Development of a Data Characterization Software for a Gamma Spectroscopy System

Abstract

Basert på egen ASIC, IDE3421, har selskapet IDEAS utviklet et system som tolker spektrometeravlesninger fra flere parallelle CZT-krystaller. GDS-100-systemet har nytte av en programvare som implementerer en kalibreringsprosedyre som gjør det enklere for brukeren ved å oversette binær rådata systemet produserer til et energi spektrum tett opp mot sanntid. Programvaren trenger også egenskaper for dataanalyse og -forbedring.

Denne oppgaven omfatter utvikling av en kalibreringsprosedyre, utforming og utvikling av et funksjonelt brukergrensesnitt, og integrering av prosedyren i et dataprogram for avlesning. Ytelsen blir dokumentert, og analyseegenskaper evaluert. Ytterligere tiltak for høyere spektraloppløsning med korrigering for dybdeinteraksjon, blir undersøkt og forevist.

Brukergrensesnittet for kalibrering av systemet GDS-100 ble utviklet, og kalibreringsprosedyren ble testet. Det beste spektralresultatet for Cs137 ble målt til FWHM: 0.775%, for enkeltstående interaksjonshendelser. Korreksjon av dybdeinteraksjon med C/A-rate ga en forbedring av spektraloppløsning av Cs137 fra FWHM: 1.020% til FWHM: 0.880%.

A system for carrying out CZT radiation spectrometer readouts from multiple CZT-crystals in parallel has been developed by the company IDEAS with their own ASIC, the IDE3421. The GDS-100 system requires a software that implements a calibration routine, and simplifies the user experience by translating the raw-binary file that the system provides into a spectrum in close to real-time. The software is also required to have analytical features for the data.

This thesis focuses on the necessary steps to develop a calibration routine, a user interface layout and development, as well as integration into already existing readout software. The performance of the calibration routine is presented and analytical features are evaluated. Additional efforts to improve spectral resolution with depth interaction correction are explored and presented.

The GDS-100 Calibration User Interface was developed and the calibration routine performance was tested with radioactive source data. The best spectrum outcome was for single interaction events of Cs137 with a FWHM: 0.775%. Depth interaction correction using C/A-ratio gave a spectral resolution improvement from FWHM: 1.020% to FWHM: 0.880%.