Suncoko, Arlyne Tama Dewi (2025) Optimasi Desain Detektor Muon: Studi Simulasi Tata Letak Array Scintillator dalam GEANT4 untuk Peningkatan Resolusi Posisi. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
![[thumbnail of 5001211070-Undergraduate_Thesis.pdf]](http://repository.its.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text
5001211070-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (9MB) | Request a copy |
Abstract
Penelitian ini membahas partikel muon (μ), partikel elementer dalam keluarga lepton dengan massa sekitar 207 kali lebih besar dari elektron, yang terbentuk secara alami di atmosfer Bumi melalui interaksi sinar kosmik. Muon memiliki kemampuan penetrasi yang tinggi, sehingga ideal untuk digunakan dalam teknik radiografi muon atau muography, yang memungkinkan pemetaan struktur internal objek besar seperti gunung berapi atau objek dengan densitas tinggi. Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk memahamipengaruh desain struktur dan tata letak array scintillator plastik dalam metode Scattering Muography (SM) terhadap Position Resolution Index (PRI) pada detektor muon, menggunakan perangkat lunak GEANT4. Simulasi dilakukan dengan memodelkan struktur sintilator plastik dan dua jenis tata letak array, yaitu Detektor Planar (Cross-Strip Detector) dan Detektor Berselang-seling (Staggered-Strip Detector), serta menggunakan pustaka EcoMug untuk simulasi distribusi sinar kosmik sebagai sumber muon. Objek yang dianalisis berupa sebuah kotak besi (Fe) dengan dua buah lubang silindris yan divariasikan jari-jarinya sebesar 50 cm, 30 cm, dan 10 cm. Hasil simulasi dianalisis menggunakan parameter perbedaan posisi (Δd), standar deviasi (σ), dan Position Resolution Index (PRI) untuk mengevaluasi ketelitian pencatatan posisi dari masing-masing desain detektor. Berdasarkan hasil analisis, Detektor Planar menunjukkan performa yang lebih unggul secara keseluruhan, khususnya pada konvigurasi objek dengan jari-jari besar (50 cm dan 30 cm), ditandai dengan nilai Δd yang lebih kecil, σ yang lebih rendah, serta nilai PRI yang lebih tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa sistem pencatatan posisi dua dimensi pada Detektor Planar mampu memberikan resolusi posisi yang lebih baik dibandingkan dengan Detektor Berselang-seling. Hasil simulasi ini diharapkan memberikan pemahaman mendalam tentang pengaruh desain detektor terhadap resolusi posisi, yang dapat digunakan untuk mengoptimalkan detektor muon dalam berbagai aplikasi, termasuk deteksi endapan pada perpipaan di industri energi.
==================================================================================================================================
This study focuses on the muon particle (μ), an elementary particle in the lepton family with a mass approximately 207 times greater than that of an electron, which is naturally produced in the Earth's atmosphere through cosmic ray interactions. Due to its high penetration capability, the muon is ideal for use in muon radiography techniques, or muography, which enable the mapping of internal structures of large or high-density objects, such as volcanoes. The objective of this research is to investigate the influence of plastic scintillator structure design and array layout in the Scattering Muography (SM) method on the Position Resolution Index (PRI) of muon detectors, using the GEANT4 simulation toolkit. The simulation models include plastic scintillator structures with two types of detector array layouts: the Cross-Strip Detector and the Staggered-Strip Detector, utilizing the EcoMug library to simulate cosmic ray muon distributions. The object under investigation is a solid iron (Fe) box containing two cylindrical air-flled channels with varying radii of 50 cm, 30 cm, and 10 cm. Simulation results are analyzed using the parameters Δd, standard deviation (σ), and the Position Resolution Index (PRI) to evaluate the position resolution performance of each detector design. The analysis shows that the Cross-Strip Detector outperforms the Staggered-Strip Detector overall, particularly for larger object radii (50 cm and 30 cm), as indicated by smaller Δd values, lower σ, and higher PRI. These findings demonstrate that the two-dimensional hit-position recording capability of the Cross-Strip Detector provides superior spatial resolution compared to the one-dimensional conviguration of the Staggered-Strip Detector. This simulation is expected to provide a deeper understanding of how detector design affects position resolution and may serve as a reference for optimizing muon detectors in various applications, including deposit detection in industrial pipeline systems.
Actions (login required)
 |
View Item |