[고려대학교 보건환경융합과학부 방사선안전분석] Lab 1 Plotting a GM Plateau

소개

수업내용, 실험결과 및 여러 자료를 바탕으로 작성한 레포트입니다.
한 학기 방사선안전분석 14개의 레포트 모두 유일하게 감점 단 1점도 없이 만점으로 A+를 받은 레포트입니다.

목차

1. 실험제목
2. 실험동료이름
3. 실험목적
4. 실험장비
5. 실험절차
6. 실험결과 및 분석
7. 결론
8. Post-lab 문제
9. 실험 raw data
10. 참고문헌

본문내용

(2)GM 튜브 작동 방법에 대한 소개 항목을 읽어라. 전위는 어떻게 GM 튜브의 작동에 영향을 줄까?

전위가 어떻게 GM 튜브의 작동에 영향을 주는지 알려면 우선 GM 튜브의 작동 원리를 알아야 한다. 입사한 방사선이 내부에 충전된 가스 혼합물과 상호작용하면서 전자와 양이온으로 분리되고, 전자와 양이온은 양극과 음극의 전기장에 의해 수집된다. 이 전기장이 GM 튜브의 전극에 적용된 전위가 만들어내는 전기장이다. 양이온이 음극에 가서 또 다른 전자 avalanche를 일으키는 걸 방지하기 위해 quenching 가스를 넣는다. 그리고 이 때 전자는 이동하면서 에너지를 얻고 가스 원자와 충돌하면 더 많은 원자를 이온화시켜 전자 avalanche를 일으킨다. 이러한 avalanche는 전기 펄스를 생성하고 GM 튜브는 이를 측정하는 장치이다.

GM 튜브의 인가전압에 따른 계수율 그래프는 다음과 같다.

위 그래프에서 6개의 영역을 볼 수 있는데, 순서대로 recombination 영역, ionization 영역, proportional영역, limited proportional 영역, GM 영역, continuous discharge 영역이다.

- Recombination 영역은 전기장이 너무 약해서 이온쌍이 전극에 수집되지 못하고 recombination하여 소멸되는 영역이다.
- Ionization 영역은 인가전압을 높이면 recombinatio이 발생하지 않고 일차적으로 생성된 이온쌍이 전극에 수집되는 영역이다. 이 때 일정하게 유지되는 전류를 포화전류라고 한다.
- proportional 영역은 인가전압이 올라가면 전자가 가속되어 ionization이 연쇄적으로 발생하며 전자증배가 일어나는 영역이다. 이 때 전자 수는 인가전압에 비례한다.
- limited proportional 영역은 proportional 영역보다 인가전압이 더 높아지면서 증배계수가 포화에 이르러 proportion을 상실하는 영역이다.

참고자료

· Geiger–Müller tube - Wikipedia
· Experimental evaluation of the deadtime phenomenon for GM detector: deadtime dependence on operating voltages | Scientific Reports (nature.com)
· The Geiger-Müller tube | IOPSpark
· Some questions about Spectrum Techniques Lab | Physics Forums
· https://igotusri.tistory.com/7
· 방사선 검출기의 검출원리 및 특성 : 네이버 블로그 (naver.com)