[고려대학교 보건환경융합과학부 방사선안전분석] Lab 4 Resolving Time

소개

[고려대학교 보건환경융합과학부 방사선안전분석] Lab 4 Resolving Time
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

0. Pre-lab 문제
(1) GM tube의 창을 통해 방사선이 이동할 때 tube가 입자를 감지했다는 신호를 보내기 위해 어떤 일이 일어나는가?

Lab #1의 pre-lab에서 알아봤던 GM tube의 작동 원리에 답이 있다. 방사선은 GM tube 내의 가스 원자를 이온화하기 충분한 에너지를 가지고 있으므로 내부에서 전자와 양이온이 생기는데, 이 때 전자는 양극으로, 양이온은 음극으로 가속된다. 이러한 하전 입자가 전극을 향해 이동하면서 tube에 존재하는 전기장에서 추가적인 에너지를 얻어 충돌을 통해 추가 이온화를 유도한다. 새 이온들이 avalanche를 일으키며 이로 인해 GM tube에서 측정 가능한 전기 펄스가 생성된다. 이 펄스는 GM tube의 회로에 의해 증폭되고 외부엔 큰 출력의 전류가 흐르게 된다. 이것이 GM tube의 작동 원리이자 tube가 입자를 감지했다는 신호를 보내는 과정이다.

(2) GM counter는 동시에 존재하는 하나 이상의 입자를 구별할 수 있는가?

GM counter는 동시에 존재하는 하나 이상의 입자를 구별할 수 없는데, 이러한 상태의 시간을 GM counter의 deadtime이라고 부른다. 튜브 내에서 만들어진 양이온과 전자 중에서 전자가 더 빠르게 이동한다. 이는 양이온이 전자보다 무겁고 기체 원자와 더 자주 충돌하여 움직임이 느려질 수 있기 때문이다.
보다 느리게 움직이는 양이온은 전극에 도달하는 데 시간이 더 오래 걸리게 되는데, 이 때 튜브는 방사선에 둔감한 상태가 된다. 즉 GM 튜브의 전자 장치가 후속 이벤트에 정확하게 반응하기 전 복구 시간이 더 길어지게 된다. 전자 장치가 재설정 및 복구되기 전에 튜브를 완전히 방전하는 데 시간이 더 오래 걸릴 수 있기 때문에 양이온은 deadtime에 영향을 미치게 된다.

참고자료

· Detector Dead Time Determination and Optimal Counting Rate for a Detector Near a Spallation Source or a Subcritical Multiplying System (hindawi.com)
· Microsoft Word - Determining the Resolving Time of a Geiger-Mueller Tube-dle (vernier.com)