Variation of the Detection Efficiency of a HPGe Detector with the Density of the Sample in the Radioactivity Analysis

When the low level radioactivity sample is measured, it is required to have many samples. For increase of the sample volume, a scattering and absorbing probability of the emitted gamma-ray in the sample are to be increased. In order to correct the self-absorption effect, the counting efficiency must be calibrated according to a geometrical condition and sample density. But, it is impossible to determine efficiency for counting sample using standard source with the same geometrical condition and density. In this study, the measuring efficiencies were determined with various counting containers and densities. In order to compare the self-absorption effect with the sample density in the various sample container, the variation of the counting efficiency with the densities was investigated by adding NaI, which has high solubility and density. Also, they were compared with Monte Carlo simulation. The self-absorption effect was found to be significant in the low energy region below 0.5 MeV.

방사능 분석에서 밀도에 따른 HPGe 검출기의 검출효율 변화

방사능 준위가 낮은 시료의 경우에는 방사능 측정 시 많은 양의 시료가 요구되며, 시료량의 증가로 인하여 방출된 감마선이 시료 자체에서 산란되거나 흡수될 확률이 증가하게 되므로 검출기에 도달할 확률은 감소하게 된다. 이러한 자체흡수효과를 보정하기 위해서는 측정시료의 기하학적 조건 및 밀도에 따른 효율을 보정하여야 한다. 대부분의 측정에서 기하학적인 조건은 표준선원과 동일한 측정용기를 사용함으로서 해결될 수 있다. 그러나 다양한 종류의 폐기물을 측정대상으로 할 경우에는 측정시료와 동일한 기하학적 조건 및 밀도를 가지는 표준선원을 이용하여 효율을 결정한다는 것은 사실상 불가능하다. 다양한 측정 용기에 대하여 측정 시료의 밀도 차이에 따른 자체흡수효과를 비교하기 위하여 수용액 상태의 표준선원에 용해도가 높고 밀도가 큰 NaI를 첨가하면서 밀도차이에 따른 검출기의 효율 변화를 조사하였다. 모든 결과는 Monte Carlo 방법에 의한 계산결과와 비교하였으며, 500 keV 이하의 낮은 에너지 영역에서는 자체흡수효과에 대한 보정이 이루어지지 않을 경우 많은 오차가 발생한다는 것으로 확인하였다.