Studies of the K-shell double vacancy production in the electron capture decays of 55Fe, 54Mn and 65Zn using hybrid pixel detectors

Abstract

Tato diplomová práce je experimentální studií tvorby dvojité vakance na K slupce při elektronovém záchytu v 55 Fe, 54 Mn a 65 Zn za použití páru Timepix3 detektorů. Naměřená data byla zpracována a prozkoumána. Metodologie pro výpočet pravděpodobnosti tvorby dvojité vakance na K slupce v 55 Fe a 54 Mn byla vytvořena. V průběhu tvorby metodologie bylo uváženo rozsáhlé množství procesů tvořících signál a pozadí. Měřící aranžmá bylo definováno a optimalizováno v softwaru Allpix2 pro simulaci účinností detekce pro částice účastnící se procesů tvořících signál a pozadí. Pravděpodobnost tvorby dvojité vakance na K slupce v elektronovém záchytu 55 Fe byla změřena PKK = (1.406 ± 005) × 10−4 se systematickou chybou ∆sys(PKK) =+0.030 −0.034 ×10−4 . Hodnota PKK pro elektronový záchyt 54 Mn byla naměřena PKK = (3.93±0.44)×10−4 se systematickou chybou ∆sys(PKK) =+0.25 −1.11 ×10−4 . Výsledné pravděpodobnosti tvorby dvojité vakance na K slupce v 55 Fe a 54 Mn jsou v souladu s nejnovějšími výsledky. 1

The presented thesis provides an experimental study of the K-shell double vacancy production in the electron capture decays of 55 Fe, 54 Mn, 65 Zn using a pair of Timepix3 detectors. Measured data are preprocessed and explored. The methodology for the cal- culation of the probability of K-shell double vacancy production in 55 Fe and 54 Mn is developed. Therefore, an extensive amount of signal and background processes were con- sidered during the development of the methodology. The measurement setup is defined and optimized in the Allpix2 framework for a simulation of detection efficiencies of par- ticles participating in the signal and background processes. The probability of K-shell double vacancy creation in the electron capture decay of 55 Fe was measured to be PKK = (1.406 ± 0.05) × 10−4 with a systematic error of ∆sys(PKK) =+0.030 −0.034 ×10−4 . The value of PKK for the electron capture decay of 54 Mn found to be PKK = (3.93 ± 0.44) × 10−4 with a systematic error of ∆sys(PKK) =+0.25 −1.11 ×10−4 . Resulting probabilities for K-shell double vacancy production in 55 Fe and 54 Mn are in agreement with the latest results. 1