[고려대학교 보건환경융합과학부 전공선택_방사선안전분석] 2. Statistics of counting

소개

"[고려대학교 보건환경융합과학부 전공선택_방사선안전분석] 2. Statistics of counting"에 대한 내용입니다.
제가 각종 자료를 참고하여 작성한 내용이며 해당 과목은 A+ 성적을 받았습니다.

목차

1. Prelab Q&A
1) Poisson distribution과 Gaussian distribution 각각의 mean과 SD 값을 구하여라.
2) 정확하고 질 높은 장비를 사용하면 오차에 대한 내용을 알 필요 없지 않은가?

2. 실험 제목

3. 실험 목적

4. 실험 장비
1) ST-360 counter
2) GM tube
3) 거치대
4) 선원
5) 기록용 노트북
6) 실험 매뉴얼 (hard copy)
7) BNC 고전압 연결선

5. 실험 절차
1) 실험 기구 세팅
2) 배경방사선 측정
3) Cs-137을 이용하여 측정

6. 실험 결과 및 분석
1) Data table (raw data에서 추출)
2) Background radiation 측정 결과 분석
3) Cs-137 측정 결과 분석

7. 고찰
1) Background radiation과 Cs-137 데이터의 분포에 대한 이론적 예측
2) Graph 분석을 통해 판단한 실제 데이터의 분포
3) 이론과 실제 분포가 차이를 보이는 이유

8. 결론

9. Postlab Q&A
1) Background radiation의 데이터는 어떤 분포를 따르는가? Cs-137 데이터는 Gaussian distribution을 따른다고 말할 수 있겠는가?
2) Cs-137로 실험 시 Poisson distribution의 값을 구할 수 없는 이유는 무엇인가?
3) Poisson distribution과 Gaussian distribution으로 각각 계산한 SD 값은 얼마나 비슷하다고 할 수 있겠는가? 둘 중 어느 것이 더 정확한가? 둘 중 어느 것이 더 계산이 용이한가?

10. Raw data

본문내용

(2) 정확하고 질 높은 장비를 사용하면 오차에 대한 내용을 알 필요 없지 않은가?
장비에 따라 오차 정도의 차이는 있을 수 있으나, 오차는 어떤 장비를 사용하든 존재한다. 결국 방사선 계측 시 알 수 있는 것은 experimental counts이다. 이는 true counts와 구별되어야 하는 개념이다. 방사선 계측 과정에서는 통계적인 fluctuation이 있을 수밖에 없다.
방사성붕괴는 무작위적인 과정이다. 결과적으로, 방출되는 방사선을 계측하는 과정에는 어느 정도의 통계적 오차가 나타날 수밖에 없다. 결국 모든 방사선 계측에는 피할 수 없는 불확실성이 있을 수밖에 없으며 뚜렷한 오차가 존재한다. 그래서 “Counting statistics”라는 분야에서는 방사선 계측 실험 결과를 분석하기 위한 통계 분석 기법을 연구하며, 측정결과로부터 기대되는 정확도를 알고자 한다. (Glen F. Knoll, p65, 2010년)
정리하자면, 각 입자의 무작위적인 분포 때문에 방사선 계측 과정이 정확하게 이루어지는 것은 불가능하다. 입자의 무작위적인 분포 결과는 실험 결과 fluctuation으로 표현된다. 이렇게 내재된 변이 때문에 측정결과의 오류를 연구하는 statistical counting error 분야를 알 필요가 있는 것이다.

2. 실험 제목
Statistics of counting

3. 실험 목적
본 실험의 목적은 Geiger counter을 이용해서 측정 시 결과값에 대한 통계를 알기 위함이다. 그 중에서도 Poisson distribution과 Gaussian distribution의 비교를 중점적으로 다루도록 한다. 그 이유는 다양한 분포 중 이 두 가지 분포가 간단하고 방사선 계측치를 표현하기에 적합하기 때문이다.

4. 실험 장비
(1) ST-360 counter
(2) GM tube
(3) 거치대
(4) 선원
Cs-137을 사용한다. 본 실험에서는 배경방사선과 Cs-137의 counts를 측정한다.
(5) 기록용 노트북

참고자료

· 강보선 외 (2012). 『방사선계측학』. 신광출판사.
· Glen F. Knoll (2010). 『Radiation detection and measurement』. Wiley.