LYSO 단결정의 양성자에 대한 발광 응답 측정 및 Birks 매개변수 결정 (Measurement of the Proton Luminescence Response and Determination of the Birks Parameters of the LYSO Crystal)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 66권 / 6호 / 679 ~ 684페이지
· 저자명 : 강상준, 김민정, 박정민, 이주영, 손주경, 하대훈, 황용석

초록

본 연구에서는 LYSO (Lu$_{2(1-x)}$Y$_{2x}$SiO$_5$) 섬광단결정에 방사능 원천 $^{137}$Cs의 662 keV 감마선을 조사하여, 파고스펙트럼과 에너지 분해능 등 섬광 특성을 측정하였다. 경주 양성자 가속기 연구센터 (Korea Multi-Purpose Proton Accelerator Complex (KOMAC))의 100 MeV 양성자빔과 여러가지 두께의 알루미늄 디그레이더를 이용하여 39 MeV에서 100 MeV 사이의 에너지를 가지는 양성자 빔을 LYSO 섬광단결정에 조사하여, 양성자에 대한 LYSO 단결정의 발광 응답을 측정하였다. 이 때 양성자빔이 160 cm의 공기와 알루미늄 디그레이더를 통과한 후 표적 셈플에 도달했을 때의 양성자의 에너지와, LYSO 섬광단결정 내에서 양성자가 잃는 에너지와 양성자 경로의 길이는 SRIM 툴킷을 이용한 시뮬레이션을 이용하여 구하였다. 실험 데이터와 시뮬레이션 데이터를 이용하여 Birks의 반-경험 공식의 매개변수를 추정하였다.

영어초록

We investigated the scintillation characteristics, including the energy resolution and pulse height spectrum, of a LYSO (Lu$_{2(1-x)}$Y$_{2x}$SiO$_5$) crystal by using a 661 keV $\gamma$-ray source and proton beams of various energies. The luminescence response of the LYSO crystal to the energy of the proton beam was measured for proton beam energies in the range from 39 MeV to 100 MeV by using the 100 MeV proton beam of the Korea Multi-Purpose Proton Accelerator Complex (KOMAC) with different thicknesses of aluminum degraders, and we detected the proton luminescence spectrum of the LYSO crystal. For the determination of the energy of the proton beam incident on the crystal after it had passed through the degraders and 160 cm of air, we used the SRIM code based on the Monte Carlo simulation. We fitted the parameters of the generalized semi-empirical Birks formula by using the experimental data and the SRIM simulation.

참고자료

· 없음