Orphan source detection in mobile gamma-ray spectrometry - Improved techniques for background assessment

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Bortglömda, stulna eller på andra sätt borttappade radioaktiva strålkällor som kan anses vara farliga för allmänheten kallas herrelösa strålkällor. Denna avhandling handlar om metoder för att hitta herrelösa strålkällor som emitterar s.k. gammastrålning, bestående av ljuspartiklar med mycket hög energi. Gammastrålning har god förmåga att penetrera materia och kan därför i många fall detekteras på långa avstånd. Genom att använda stora detektorer med hög densitet ökar sannolikheten för att gammapartiklarna absorberas i detektorn; detta ger ett sorts fingeravtryck (puls) med vilket det radioaktiva grundämnet kan identifieras. Det stora problemet vid sökning av herrelösa strålkällor är den naturliga bakgrundsstrålningen som främst härrör från radioaktiva grundämnen i berggrunden och jorden. Denna gammastrålning interfererar med gammastrålningen från strålkällan, vilket gör att statistiska metoder måste användas för att avgöra huruvida de detekterade pulserna är inom slumpmarginalen. Genom att med färgkodning visualisera pulserna från gammastrålningen över en tid längs en färdväg kan bedömningen underlättas. Den i arbetet framtagna visualiseringsmetoden undertrycker bakgrundsbruset så att signaler som höjer sig däröver framhävs, vilket underlättar sökandet. Vidare presenteras ett statistiskt test som bygger på s.k. hypotesprövning. Genom att ta hänsyn till såväl partiklarnas energi som antal visar vi att detta test är mer känsligt än jämförbara test. Jämförelser mellan mark- och flymätningar visar att data från flygmätningar kan användas på marknivån för att lokalisera kraftiga förändringar i bakgrundsstrålningen. Utifrån detta samband används sedan flygdata för att reducera antalet falska indikationer på marknivån för ett område med kraftiga variationer i gammastrålningen. Slutligen visas att brus orsakat av mekaniska vibrationer kan vara ett problem då germaniumdetektorer används utanför laboratoriemiljön. Bruset påverkar systemets upplösningsförmåga negativt, vilket kan försämra identifieringsegenskaperna hos systemet.