lightball  around  their  origin.  Then  the  photons  can  be  collected  by  a  lattice  of  wavelength-shifting  fibers.  The  theory  and  simulation  of  light  transport  and  collection  in  such  a  system  are  presented,  and  an  experiment  is  described  that  measured  the  absolute  efficiency  of  light  collection  from  an  opaque  liquid  to  validate  the  simulation.  Two  prototypes  are  described  and  characterized,  based  on  the  wax-based  opaque  scintillator  and  the  opaque  water-based  liquid  scintillator.  The  key  result  is  the  demonstration  of  reconstruction  of  the  position  of  point-like  events  with  a  precision  of  4.4  mm,  corresponding  to  approximately  25%  of  the  fiber  spacing.  The  resulting  fine  voxelization  could  benefit  applications  that  require  topological  reconstruction  and  scaling  to  large  volumes,  including  antineutrino  detection,  gamma-ray,  neutron,  and  muon  imaging,  and  positron-emission  tomography.
■590    ▼aSchool  code:  0127.
■650  4▼aNuclear  engineering
■650  4▼aNuclear  physics
■650  4▼aParticle  physics
■650  4▼aComputational  physics
■653    ▼aRadiation  detection
■653    ▼aOpaque  scintillators
■653    ▼aEvent  topology
■653    ▼aSpectroscopy  
■653    ▼aPolyenergetic  beam
■690    ▼a0552
■690    ▼a0756
■690    ▼a0798
■690    ▼a0216
■71020▼aUniversity  of  Michigan▼bNuclear  Engineering  &  Radiological  Sciences.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-12B.
■790    ▼a0127
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17162768▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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