GM검출기의 특성곡선 및 Scintillation Detector의 원리
1. 실험제목
GM검출기의 특성곡선 및 Scintillation Detector의 원리(Energy Calibration)
2. 이론적인 배경
① GM 검출기
GM 검출기는 오래전부터 사용하여왔던 방사선 검출기의 하나이다. 감도가 높은 편이며 여러 종류의 방사선의 측정이 가능하다. 또한, 비교적 큰 펄스를 얻을 수 있고 구조가 다른 검출기에 비해 간단하며 조작도 쉽다.
동작원리를 간단하게 살펴보면, 방사선이 입사될 시 양극을 중심으로 GM관안의 모든 영역에서 1)1) 전리함이 사용되는 전압영역보다 더 높은 전위차를 검출기에 인가하면 입사방사선이 검출기 가스를 전리하여 생성된 초기전자는 양극으로 포집되는 과정에서 가속되어 2차전리를 일으킬 수 있는 충분한 에너지를 얻게되고 다시 2차전자는 또 다른 전리를 야기하게 되는 현상. 총 이온쌍의 수에 비례한다.
전자사태가 발생하게 된다. 전자사태가 발생하게 됨에 따라 GM관의 기체증배인자는 108에 이르므로 펄스를 증폭시키기 위한 부가적인 전자장치는 필요없을 만큼의 충분한 크기의 출력펄스를 형성하게 된다. 여기서 양극은 주로 텅스텐(W)으로 되어 있고 음극은 GM 계수관의 벽이다. 음극의 사용하는 금속은 Ni등의 높은 일함수를 갖는 물질이 좋다. 내부에 채우는 충전가스는 Ar 같은 불활성가스로써 방전의 소거를 목적으로 사용되는 CH4 등의 유기가스나 할로겐가스를 소량으로 첨가한다. 방사선 입자가 입사되면 Ar 원자가 전리, 여기되어 전자와 양이온이 생성되며, 이 전리된 전자는 양극으로 이끌려 가스 분자와 충돌하게 된다. 결국 이동속도는 전기장 세기의 비에 의존하고 충전가스의 기압을 1기압 이하로 유지하는 것이 보통이다.
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2013.05.01
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