유효입체각법을 이용한 부피감마선원의 HPGe 검출효율 결정

Abstract

방사화 분석의 대상이 되는 다양한 형태의 감마선원들에 대하여, 선원자체 부피에 의한 기하학적 효과와 검출기의 구조, 그리고 이들의 배치 방법 및 주변 매질에 의한 감쇠효과를 반영하여 전 에너지 흡수 피크 검출효율(Full energy absorption peak efficiency, 이하 검출효율)을 결정하는 것은 감마선 분광 분석의 중요한 과정 중 하나이다. 본 논문에서는 유효입체각(Effective solid angle)의 개념을 이용하여 동일한 기하학적 구조와 매질을 갖는 표준부피선원의 측정 없이 비교적 간단한 과정을 거쳐 검출효율을 결정할 수 있도록 개발된 유효입체각코드(ESA code)를 검증하였다. 코드의 성능 확인을 위하여 표준점선원 및 표준부피선원 측정 실험을 수행 하였다. 기하 구조를 구성하는 변수들이 검출효율 전산모사 및 계산에 미치는 영향을 분석하기 위하여 다양한 매질, 부피, 형태의 표준부피선원을 준비하였다. 상대효율 17%의 p-type HPGe 검출기와 상대효율 32%, 63%의 n-type HPGe 검출기를 이용하여 표준선원들의 검출효율을 결정하였다. 표준점선원의 측정 결과를 유효입체각코드에 입력하여 실험에 사용한 표준부피선원과 동일한 구조 및 매질에 의한 효과를 반영한 값으로 변환하고 유효입체각과 검출효율을 계산하였다. 검출효율에 대한 실험 결과와 코드 계산 결과의 비교를 통해 유효입체각코드의 성능을 확인하였다.