Elemental Analysis by Neutron Induced Nuclear Reaction - Prompt Gamma Neutron Activation Analysis for Chemical Measurement -

중성자 핵반응을 이용한 원소 검출기술 - 즉발감마선 중성자 방사화분석법을 이용한 검출기술 -

Neutron induced prompt gamma activation analysis (PGAA) offers a nondestructive, sensitive and relatively rapid method for the determination of trace and major elements and is proven to be convenient for online analysis of minerals, metals, coal, cement, petrochemical, coating, paper as well as many other materials and products. The technique has found many uses in medicine, industry, research, security and the detection of contraband items. This report reviews the present status and future trends of the PGAA techniques. Requirements for the system are neutron source, high resolution HPGe detectors with a high-voltage power supply, an amplifier, analog-to-digital converter, and a multichannel analyzer for the detection and measurement of prompt ${\gamma}$-ray emit form the neutron capture elements. Introducing a ${\gamma}$-${\gamma}$ coincidence system also improves the quality of the ${\gamma}$-ray spectrum by suppressing the background created from the Compton scattering of high energy prompt ${\gamma}$-rays. A PGAA system using a $^{252}Cf$ neutron source is currently under construction for the on-line measurement of several elements in aqueous samples at KAERI. The system can be applied for the detection of chemical weapons and explosives as well as various narcotics.

즉발감마선 중성자방사화법 (PGAA)은 시료내 미량 및 주원소를 빠르게 비파괴적으로 분석하는 방법으로 주로 광물, 금속, 석탄, 시멘트, 석유, 코팅, 제지 등 다양한 산업체에서 실시간 분석법으로 매우 유용하다. 이 방법은 제약과 관련된 산업체 또는 연구업무에도 활용되며, 마약 또는 폭발물과 같은 위험물질의 탐지에도 이용되고 있다. 본 총설은 즉발감마선 중성자 방사화법의 현재의 기술현황과 앞으로 연구추진 경향에 대하여 서술하였다. PGAA 시스템은 중성자 선원, 증성자 핵반응으로부터 발생하는 즉발감마선을 측정하기위한 다중채널분석기와 A/D 변환기 등의 전자모듈과 고분해능 HPGe 검출기로 구성된다. 속중성자의 콤프턴 산란에 의한 높은 바탕값은 감마-감마 동시계수장치의 도입으로 개선될 수 있다. 현재 $^{252}Cf$를 사용한 즉발감마선 중성자 방사화 장치는 수용액중에 존재하는 원소들의 실시간분석을 위해 한국원자력연구소에서 개발중에 있다. 이 장치는 다양한 마약 및 폭발물 또는 화학무기의 탐지에도 응용될 수 있다.