방사선 계측실험(부산대 기계공학응용실험)

소개

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목차

1. 실험목적

2. 실험 내용 및 이론적 배경
1) 방사선
2) X-선
3) 기체 전자를 이용한 검출기
4) Spectroscopy
5) 자폐율

3. 실험장치 및 방법
1) GM Tube
2) Gamma Spectrscopy

4. 실험결과 및 고찰
1) GM tube로 측정한 선원의 세기를 표를 이용하여 작성하고 분석하시오.
2) 100V의 전압에 의해 가속되는 전자의 파장은?
3) spectroscopy(선원 : Cs-137)의 그래프를 보고 분석하시오. (Pb(T),차폐체x 두 가지 경우 모두 포함)
4) 1MeV의 γ선을 콘크리트로 차폐하고자 한다. 1MeV γ선에 대한 콘크리트의 질량 감쇠계수 및 밀도는 각각 0.065cm ^{2} /g``및`2.3g/cm ^{3}이다. 다음 물음에 답하시오
5) 방사선원의 세기는 빛의 세기와 마찬가지로 거리의 제곱에 비례하여 감소한다. 이를 참조하여 주어진 선원이 점등방선원이라는 가정하에, 선원으로부터 1m 떨어진 곳에서 방사선량률이 18mSv/h이다. 이때 3m 떨어진 곳에서의 선량률은 얼마인가?(단,차폐체는 고려하지 않는다.)
6) GM 계수기로 P-32에서 방출되는 배타입자를 2분간 측정한 결과 72,960 counts 이었다. 이 선원과 동일한 형상이고 2kBq의 방사능을 가진 P-32 표준선원을 앞에서와 같은 조건에서 10분간 측정하여 320,000 counts를 얻었다면 P-32의 방사능은 얼마인가?
7) 실험 진행 간 특이했던 점에 관한 고찰이나 느낀 점에 대해 서술하시오.

본문내용

1. 실험목적
GM Tube 및 Spectroscopy를 이용해 방사선 계측을 하고 방사선에 대한 이해를 할 수 있도록 한다.

2. 실험 내용 및 이론적 배경
① 방사선
불안정한 물질이 안정화되면서 방출하는 에너지를 일컫는다.
② X-선
빠른 속도로 진행하는 전자가 금속 원자의 영향으로 감속되거나 또는 정지하는 경우, 원래의 전자가 가지고 있던 운동 에너지가 전자기파의 형태로 변환된다. 이 전자기파를 X선이라고 정의한다.

<중 략>

위 실험에서 다른 선원들을 모두 같은 시간만큼 측정하였다. 이때, 검출된 Counts 수는 Sr, Cs, Ba 순으로 많다. 그러나 검출된 Counts 수가 많다고 해서 에너지가 크다고 결론을 내리는 데는 무리가 있다. 왜냐하면 이 검출기에서는 에너지와 입자를 구별할 수 없기 때문이다. 차폐체를 넣었을 때 감소하는 Counts 수는 Sr가 가장 큰 폭으로 감소하였다.
또한, 일반적으로 두께가 더 큰 차폐체를 쓰게 되면 검출되는 수가 더욱 적어져야 하는데 부분적으로 감소하지 않은 경우가 확인된다. 이는 확률의 문제로 샘플이 이온쌍을 항상 일정하게 내뿜는 것이 아니기 때문에 두께가 더 높은 차폐체를 쓰더라도 확률적으로 그 순간 더 많은 이온쌍을 내뿜었을 수 있기 때문이다.

참고자료

· 기계공학실험교재편찬회 기계공학응용실험 개정판 (청문각)
· 방사선 보건 물리학, Michael Stein, 2017, Wiley