A Study on Efficiency Error in Distance Inverse Square Law using Cylinder NaI(Tl) Scintillation Detector

Generally, it's known fact that intensity of radioactivity satisfies inverse-square law. However, the law was dissatisfied with practical experiment because of limited shape of scintillation detector. Especially, in the case of near distance between the surface of detector and the radioactive source, the difference grows larger. In the present study, reason of this difference was confirmed by experiment with $2^{{\prime}{\prime}}{\times}2^{{\prime}{\prime}}{\phi}$ NaI(Tl) scintillation detector and $^{60}Co$(1.174 MeV, 1.333 MeV)and $^{137}Cs$(0.662 MeV) gamma ray sources. From the experiment, the correction coefficient was obtained with gamma ray detection efficiency and geometrical volume. In the result of the present study, the efficiency difference of the detector was corrected with the coefficient. In the present result, we obtained that the inverse-square law experiment have to consider the efficiency and geometrical value of the detector.

원통형 NaI(Tl) 신틸레이션 검출기를 이용한 거리의 역자승 법칙에서 효율 오류에 대한 연구

일반적으로 방사선 선원의 강도는 거리의 역자승 법칙을 따른다. 그러나 방사선 선원과 검출기와의 거리가 가까울수록 거리의 역자승 법칙 실험은 이론과 실험의 일치하지 못하는 오류를 가져오게 된다. 본 연구에서는 방사선 선원과 검출기와의 거리에 따른 거리의 역자승 법칙이 실제 실험에서는 정확하게 성립하지 않는 이유를 실험적으로 확인하였다. 그리고 이 문제를 해결하기 위하여 측정된 방사능을 보정하기 위하여 보정계수를 실험적으로 얻었다. 측정에 사용한 검출기는 $2^{{\prime}{\prime}}{\times}2^{{\prime}{\prime}}{\phi}$ NaI(Tl) 신틸레이션 검출기를 사용하였고, 방사선에너지의 변화에 따른 효과를 확인하기 위하여 감마선 선원 $^{60}Co$(1.174 MeV, 1.333 MeV)와 $^{137}Cs$(0.662 MeV)에 대한 실험도 병행하였다. 측정에서 얻어진 거리의 역자승 법칙의 결과들을 보정계수를 이용하여 측정값들을 보정한 결과 거리의 역자승 법칙과 매우 일치하는 경향을 보였고, 오류에 대한 원인을 실험적으로 확인하였다. 이러한 결과는 유한한 체적을 가진 검출기를 사용하여 방사선의 강도가 거리의 역자승에 반비례하는 실험을 할 경우 모두 해당되는 문제이므로 본 연구의 결과는 방사선계측 분야에 매우 유용하게 사용되어질 것으로 사료된다.