[논문]고순도 Ge 검출기의 전기적 노이즈 감소를 통한 감마선 에너지 스펙트럼의 분해능 향상에 관한 연구

이삼열

doi:10.7742/jksr.2020.14.7.849

고순도 Ge 검출기의 전기적 노이즈 감소를 통한 감마선 에너지 스펙트럼의 분해능 향상에 관한 연구
A Study on the Improvement of Gamma Ray Energy Spectrum Resolution through Electrical Noise Reduction of High Purity Ge Detector 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.14 no.7, 2020년, pp.849 - 856

이삼열 (동서대학교 방사선학과)

초록
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감마선 에너지 스펙트럼 연구에서 에너지 분석을 통한 핵종 분석은 매우 중요하다. 감마선 에너지 측정에 일반적으로 사용되는 고순도 Ge 검출기는 높은 에너지 분해능과 상대적으로 높은 검출 효율 때문에 일반적으로 사용된다. 그러나 반도체 검출기는 높은 에너지 분해능을 유지하기 위해 주변 환경에서 발생하는 노이즈를 효과적으로 차단하지 않으면 원래의 성능을 유지하기 어렵고 고가의 장치의 효과를 얻지 못하는 문제점이 있. 따라서 본 연구에서는 검출기에서 발생하는 전기적 노이즈를 제거하기 위해 접지 루프 아이솔레이터 (NEXT-001HDGL)를 사용했다. 에너지 분해능 향상 효과를 테스트하기 위해 양성자 가속기 KOMAC에 새로 설치된 HPGe 검출 장치를 사용했다. 감마선 에너지 2614 keV의 경우 에너지 분해능이 (0.16 ± 0.02) %에서 (0.11 ± 0.01) %로 개선되었고, 감마선 에너지 662 keV의 경우 에너지 분해능이 (0.72 ± 0.07) %에서 0.27 ± 0.03 %로 향상되었다. 이 결과는 KOMAC (Korea Multi-Purpose Accelerator Complex)의 HPGe 검출 장비를 이용한 감마선 스펙트럼 연구에 매우 유용한 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In the gamma-ray energy spectrum study, nuclide analysis through energy analysis is very important. High-purity Ge detectors, which are commonly used for gamma-ray energy measurements, are commonly used because of their high energy resolution and relatively high detection efficiency. However, in order to maintain a high energy resolution, the semiconductor detector has a problem in that it is difficult to maintain the original performance if the noise generated from the surrounding environment is not effectively blocked, and the effect of the expensive device is not achieved. Therefore, in this study, ground loop isolator (NEXT-001HDGL) was used to remove the electrical noise generated from the detector. In order to test the effect of improving energy resolution, HPGe detection device newly installed in the proton accelerator KOMAC was used. In the case of gamma-ray energy 2614 keV, the energy resolution was improved from (0.16 ± 0.02) % to (0.11 ± 0.01) %, and in the case of gamma-ray energy 662 keV of 137Cs isotope, the energy resolution was improved from (0.72 ± 0.07) % to (0.27 ± 0.03) %. This result is considered to be very useful for the gamma ray spectrum study using the HPGe detection equipment of KOMAC(Korea Multi-Purpose Accelerator Complex).

주제어

표/그림 (11)

그림 Fig.1. Measurement result of gamma ray energy spectrum generated through ^natW(p,xn) proton nuclear reaction using 100 MeV protons of KOMAC (Korea Multi-Purpose Accelerator Complex)
그림 Fig. 2. In this study, a ground loop isolator (NEXT-001HDGL) was used to reduce the electrical noise generated by the HPGe detector.
표 Table 1. Specifications of the ground loop isolator (NEXT-001HDGL) parameters in the present measurement
그림 Fig. 3. Gamm-ray measurement spectrometer system (HPGe detector) of gamma-ray from the gamma ray sample.
표 Table 2. Specifications of the HPGe detector system
그림 Fig. 4. Gamma ray energy spectrum with and without a filter for removing electrical noise is shown.
그림 Fig. 5. Background gamma ray energy spectrum with and without a filter for removing electrical noise is shown.(Measurement time: 24 hours)
표 Table 3. List of gamma-ray energy and peak channel number
그림 Fig. 6. The difference in energy resolution according to the presence or absence of a filter is shown for gamma ray energy. It can be seen that the energy resolution when the filter is used shows a significant difference as the energy decreases.
표 Table 4. List of Parameters obtained from the measurement spectrum to obtain the gamma-ray energy resolution
그림 Fig. 7. The difference in the energy resolution of gamma rays was shown with and without a filter.

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