제 2장 방사선 취급기술

 
4. 방사능측정
4-1 측정방법
4-1-1 절대측정법
측정선원만을 사용하여 얻은 측정값으로 방사능세기를 측정하는 방법이다.
측정방법으로는 정입체각법, 4π비례계수법, β-γ동시계수법, 2πα계수법, ⅹ,γ동시계수법, 액체 scintillation 계수법 등이 있다.
(1) 정입체각법 (β-선)
β선원의 방사능을 측정하는데 가장 간단한 방법은 단창형 G-M계수관을 사용하여 ‘선원을 일정한 거리에 놓고 측정하는 정입체각법’ 이다.
계수율과 방사능의 관계는

n : 측정계수율 (cps)
D : 선원의 방사능 (dps)
: 붕괴당 β선의 방사비율
G : 측정기의 기하학적 효율
F : 보정계수
정입체각 계수법은 많은 불확실한 보정이 필요하기 때문에 측정의 정확도는 좋지않다
따라서 측정할 선원과 같은 핵종으로 방사능이 열려져 있는 선원이 있으면 그것과 같은 비교선원을 만들어 동일조건으로 측정하면 보정계수를 줄일수 있다
(2) 4π계수법 (β-선)
선원을 얇은 유기박막위에서 조제하여 이것을 4π계수관에 넣어 방사느을 측정하는 방법이다.
입체각이 4π이기 때문에 계수율이 거의 붕괴율로 되지만 계수손실이나 자기흡수, 박막의 흡수 등이 있게 된다.
(3) β-δ동시계수법 (β-선,δ-선)
Co-60과 같이 β-선과 γ-선이 동시에 방출되는 핵종에 적용되는 방법이다.
Β-선은 주로 G-M계수관 또는 비례계수관으로 측정하고 δ-선은 NaI(Tl)신틸레이션 계수관으로 측정한다
원리를 간단히 살펴보면 각각의 핵종을 따로 검출하고 두가지가 동시에 검출되는 경우를 계수하여 선원의 방사능 강도를 측정하는 방법이다.
β-검출기 선원 δ-검출기
동시회로
N N N
β-선 검출기 계수율 (D:방사능, :검출효율)
γ-선 검출기 계수율
β-γ 동시 계수율
즉 이상에서 보면
방사능(D)은
가 된다
(예) β-γ 계수법을 적용하여 미지의 시료를 1000초동안 측정하였더니 β계수로는 120,000 counts, γ계수로는 60,000 counts, 동기계수로는 6,000 counts를 얻었다.
이때 시료의 방사능은 몇 ci인가?
(단, 자연방사능은 없는 것으로 한다)
(풀이)



따라서 방사능 세기(D)는
이다
또한 1Ci=3.7 이므로

(4) 액체 신틸레이션 계수법
액체 scintillator 속에 측정할 선원을 용해시켜 방사능을 측정하는 방법이다.
입체각은 거의 4π이며 자기흡수도 없기 때문에 계수율은 에너지가 높은 핵종에서는 거의 붕괴율에 가까우며 에너지가 낮은 핵종에서는 소광효과에 의해 검출되지 않는 경우가 있다.
<Ref> 소광효과에 의한 계수효율을 보정하는 방법
1) 내부표준 선원법
동일핵종의 표준용액을 첨가하면 계수율이 증가하는 것으로부터 계수효율을 결정한다
2) 채널비율법
β스펙트럼을 두개의 채널로 분할하고 그 계수의 비와 효율과의 관계를 미리 구하는 방법
3) 외부표준선원법
외부로부터 일정한 선을 조사하였을때의 계수율과 계수효율을 미리 구하는 방법

  β-γ 계수법을 적용하여 미지의 시료를 10분 동안 측정하였다. β계수는 10,000 counts, γ계수는 5000
  counts 동시계수로는 800counts를 얻었을 때 이 시료의 방사능 세기는?

6250 dps 6250 dpm