CdTe 기반 플라스틱 섬광체 특성평가 (Performance Evaluation of CdTe Based Plastic Scintillator)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 71권 / 9호 / 775 ~ 781페이지
· 저자명 : 민수정, 강하라, 이병채, 서범경, 노창현, 홍상범, 정재학

초록

본 연구에서는 해체과정에서 발생되는 다양한 해체폐기물을 현장에서 현장 검사 및 분류를 수행하기위해 나노 물질 기반 플라스틱 섬광체를 개발하였고, 이를 현장 측정 검출기로서의 가능성을 평가하기위해 상용플라스틱 검출기와 계측 성능을 비교 평가하였다. 낮은 원자번호로 구성되어 있는 플라스틱매트릭스에 고 원자번호의 CdTe 나노 물질을 첨가함으로써 광자와의 반응률 향상, 파장 시프트 또는밴드갭 조절을 통한 전자 손실률 감소 등의 메커니즘을 통해 감마선 검출에 활용 가능하다. 본 연구에서는60Co 방사 선원을 활용하여 CdTe 나노 물질이 함유된 플라스틱 섬광체의 성능을 상용플라스틱 섬광체와비교 분석하였다. 그 결과, 상용 플라스틱 섬광체 대비 CdTe가 함유된 플라스틱 섬광체의 상대 효율이평균 132% 로 분석되었다. 특히, Count ratio를 산출한 결과, 60Co의 콤프턴 에너지 영역에서 CdTe 나노 물질의 효과가 관찰되었다. 본 연구결과를 기반으로, 나노 물질이 함유된 플라스틱 검출 시스템을원자력시설 해체 분야에 적용한다면, 빠르고 신속한 측정을 통해 해체 비용 및 작업자 피폭 저감에 기여할수 있을 것으로 판단된다.

영어초록

In this study, a nanomaterial-loaded plastic scintillator that could be used in decommissioning nuclear facilities was developed and its applicability was evaluated. Plastic detectors with low atomic number are mainly used for alpha and beta measurements. However, by adding a CdTe nanomaterial with a high atomic number to the plastic matrix, Such detecture can be used for gamma-ray detection through mechanisms such as improving the interaction rate with photons and reducing the electron loss rate through wavelength shift or band gap control. In this study, to evaluate the performance of a plastic scintillator containing CdTe nanomaterials we compared, the measurement results obtained using a 60Co radioactive source to those obtained using a commercial plastic scintillator. The results showed that the relative efficiency of the CdTe-loaded plastic scintillator for 60Co detection compared to that of a commercial plastic scintillator was 132% on average. In particular, as a result of calculating the count ratio the effect of the CdTe nanomaterial was observed in the Compton energy region of 60Co. Finally, a plastic detection system containing a nanomaterial can contribute to reductions in both the decommissioning costs and worker exposure through quick and rapid measurements at nuclear facilities.

참고자료

· 없음