방사선검출

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방사선검출에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

흡수와 산란의 보정
요인
선원 자신중에서의 자기 흡수, 자기산랑(하전입자, 저에너지 X, r선)
선원용기, 도중의 공기층 및 검출기창에서의 감쇠와 산란(하전입자, 저에너지X, r선)
선원 지지물로부터의 후방산란(β선, 고에너지X, r선)
주위의 물체 혹은 공기에 의한 산란
(3) 2차 방사선에 대한 보정
2차 방사선 - 제동 X선(β선 측정)
- 2차 전자, 형광 X선(r선 측정)
- 방사화 방사선 포획r선(중성자 측정)
4. 계수치의 통계적 취급
계수의 통계적 변동 - 방사성 붕괴의 통계적 오차
- 계수 과정의 통계적 오차
(1) 방사선붕괴
N개의 방사성 원자가 있다고 하자 1개의 원자가 1초 동안에 붕괴할 확률은 붕괴상수 λ와 같다. 따라서 N개의 원자 중에서 1초 동안에 붕괴할 원자수의 기대치는 λN이 된다.
그러나 어떤 특정한 1초 동안에 붕쇠할 원자수는 반드시 λN개로 한정되지 않고 이 값의 부근에 흐트러진 값을 보인다. 이 실현치의 분포는 통계적으로 푸아송(Poisson) 분포가 된다. 즉 n이라는 수가 출현할 확률P(n)은 위의 기대치를 λN=m 로 쓰면 이 된다. 측정의 결과는 이 poisson 분포와 잘 일치하는 것이 확인된다. 표전편차 σ = 으로 표시된다. 수학적으로 Gauss 분포의 취급이 간편하다. 으로 표시된다.
(2) 계수과정
계수치의 기댓값을 M이라 하면 계수치 분포의 표준편차 σ = 으로 표시하는 것이다.
5. 방사능의 측정
(1) α선에 의한 측정
방사성물질의 방사능을 측정하는데는 그 선원으로부터 방사되는 방사선의 수를 구하면 좋다.
(2) β선에 의한 측정
β선 에너지: 수 keV~수 MeV
200 keV 이하 β선: 창 있는 검출기로는 측정 곤란
200 keV 이하 β선 및 r선 방출선원: r선 측정쪽이 용이
β선원의 방사능을 측정하는 가장 간단한 방법은 단창형 GM계수관을 써서 선원을 일정한 거리에 놓고 측정하는 것으로서 정입체각 계수법이라 불리운다.
<그림36 β선의 포화후방산란계수>
포화 후방산란계수 : 후방산란계수는 지지물의 두께와 함께 증가하다가 어느 두께(β선 비정의 ~1/5) 까지 가면 포화된다.
(3) r선에 의한 측정
어느 정도 강한 방사능의 경우에는 전리함을 써서 방사능을 쉽게 측정할 수 있다. 핵종의 방사능 Q(Ci)과 조사선량률정수 τ(R㎡/hCi) 이 알려져 있을 때는 전리함으로 측정한 조사선량률 R(R/h) 은 식으로 주어진다.
(4) β-γ 동시측정
β붕괴에 이어서 r선을 방출하는 핵종( 등)의 경우에는 β-γ 동시계수법이 유용하다. 이 방법에서는 β용 검출기와 γ용 검출기를 마주하고 그 사이에 측정할 선원을 놓는다.
<그림38 β-r 동시계수법>
6. 선량의 측정
(1) 조사선량
조사선량을 측정하는 데는 공기를 사용한 직류형의 전리함이 가장 적당하다. 조사선량은 일정체적의 비밀봉전리함을 싸서 측정하는 수가 많다.
(2) 흡수선량
물질에 관계없이 또 직접적으로 흡수에너지를 측정하는 방법은 열량계를 써서 측정하는 절대측정법인데, 이것은 흡수선량의 표준으로는 사용되고 있으나 측정이 아주 어려워 실용적인 방법은 되지 못한다.
7. 방사선 에너지의 측정
(1) α선의 에너지를 측정하는 데는 여러 가지가 있으나 그 중에서도 가장 중요한 것은 자기 spectrometer와 반도체 검출기 spectrometer이다.
① 자기 spectrometer
자기 spectrometer는 α선의 에너지를 정확하게 측정하고 좋은 에너지 분해를 얻는데 사용된다. 자기 spectrometer의 원리는 하전입자가 균일한 자기장을 수직으로 통화할 때 자기력을 받아 원운동을 한다는 사실에 기초를 두고 있다.
② 반도체 검출기 spectrometer
최근에 발전한 반도체 검출기는 하전입자의 분광학에 있어서 획기적인 혁명을 가져다 주었다. 전리함에 비해서 반도체 검출기의 우수한 점은
좋은 에너지 분해
좋은 안정성
창 없이 검출
용이한 방사선 변별
입체각이 크다
값이 싸다
다중채널 분석기를 사용하여 전 스펙트럼을 동시에 기록할 수 있다.
형상을 자유롭게 택할 수 있다.
(2) β선 에너지
βtjs 에너지 분해에 사용되는 spectrometer는 자기 spectrometer, 섬광검출기, 반도체 검출기 등이다.
① 자기 spectrometer
원래는 α선의 경우와 마찬가지이다. 자기장의 방향과 β입자의 경로에 따라서 횡형 spectrometer와 종형 spectrometer의 두 가지로 크게 분류된다.
② 섬광검출기
섬광검출기는 자기 spectrometer에 비해서 분해능이 떨어지고 직선적 응답이 좋지 못하다.
반도체 검출기
반도체 검출기는 β선 에너지 및 내부전환전자 spectrum을 연구하는데 널리 사용되고 있다.
(3) r선 에너지
<그림43 NaI(Tl) γ - spectrometer>
그림 43은 NaI(Tl) 검출기를 사용한 섬광 r-spectrometer의 개략도를 보여준다.
r선이 검출기의 섬광결정에 들어오면 검출과정에서 광전효과, Copton 효과 및 쌍생성의 3가지 상호작용을 하게 된다.
Ⅲ. 결론
이상의 설명으로 알 수 있는 바와 같이 방사선 검출기의 종류는 매우 많다.
방사선 검출기의 각각의 기능과 원리를 알 수 있다.
비례계수관에서와 같이 이온쌍의 수가 n에 비례함을 알 수 있었다.
형광유리 선량계의 장점과 단점을 다루어 더 효율적인 검출기의 비교가 되었다.
열 luminescence 선량계인 TLD는 현재 원자력 발전소에서 직원들에게 직접 사용되고 있는 개인 선량계이다. TlD의 특성에 맞게 조작이 간단하고 휴대가 간편하다.
이러한 것처럼 방사선 검출기는 정확한 오염측정과 검사용이 용이 하도록 더 요구되어지고 있는 바이다.
참고문헌
방사선물리학의 세계_(옥치일/전파과학사)
방사선검출 및 측정_(Glenn F knoll/이수용 역 / 기전연구사)
방사선검출 및 측정(방사선 물리계측)_(문정훈,김진구 공저/ 기전연구사)
방사선계측학실험_(권수일/대학서림)
방사선 측정기술_(박상태/보성)
방사선물리학2(김승곤/신아출판사)
알기쉬운 방사선물리학(홍덕균/청문각)
방사선 물리학

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