[고려대학교 보건환경융합과학부 전공선택_방사선안전분석] 4. Resolving time

소개글

"[고려대학교 보건환경융합과학부 전공선택_방사선안전분석] 4. Resolving time"에 대한 내용입니다.
제가 각종 자료를 참고하여 작성한 내용이며 해당 과목은 A+ 성적을 받았습니다.

목차

1. Prelab Q&A
1) GM tube의 창을 통해 방사선이 이동할 때, 어떤 과정이 일어나기 때문에 tube가 입자를 감지했다는 신호를 보내는가?
2) GM tube 내에 여러 개의 입자가 동시에 존재할 때 counter가 이를 구분할 수 있는가?

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) GM tube와 ST-360 counter를 세팅한다.
2) Background 측정
3) Source1+Source2를 놓고 측정한다. 이때 측정값에서 배경방사선을 보정한 계수율을 r_(1•2) (cps)라고 한다.
4) Source2+Blank를 놓고 측정한다. 이때 측정값에서 배경방사선을 보정한 계수율을 r_2 (cps)라고 한다.
5) Blank+Blank를 놓고 측정한다.

6. 실험 결과 및 분석

7. 고찰
1) Background radiation의 측정
2) 보정방법에 대한 생각
3) 최대 계수율의 개념

8. 결론

9. Postlab Q&A
1) GM tube의 Resolving time을 계산하라. 이 값이 1μs에서 100 μs 사이에 속하는가?
2) 모든 데이터에서 percent of correction이 동일한가? 그래야 하는가? 이유는?

10. Raw data

본문내용

1. Prelab Q&A
(1) GM tube의 창을 통해 방사선이 이동할 때, 어떤 과정이 일어나기 때문에 tube가 입자를 감지했다는 신호를 보내는가?
이 질문에 대한 답은 곧 GM tube의 작동원리와 연관된다.
GM tube에 직류전압을 인가하고, 여기에 방사선 입자가 입사되면 먼저 전자와 양이온이 생긴다. 이때 전자는 양극인 중심전극으로 이동한다. 또 관은 원통 모양이고 중심전극은 매우 가늘기 때문에 중심전극 부근으로 갈수록 전장이 매우 강해지므로 전자는 이 부근에서 큰 에너지를 얻어서 전자의 운동에너지가 전리전압을 초과하면 이 전자는 또다시 전리를 일으킨다. 결과적으로 중심전극 부근에서는 막대한 수의 2차전자와 양이온군이 생성되며 이러한 현상을 “gas multipulation”이라고 한다.
한편, 전리와 같이 생긴 들뜸원자가 안정상태로 돌아갈 때 방출하는 광자는 관 내 여러 부분에서 광전효과를 일으키며 이때 방출된 광전자는 다시 전자의 증가 원인이 되어 gas multipulation이 일어난다. 이러한 광전자가 매개가 되어 2차전자가 점점 증가하는 현상이 “electronic avalanche”이며 GM tube에서 최후에는 avalanche가 관 전체에까지 퍼져서 외부 회로에는 큰 출력의 전류가 흐른다. 입사되는 방사선의 종류나 에너지 크기와는 상관없이 외부 회로에는 일정한 펄스 크기의 출력전압이 발생한다. (강보선 외, p199, 2012년) 이것이 바로 GM tube가 입자를 감지했다는 신호를 보내는 과정이다.

(2) GM tube 내에 여러 개의 입자가 동시에 존재할 때 counter가 이를 구분할 수 있는가?
불가능하다. 입자가 붕괴되어 방사선이 발생될 때, 입자들은 GM tube에서 이온쌍을 만들어낸다. 이때 전자가 양이온보다 더 빠르게 이동한다. 양이온이 음극으로 이동하는 동안에 GM tube는 어떤 방사선에도 민감한 상태가 된다.

참고 자료

강보선 외 (2012). 『방사선계측학』. 신광출판사.