부산대학교 기계공학부 기계공학응용실험 A+보고서(3. 방사선 계측 실험)-2021년 2학기

소개글

"부산대학교 기계공학부 기계공학응용실험 A+보고서(3. 방사선 계측 실험)"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험목적

2. 실험장치 및 방법
1) 실험장치
2) 실험방법

3. 이론
1) 방사선 (Radiation)
2) X-ray
3) 기체 전리를 이용한 검출기
4) Spectroscopy : 선원에서 나오는 에너지들에 대한 측정 횟수를 그린 그래프
5) 차폐율

4. 실험결과
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.
4) 1MeV의 γ선을 콘크리트로 차폐하고자 한다. 1Mev의 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 마찬가지고 거리의 제곱에 비례하여 감소한다. 이를 참조하여 주어진 선원이 점등방선원이라는 가정하에, 선원으로부터 1m 떨어진 곳에서 방사선량률이 18mSv/h이다. 이때, 3m 떨어진 곳에서의 선량률은 얼마인가?
6) GM 계수기로 P-32에서 방출되는 베타입자를 2분간 측정한 결과 72,960 counts 이었다. 이 선원과 동일한 형상이고 2kBq의 방사능을 가진 P-32표준선원을 앞에서와 같은 조건에서 10분간 측정하여 320,000counts를 얻었다면 처음 P-32의 방사능은 얼마인가?
7) 실험 진행 간 특이했던 점에 관한 고찰이나 느낀 점에 대해 서술하시오.

본문내용

1. 실험목적
계측장비를 사용하여 방사선의 특징을 파악한다.

2. 실험장치 및 방법
1) 실험장치
GM Tube
Gamma Spectroscopy
선원 , 차폐체

2) 실험방법
1. GM Tube
(1) 장비의 전원을 켠다.
(2) 실험조건을 설정한다. (900V, 30s)
(3) 선원을 올린다.
(4) Count버튼을 누른다.
(5) 차폐체를 넣고 (4)를 반복한다.

2. Gamma spectroscopy
(1) 장비의 전원을 켠다.
(2) USX program을 켠다.
(3) 실험 조건을 설정한다.(900V, course gain8, fine gain1.24, Live time 10800)
(4) Start(초록)버튼을 누른다.
(5) Spectrum을 관찰한다.

3. 이론
1) 방사선 (Radiation) : 불안정한 물질이 안정화되며 방출되는 에너지이다.

2) X-ray : 빠른 속도로 진행하는 전자가 금속 원자의 영향으로 급속하게 감속되거나 또는 정지하는 경우, 원래의 전자가 가지고 있던 운동 에너지가 전자기파의 형태로 변환되는데, 이 전자기파를 “X-ray”라고 한다.

<중 략>

선원으로는 Cs-137, Sr-90, Ba-210을 사용했고, 차폐체로는 Al(P) 0.125in, Pb(S) 0.125in, Pb(S) 0.250in를 사용하였다. GM tube는 900V, 30s로 설정하였다.
위 실험에서는 900V의 전압을 걸었지만 전하의 개수를 모르기 때문에 전체 에너지를 알 수 없기 때문에 1Mev일때의 각 Al과 Pb의 감쇠계수(μ)를 참고하여 위 실험값들을 분석하였다.

참고 자료

기계공학실험교재편찬위원회. (2016). 기계공학응용실험. 3판. 청문각
NIST : https://physics.nist.gov/PhysRefData/XrayMassCoef/tab3.html