Position measurement with scintillation detectors using artificial intelligence enhanced sparse readout systems
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, FİZİK ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ESRA TAŞÇI
Danışman: Bora Işildak
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Yüksek enerjili parçacık fiziğinde, bir dedektör içindeki parçacıkların etkileşme konumunun fotodedektörler aracılığı ile tespiti, parçacıklar hakkında bilgi edinilmesini sağlar. Bu tespit için bazı geleneksel yöntemler vardır. Bu tez çalışmasında sintilasyon dedektörlerinde silikon fotoçoğaltıcı kullanımı ile konum ölçümü gerçekleştirildi. Öncelikle geleneksel bir yaklaşım olan Ağırlık Merkezi Yöntemi test edildi. Ardından bu geleneksel yöntemin dedektörlerin kenar bölgelerindeki zayıflığının iyileştirilmesi için bir Derin Sinir Ağı Modeli geliştirildi. Bu çalışma iyonlaştırıcı radyasyon ile etkileştiğinde ışık (sintilasyon) yayan bir sintilasyon dedektörü ile gerçekleştirildi. Seçilen BC-408 plastik sintilasyon dedektörü, bir kare blok olarak tasarlandı. Kare bloğun kenar bölgelerine elektrik sinyal çıktılarını okumak için dört silikon fotoçoğaltıcı, iki ayrı konfigürasyona yerleştirildi. Aynı kare blok üzerinde sekiz silikon fotoçoğaltıcının bloğun kenarlarında olduğu ek bir konfigürasyon daha tasarlandı. Tüm dedektör geometrisi Geant4 araç takımı kullanılarak simüle edildi ve dedektörlerin okuduğu sinyaller ROOT veri analizi çerçevesi ile analiz edildi. Parçacık olarak kozmik ışınlardan negatif müon seçildi. Müon parçacıkları, simülasyon aracılığıyla dedektör üzerinde birçok farklı (x, y) noktalarına doğru yönlendirilip çarptırıldı. Daha sonra, üretilen sinyallerden, müonların nereye çarptığını tahmin etmek için PyTorch kullanımı ile geliştirilen derin sinir ağı modeli eğitilip test edildi. Sonuçlar, Ağırlık Merkezi yöntemi ile kıyaslandığında Derin Sinir Ağı Modeli, x ve y etkileşme konumlarını tahmin etmede büyük bir gelişme sağladı.