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9 MeV 고에너지 감마선검출을 위한 어레이검출기 개발

9 MeV 고에너지 감마선검출을 위한 어레이검출기 개발 . 2000. 10. 27. 홍완 , 김기동 , 김영석 , 이진호 , 양태건 , 김준곤 , 최한우 , 우형주. 한국자원연구소. 연구의 목적 14 N 핵의 9.17 MeV 준위에 의해 g ( 14 N , 14 N ) g 공명산란되는 9.17 MeV 감마선의 측정을 위한 어레이형 검출기 개발하여 지중의 질소함유물 ( 폭약 등 ) 위치탐지에 응용 어레이 검출기의 특징

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9 MeV 고에너지 감마선검출을 위한 어레이검출기 개발

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  1. 9 MeV 고에너지 감마선검출을 위한 어레이검출기 개발 2000. 10. 27 홍완, 김기동, 김영석, 이진호, 양태건, 김준곤, 최한우, 우형주 한국자원연구소

  2. 연구의 목적 • 14N 핵의 9.17 MeV 준위에 의해 g(14N , 14N ) g공명산란되는 9.17 MeV 감마선의 측정을 위한 어레이형 검출기 개발하여 지중의 질소함유물(폭약 등) 위치탐지에 응용 • 어레이 검출기의 특징 • 검출기의 위치감지능력(position sensitivity)에 의한 감마선 발생위치 파악이 용이 • 고에너지 감마선 측정에 필요한 섬광체를 작은 여러 개의 섬광체로 대체 가능

  3. Properties of inorganic scintillators * XCOM 에 의한 계산치

  4. Array detector 제작 • 2” x 2” BGO 결정 사용 (미국 Rexon 사) • 결정의 모양은 array 제작시 빈 공간이 생기지 않도록 4각형으로 함

  5. Detector AMP TSCA Counter Detector AMP TSCA Counter Personal computer Detector AMP TSCA Counter Detector AMP TSCA Counter 계측시스템 계통도

  6. Simulation program

  7. Beam 10 mA Beam originate BG 10 % Beam 10 mA Beam originate BG 5 %

  8. BGO 검출기 특성조사 • 가속기를 이용한 Al(p,g)Si반응 및 F(p,ag)O반응으로 부터 • 10.76 MeV및 6.12 MeV감마선 생성 • 정전형가속기 • TV : 1.7 MV tandem • 표적함에서 수 mA까지 인출가능

  9. 60Co Detector 1 1173 keV 1330 keV FWHM=111 keV (8.3%)

  10. 2.612 MeV from 208Tl NaI detector NaI detector BGO detector BGO detector eBGO/eNaI = 233 % 505 % for photopeak eBGO/eNaI = 286 % 1187 % for photopeak 10.76 MeV from Al FWHM=394.91 keV(3.7 %) 6.12 MeV from F g-ray spectra from Al target. Al(p,g)Si Charge : 5mC g-ray spectra from F target. F(p,ag)O Charge : 5mC

  11. Resolution and efficiency comparison of detectors Accumulated Charge : 5 mC

  12. 요약 • 고에너지 감마선 검출을 위한 BGO 검출기 어레이 제작을 • 위한 기초실험을 수행하였다 • 컴퓨터를 이용한 질소 함유물 탐지가상실험을 수행한 결과, • 감마선원에서 직접 입사되는 감마선에 의한 백그라운드가 • 가장 계측에 방해됨을 알았다 • 육면체 BGO 섬광체를 이용한 검출기 4개를 제작하였다. • 시작된 검출기의 계측효율 및 분해능을 측정한 결과 • 10.76 MeV 감마선에 대해 NaI 검출기의 11배의 계측효율과 • 370 keV 정도의 분해능을 나타내었다.

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