Skyshine Contribution to Gamma Ray Background Between 0 and 4 MeV

Abstract

Natural gamma-ray background is composed of four components; which include cosmic rays, cosmic ray produced atmospheric activity, terrestrial sources, and skyshine from terrestrial sources. Skyshine is radiation scattered from the air above a source that can produce a signal in radiation detection instrumentation. Skyshine has been studied for many years but its contribution to the natural background observed in a detector has not been studied. A large NaI(Tl) detector was used to investigate each of the four components of the natural background using a series of 48-hour measurements and appropriate lead shielding configured to discriminate contributions from each component. It was found that while the contribution from skyshine decreases rapidly with energy, it represents a significant portion of the background spectrum below ~500keV. A similar campaign of measurements using a HPGe detector is underway.

Study of radiation dose induced by cosmic-ray origin low-energy gamma rays and electrons near sea level

“…The general conclusion that cosmic rays constitute a small contributing factor in the low-energy range (one order of magnitude lower than skyshine) (Mitchell et al,2009) may be appropriate for such locations where skyshine intensity is prominent, especially knowing that skyshine contribution strongly depends on natural radioactivity of the ground (in our case the radionuclide contents in soil where the measurement was performed at ground were 32(4) Bq/kg, 24(2) Bq/kg and 393(13) Bq/kg for U-238, Th-232 and K-40, respectively). Consequently, the cosmic ray contribution to the total flux of low-energy photons can be masked by air backscattering in different amounts due to elevated terrestrial radioactivity, leading to various ratios of these contributors.…”

“…The latitude effect of the soft cosmic ray radiation at the near sea level is negligibly small (Stozhkov et al, 2009). Some attempts to investigate natural low-energy gamma-ray background using gamma spectrometry method are reported in (Mitchell et al, 2009). In this work the absolute value of the lowenergy cosmic-origin gamma flux is not reported (just the relative contributions of different component, including cosmic-ray origin component to the low-energy gamma region are analyzed at the site of measurement).…”

Dependence of cosmic ray component in background of atmosphere surface from solar magnetic activity

“…Investigation of dynamics of a background radiation of the ground atmosphere exists practically in all countries within state programs and scientific research [1][2][3]. The total atmospheric background radiation consists of different components: atmospheric and soil radionuclides, cosmic radiation.…”

Απόκριση Ανιχνευτών Ελέγχου Ραδιενέργειας Περιβάλλοντος Στη Γήινη Και Κοσμική Ακτινοβολία

“…Οι τιμές αυτού με βάση μετρήσεις που έχουν πραγματοποιηθεί καθώς και μετρήσεις του Εργαστηρίου Πυρηνικής Τεχνολογίας έδειξαν ότι οι μετρούμενες τιμές είναι μεταξύ 2 και 2.5 nSv h -1 (Kümmel et al, 2014;Smetsers & Blaauboer, 1997). Ένας ακόμα παράγοντας με μικρή συμβολή είναι το φαινόμενο Skyshine, το οποίο δεν έχει διερευνηθεί πολύ αλλά η συνεισφορά του είναι της τάξης του 2 nSv h -1 (Mitchell et al, 2009).…”

“…Ο ανιχνευτής έχει όγκο ίσο με 100 cm 3 και οι ο ρυθμός των χτύπων που καταγράφει αποτελεί την μέση τιμή μιας χρονικής διάρκειας 30 s κατά την οποία πραγματοποιείται η μέτρηση. Καθώς ο ανιχνευτής βρίσκεται 1.5 m πάνω από την επιφάνεια του εδάφους, ο ρυθμός της συνολικής απορροφούμενης δόσης στον αέρα αποτελεί κυρίως το άθροισμα των ρυθμών απορροφούμενης δόσης από (1) τα ραδιονουκλίδια της ραδιενεργής σειράς του ουρανίου, (2) τα ραδιονουκλίδια της ραδιενεργής σειράς του θορίου, (3) το φυσικό ραδιονουκλίδιο 40 K (κάλιο) και (4) το ραδιονουκλίδιο 137 Cs (καίσιο) από το πυρηνικό ατύχημα του Τσερνόμπιλ, τα οποία βρίσκονται κυρίως στο έδαφος, καθώς και στα οικοδομικά υλικά του εξωτερικού τοίχους του Εργαστηρίου Πυρηνικής Τεχνολογίας.Ένα σύστημα επισκόπησης ραδιενέργειας βασισμένο σε κρύσταλλο NaI(Tl) είναι συνήθως ρυθμισμένο στην μέτρηση γ-ακτινοβολίας ως 3 MeV και η συμβολή της κοσμικής ακτινοβολίας σε έναν ανιχνευτή NaI(Tl), συγκρινόμενη με αυτή της γήινης, στο εύρος τιμών 0 -3 MeV είναι ελάσσονος σημασίας(Mitchell et al, 2009).…”