The Study on Design of lead monoxide based radiation detector for Checking the Position of a Radioactive Source in an NDT

In recent years, the automatic remote control controller of the gamma ray irradiator malfunctions, and radiation workers are continuously exposed to radiation exposure accidents. In the non-destructive testing field, much time and resources are invested in establishing a radioactive source monitoring system in order to prevent potential incidents of radiation. In this study, the gamma-ray response properties of the lead monoxide-based radiation detector were estimated through monte carlo simulation as a previous study for the development of a radioactive source location monitoring system that can be applied universally to various non-destructive testing equipment. As a result of the study, the optimized thickness of the radiation detector varies according to the gamma-ray energy emitted from the radioactive source, and the optimized thickness gradually increases with increasing energy. In conclusion, the optimized thickness of the lead monoxide-based radiation detector was $200{\mu}m$ for the Ir-192, $150{\mu}m$ for the Se-75 and $300{\mu}m$ for the Co-60. Based on these results, the appropriate thickness of lead monoxide-based radiation detector considering secondary-electron equilibrium was evaluated to be $300{\mu}m$ for general application. These results can be used as a basic data for determining the appropriate thickness required in the radiation detector when developing a radiation source location monitoring system for universal application to various non-destructive testing equipment in the future.

비파괴검사 분야에서 방사선원의 위치 확인을 위한 산화납 기반 방사선 검출기 설계에 관한 연구

최근, 감마선 조사기의 자동 원격 조사 제어기가 오동작하여 방사선작업종사자가 방사선 피폭 사고가 지속적으로 보고되고 있다. 이에 NDT 분야에서는 방사선에 대한 잠재적 사고를 미연에 방지하기 위한 방사선원 모니터링 시스템 구축에 많은 시간과 재원을 투자하고 있다. 이에 본 연구에서는 다양한 비파괴검사장비에 범용적으로 적용할 수 있는 방사선원 위치 모니터링 시스템의 개발을 위한 선행연구로써 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 산화납 기반 방사선 검출기에 대한 감마선 응답 특성을 모의 추정하였다. 연구 결과, 방사선 검출기의 최적화 두께는 방사선원에서 방사되는 감마선 에너지에 따라 상이하며 에너지가 증가함에 따라 최적화 두께가 점차 증가하는 것으로 나타났다. 결론적으로 PbO 기반 방사선 검출기의 최적화 두께는 Ir-192에 대하여 $200{\mu}m$, Se-75 $150{\mu}m$, Co-60 $300{\mu}m$로 분석되었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 범용적으로 적용하기 위하여 2차 전자 평형을 고려한 PbO 기반 방사선 검출기의 적절한 두께는 $300{\mu}m$로 평가되었다. 이러한 결과는 차후 다양한 NDT 장비에 범용적으로 적용하기 위한 방사선원 위치 모니터링 시스템을 개발 시 방사선 검출기에서 요구되는 적절한 두께를 결정하는데 있어 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.