방사성 오염도 측정을 위한 광섬유 검출기 제작
Fabrication of Fiber-optics Detector for Measuring Radioactive Waste
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초록
본 연구에서는 연구에서는 Ce:GAGG 섬광체, 광섬유 그리고 광전자증배관을 이용하여 광섬유 검출기를 제작하였다. 섬광체의 단결정 크기는 MCNPX 코드를 이용하여 섬광체 깊이에 따른 감마선 계수효율을 전산모사하여 3𐌗3𐌗20mm3로 설정하였다. 제작된 검출기는 표준 감마선원인 137Cs과 133Ba을 이용하여 세기의 따른 선형성 평가와 거리 변화에 따른 계수량 변화 측정을 하였다. 그 결과 추세선식 R-square 값이 0.99741로 매우 좋은 응답선형성을 보였고, 거리에 따른 검출 특성 또한 MCNPX값과 비교하였을 때 2% 이하로 좋은 검출특성을 보였다. 또한 단일선원과 혼합선원에서의 감마선 에너지 분광 결과 137Cs은 662keV에서 그리고 133Ba은 356keV에서 감마선 에너지 피크를 확인하였다. 광섬유 검출기를 사용한다면 작업자의 작업시간과 피폭을 줄여줄 것으로 보인다.
Abstract
In this study, an optical fiber detector was constructed by using a Ce:GAGG scintillator, optical fiber, and photomultiplier. The single crystal size of the scintillator was set to 3 × 3 × 20 mm after simulating the counting efficiency of gamma rays in the scintillator by using the MCNPX code. The constructed detector used the standard gamma ray sources 137Cs and 133Ba to measure radiation and analyze the spectral characteristics of gamma rays. The resulting trend curve showed excellent linearity with an R-squared value of 0.99741, and the detector characteristics were found to vary 2% or less with distance based on comparison with the MCNPX value. Furthermore, the spectroscopic analysis of the gamma ray energy from the single-ray and mixed-ray sources showed that 137Cs had its peak energy at 662 keV, and 133Ba had at 356 keV. It seems that if the fiber-optics detector is used, working hours and exposure of worker can be reduced.
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