KR100917116B1 - Correction method for counting loss due to the energy discrimination - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비례 계수기의 에너지 판별 준위에 의한 계수 손실 보정 방법에 관한 것으로, 임계값(요구치)의 설정에 따라 노이즈로 분류되는 구간에서의 계수 손실을 보정하여 보다 노이즈 등에 의한 계수 손실을 줄일 수 있는 비례 계수기의 에너지 판별 준위에 의한 계수 손실 보정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to a coefficient loss correction method based on the energy discrimination level of the proportional counter, and to reduce the coefficient loss due to noise by correcting the coefficient loss in a section classified as noise according to the setting of the threshold (required value). An object of the present invention is to provide a coefficient loss correction method based on the energy discrimination level of the proportional counter.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, (a) 파고 스펙트럼에서 판별 준위의 적당한 범위에서 피팅(fitting)하여 ADC 채널수에 대한 파고 스펙트럼식을 얻는 단계와; (b) 상기 파고스펙트럼식을 제로 에너지 지점으로부터 임계값 주변까지 적분하여 임계값 준위 이전의 배타선원의 계수값를 구하는 단계와; 그리고, (c) 파고스펙트럼에서 얻을 수 있는 임계값 준위 이후의 계수와 요구치(threshold cut)에 대한 계수의 비율로 계수 손실값을 얻어 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비례 계수기의 에너지 판별 준위에 의한 계수 손실 보정 방법을 제공한다.The present invention for achieving this object comprises the steps of: (a) fitting the crest level in the appropriate range of the discrimination level to obtain a crest spectral formula for the number of ADC channels; (b) integrating the crest spectrum equation from a zero energy point to around a threshold to obtain a coefficient value of the exclusion source before the threshold level; And (c) obtaining and correcting a coefficient loss value as a ratio of the coefficient after the threshold level obtained from the crest spectrum and the coefficient with respect to the threshold cut, and determining the energy of the proportional counter. Provided is a method for correcting coefficient loss by level.

비례 계수기, 계수 손실, 임계값, 요구치 Proportional counter, count loss, threshold, required value

Description

비례 계수기의 에너지 판별 준위에 의한 계수 손실 보정 방법{Correction method for counting loss due to the energy discrimination}Correction method for counting loss due to the energy discrimination}

도 1은 비례 계수기의 출력 신호로부터 얻은 에너지 파고 스펙트럼을 보여주는 그래프.1 is a graph showing energy crest spectrum obtained from an output signal of a proportional counter.

도 2는 본 발명에 따른 계수 손실 보정 방법을 설명하기 위한 그래프.2 is a graph for explaining a coefficient loss correction method according to the present invention.

본 발명은 비례 계수기의 에너지 판별 준위에 의한 계수 손실 보정 방법에 관한 것으로, 특히 계수값이 실제 카운트에 가깝도록 보정할 수 있는 비례 계수기의 에너지 판별 준위에 의한 계수 손실 보정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a coefficient loss correction method based on the energy discrimination level of the proportional counter, and more particularly, to a coefficient loss correction method based on the energy discrimination level of the proportional counter capable of correcting the count value close to the actual count.

일반적으로 방사능이나 중성자의 측정 등이나 간단한 계수 실험을 하는 경우에는 비례 계수기(Proportional Counter)가 많이 이용되고 있다.In general, when performing a simple counting experiment such as measurement of radioactivity or neutrons, a proportional counter is widely used.

비례 계수기는 보통 전리함 내부에 예를 들어, Ar, He, H2 , N2, Air, CH4 등 의 충진 가스를 주입 또는 유동시킴과 동시에, 음극과 양극에 높은 전위차를 형성시킨 상태에서 방사선이나 중성자를 주사함으로써, 전위차에 의해 전리된 전자-이온쌍이 집전극에 집전되면서 발생된 전기 신호를 얻는다.Proportional counters are usually filled with radiation, such as Ar, He, H 2 , N 2 , Air, and CH 4 , while injecting or flowing filling gas inside the ionosphere and forming a high potential difference between the cathode and anode. By scanning the neutrons, an electrical signal generated as the electron-ion pairs ionized by the potential difference is collected on the collecting electrode.

이렇게 얻어진 신호는 전기 신호 또는 펄스 형태의 신호로 변환하여 계수 또는 에너지 스펙트럼을 얻는 데 이용된다.The signal thus obtained is converted into an electrical signal or a pulse form signal and used to obtain a coefficient or energy spectrum.

비례 계수기로부터 출력된 신호를 가지고 에너지를 측정하는 방법으로는 방사선 검출기로부터 펄스 파고를 분석하는 펄스 파고 분석법, 방사선이 물질을 투과하는 비율로부터 에너지를 측정하는 흡수법, 방사선이 일정 거리를 비행한 시간을 분석하는 비행 시간법, 그리고 방사선(하전 입자선)이 자장 속에서 편형되는 율을 측정하는 자장법 등이 있다.The method of measuring energy with the signal output from the proportional counter includes pulse wave analysis method that analyzes the pulse wave height from the radiation detector, absorption method that measures energy from the rate at which the radiation penetrates the material, and time when the radiation has traveled a certain distance. Time-of-flight methods to analyze the energy and magnetic field methods to measure the rate at which radiation (charged particle beams) are deflected in the magnetic field.

특히, 상기 펄스 파고 분석법을 통해 에너지 스펙트럼을 얻는 방법에는 여러 가지가 있으나, 그 중에서 ADC(Analog to Digital Converter)를 이용하여 첨부도면 도 1에서 도시한 바와 같이, 에너지 스펙트럼을 얻게 된다.In particular, there are various methods of obtaining an energy spectrum through the pulse wave height analysis method, and among them, an energy spectrum is obtained as shown in FIG. 1 by using an analog-to-digital converter (ADC).

또한, 신호 채널 분석기(Signal Channel Analyzer)를 이용하여 임계값 이상인 경우를 계수하게 된다. 즉, 비례 계수기로부터 출력된 값이 임계값 이상인 경우에 계수를 하고, 임계값 이하인 경우에는 계수를 하지 않는 방법으로 계수가 이루어지게 된다.In addition, a signal channel analyzer is used to count a case above a threshold. That is, when the value output from the proportional counter is greater than or equal to the threshold, the counter is counted.

그러나, 종래의 방법으로 계수를 하는 경우, 임계값을 어떻게 설정하느냐에 따라 계수 오차가 생기게 된다. 즉, 임계값이 높으면 계수해야 할 것들도 노이즈로 판단하여 계수를 하지 못하게 되고, 반대로 임계값이 낮으면 노이즈도 계수를 해 버리기 때문에 계수에 따른 손실이 발생하게 되었다.However, in the case of counting by the conventional method, a counting error occurs depending on how the threshold is set. In other words, if the threshold value is high, the countable ones cannot be counted as noise. On the contrary, if the threshold value is low, the noise is also counted.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 임계값(요구치)의 설정에 따라 노이즈로 분류되는 구간에서의 계수 손실을 보정하여 보다 노이즈 등에 의한 계수 손실을 줄일 수 있는 비례 계수기의 에너지 판별 준위에 의한 계수 손실 보정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised in view of the above-mentioned problem, and according to the setting of the threshold value (required value), the coefficient loss in the section classified as noise is corrected to the energy discrimination level of the proportional counter which can reduce the coefficient loss due to noise. It is an object of the present invention to provide a method for correcting coefficient loss.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, (a) 파고 스펙트럼에서 판별 준위의 적당한 범위에서 피팅(fitting)하여 ADC 채널수에 대한 파고 스펙트럼식을 얻는 단계와; (b) 상기 파고스펙트럼식을 제로 에너지 지점으로부터 판별을 위해 설정된 임계값 주변까지 적분하여 임계값 준위 이전의 배타선원의 계수값를 구하는 단계와; 그리고, (c) 파고스펙트럼에서 얻을 수 있는 임계값 준위 이후의 계수와 임계값에서 무한대에 이르는 ADC 채널수의 요구치(threshold cut)에 대한 계수의 비율로 계수 손실값을 얻어 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비례 계수기의 에너지 판별 준위에 의한 계수 손실 보정 방법을 제공한다.The present invention for achieving this object comprises the steps of: (a) fitting the crest level in the appropriate range of the discrimination level to obtain a crest spectral formula for the number of ADC channels; (b) integrating the crest spectrum equation from a zero energy point to around a threshold set for discrimination to obtain a coefficient value of the exclusion source before the threshold level; And (c) obtaining and correcting a coefficient loss value as a ratio of the coefficient after the threshold level obtained from the crest spectrum and the coefficient to the threshold cut of the number of ADC channels ranging from threshold to infinity; Provided is a coefficient loss correction method based on an energy discrimination level of a proportional counter.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 비례 계수기의 에너지 판별 준위에 의한 계수 손실 보정 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a method for correcting the coefficient loss by the energy discrimination level of the proportional counter according to the present invention will be described.

첨부도면 도 1은 비례 계수기의 출력 신호로부터 얻은 에너지 파고 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.1 is a graph showing energy crest spectrum obtained from an output signal of a proportional counter.

본 발명은 (a) 파고 스펙트럼에서 판별 준위의 적당한 범위에서 피팅(fitting)하여 ADC 채널수에 대한 파고 스펙트럼식을 얻는 단계와; (b) 상기 파고스펙트럼식을 제로 에너지 지점으로부터 임계값 주변까지 적분하여 임계값 준위 이전의 배타선원의 계수값를 구하는 단계와; 그리고, (c) 파고스펙트럼에서 얻을 수 있는 임계값 준위 이후의 계수와 요구치(threshold cut)에 대한 계수의 비율로 계수 손실값을 얻어 보정하는 단계;로 이루어진다.The present invention comprises the steps of: (a) fitting a crest level in the appropriate range of the discrimination level to obtain a crest spectral formula for the number of ADC channels; (b) integrating the crest spectrum equation from a zero energy point to around a threshold to obtain a coefficient value of the exclusion source before the threshold level; And (c) obtaining and correcting a coefficient loss value by the ratio of the coefficient after the threshold level obtained from the crest spectrum and the coefficient with respect to the threshold cut.

(a)단계는 파고 스펙트럼에서 판별 준위의 선형 범위에서 피팅(fitting)하여 ADC 채널수에 대한 파고 스펙트럼식을 얻게 된다. 이때, 상기 파고 스펙트럼은 통상의 비례 계수기를 이용하여 얻어진 에너지 스펙트럼을 이용하게 된다. 여기서, 상기 피팅은 파고 스펙트럼을 선형 함수로 회귀 분석하는 것을 말한다. 엑셀 또는 시그마와 같은 통계 처리 프로그램에 입력 데이터를 입력하면 기울기와 절편이 출력되는데 그 출력값을 사용하게 된다.Step (a) fits in the linear range of the discrimination level in the crest spectrum to obtain crest spectral equations for the number of ADC channels. In this case, the wave height spectrum uses an energy spectrum obtained by using a conventional proportional counter. Here, the fitting refers to regression analysis of the crest spectrum as a linear function. When input data is input to a statistical processing program such as Excel or Sigma, the slope and intercept are output and the output value is used.

상기 피팅은 에너지 스펙트럼의 y축, 즉 (카운트)/(채널)의 값으로 피팅이 된다.The fitting is fitted to the y-axis of the energy spectrum, i.e. (count) / (channel).

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 피팅의 범위는 육안을 통해 선형인 범위로 정하거나, 또는 낮은 ADC 방향의 임계값 이하에서 발생되는 노이즈 피크(pedestal)와 높은 ADC 방향의 증가함수 부분을 제외한 중간의 선형 범위로 정하는 것이 바람직하다.In a preferred embodiment of the present invention, the fitting range is visually defined as a linear range, or intermediate except for the noise peak (pedestal) occurring below the threshold of the low ADC direction and the increase function portion of the high ADC direction. It is preferable to set it as the linear range of.

이렇게 파고 스펙트럼과 피팅값이 결정이 되면, 파고 스펙트럼식을 구하게 되는데, 이 식은 파고 스펙트럼을 일차 방정식 형태로 최소자승법을 이용하여 일차 회귀(linear regression)한 결과로서 얻게 된다. 일차 회귀 결과로 일차 함수의 기울기와 y절편이 리턴되는데, 이 결과를 그대로 사용하여 다음의 수학식 1과 같은 파고스펙트럼식을 얻게 된다.When the crest spectrum and the fitting value are determined, a crest spectral equation is obtained, which is obtained as a result of linear regression of the crest spectrum in the form of a linear equation using the least-squares method. The first-order regression returns the slope and y-intercept of the first-order function, which is used as is to obtain a crest spectral equation as shown in Equation 1 below.

스펙트럼 카운트 = (0.09034)X(ADC 채널수) + (77.60)Spectrum Count = (0.09034) X (Number of ADC Channels) + (77.60)

(b)단계는 상기 파고스펙트럼식을 제로 에너지 지점(Zero Energy ADC)으로부터 임계값 주변까지 적분하여 임계값 준위 이전의 배타선원의 계수값을 구하는 단계이다.Step (b) is to calculate the coefficient value of the exclusion source before the threshold level by integrating the crest spectrum equation from a zero energy point to a threshold value.

(c)단계는 파고스펙트럼에서 얻을 수 있는 임계값 준위 이후의 계수와 요구치(threshold cut)에 대한 계수의 비율로 계수 손실값을 얻어 보정하는 단계이다. 이를 좀 더 상세하게 설명하면, 입계값 이전의 계수의 합은 (에너지 스펙트럼의 피팅값)X(임계값-제로 에너지 지점)을 곱한 것으로, 첨부도면 도 2의 왼쪽의 사각형 면적이 된다. 또한, 상기 요구치(threshold cut)에 대한 계수란 에너지 스펙트럼에서 임계값부터 무한대까지 카운트값을 더한 것이다. 따라서, 상기 (임계값 이전의 계수의 합)과 (요구치(threshold cut)에 대한 계수)는 첨부도면 도 2의 그래프에서 임계값을 중심으로 각각 왼쪽과 오른쪽이 1: 99의 면적비로 나타나게 되는 것이다.Step (c) is a step of obtaining and correcting the coefficient loss value by the ratio of the coefficient after the threshold level obtained from the crest spectrum and the coefficient to the threshold cut. In more detail, the sum of the coefficients before the threshold is multiplied by the (fit value of the energy spectrum) X (threshold-zero energy point), which is the square area on the left side of the drawing of FIG. In addition, the coefficient for the threshold cut is a count value from the threshold value to infinity in the energy spectrum. Accordingly, the sum of the coefficients before the threshold and the coefficient for the threshold cut are represented by an area ratio of 1: 99 on the left and right sides of the graph in FIG. .

이렇게 얻어진 손실 계수를 대입하여 보정된 카운트는 다음의 식 2에 따라 얻을수 있게 된다.The count corrected by substituting the loss coefficient thus obtained can be obtained according to the following expression (2).

보정된 카운트 = (계수값)X[1+(임계값 이전의 계수의 합/요구치(threshold cut)에 대한 계수)]Corrected count = (count value) X [1+ (count over threshold cut / threshold cut)]

이하, 첨부도면 도2를 참조하여 본 발명에 따라 손실 계수 및 보정된 카운트값의 계산해 보면 다음과 같이 된다. 여기서, 상기 계수값은 1000으로 가정한다.Hereinafter, the calculation of the loss coefficient and the corrected count value in accordance with the present invention with reference to the accompanying drawings, as follows. Here, the count value is assumed to be 1000.

우선, (임계값 이전의 계수의 합)은 임계값에서 제로 에너지 ADC일 때의 값을 빼게 된다. 이 값에 상술한 것과 같은 방법으로 결정된 피팅값을 곱하게 되면, 첨부도면 도 2의 왼쪽 그림과 같이 되게 된다. 이때, 제로 에너지 ADC의 상부로 돌출된 부분은 노이즈로 보아 무시하게 된다.First, (sum of coefficients before threshold) subtracts the value at zero energy ADC from the threshold. When this value is multiplied by the fitting value determined in the same manner as described above, it becomes as shown in the left figure of FIG. At this time, the portion protruding to the top of the zero-energy ADC is ignored as viewed as noise.

(요구치(threshold cut)에 대한 계수)는 임계값 이상의 범위, 즉 임계값과 무한대 사이의 카운트를 더하게 되는데, 그 값은 곡선 아래 부분의 면적과 같게 된다.(The coefficient for the threshold cut) adds a count above the threshold, i.e. the count between the threshold and infinity, which is equal to the area under the curve.

특히, (임계값 이전의 계수의 합)과 (요구치(threshold cut)에 대한 계수)의 면적비는 1:99가 되기 때문에, 전체 면적에 대한 임계값 이전의 계수의 비는 1/100이 된다. 따라서, 실제 손실 계수(보정 계수)는 1.01이 된다.In particular, since the area ratio of (sum of coefficients before threshold) and (factor to threshold cut) is 1:99, the ratio of coefficients before the threshold to the total area is 1/100. Therefore, the actual loss factor (correction coefficient) is 1.01.

따라서, 실제 카운트된 계수값에 이 손실 계수를 곱하여 얻은 1000X1.01=1010의 값이 계수값 1000에 비해 더 실제 계수값에 가깝다고 할 수 있 다.Therefore, it can be said that the value of 1000X1.01 = 1010 obtained by multiplying the counted count value by this loss factor is closer to the actual count value than the count value 1000.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

이상에서 본 바와 같이 본 발명은 (임계값 이전의 계수의 합)과 (요구치(threshold cut)에 대한 계수)의 비가 1:99로 일정하기 때문에, 전체 크기에 대해 임계값 이전의 계수에 대한 비를 더하여 계수가 이루어지도록 손실계수를 보정해 줌으로써, 보다 실제 카운트에 가까운 출력값을 얻을 수 있게 된다.As described above, in the present invention, since the ratio of (sum of coefficients before threshold) and (coefficient to threshold cut) is constant at 1:99, By correcting the loss coefficient so that the coefficient is added, the output value closer to the actual count can be obtained.

Claims (6)

(a) 파고 스펙트럼에서 판별 준위를 선형 범위에서 피팅(fitting)하여 ADC 채널수에 대한 파고 스펙트럼식을 얻는 단계와;(a) fitting a discriminant level in the crest spectrum in a linear range to obtain a crest spectral equation for the number of ADC channels; (b) 상기 파고스펙트럼식을 제로 에너지 지점으로부터 임계값 주변까지 적분하여 임계값 준위 이전의 배타선원의 계수값를 구하는 단계와; 그리고,(b) integrating the crest spectrum equation from a zero energy point to around a threshold to obtain a coefficient value of the exclusion source before the threshold level; And, (c) 파고스펙트럼에서 얻을 수 있는 임계값 준위 이후의 계수와 요구치(threshold cut)에 대한 계수의 비율로 계수 손실값을 얻어 보정하는 단계;(c) obtaining and correcting a coefficient loss value as a ratio of the coefficient after the threshold level obtained from the crest spectrum and the coefficient to a threshold cut; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 비례 계수기의 에너지 판별 준위에 의한 계수 손실 보정 방법.Coefficient loss correction method according to the energy discrimination level of the proportional counter comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 파고스펙트럼식은,The method of claim 1, wherein the crest spectrum equation, 스펙트럼 카운트 = (0.09034)X(ADC 채널수) + (77.60)    Spectrum Count = (0.09034) X (Number of ADC Channels) + (77.60) 인 것을 특징으로 하는 비례 계수기의 에너지 판별 준위에 의한 계수 손실 보정 방법.A coefficient loss correction method according to the energy discrimination level of the proportional counter, characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 보정 단계에서의 보정된 카운트는,The method of claim 1, wherein the corrected count in the correcting step, 보정된 카운트 = (계수값)X[1+(임계값 이전의 계수의 합/요구 치(threshold cut)에 대한 계수)]    Corrected count = (count value) X [1+ (count over threshold cut / threshold cut)] 특징으로 하는 비례 계수기의 에너지 판별 준위에 의한 계수 손실 보정 방법.A coefficient loss correction method based on an energy discrimination level of a proportional counter. 제 3 항에 있어서, 상기 (임계값 이전의 계수의 합)과 (요구치(threshold cut)에 대한 계수))는 1:99인 것을 특징으로 하는 비례 계수기의 에너지 판별 준위에 의한 계수 손실 보정 방법.4. The coefficient loss correction method according to claim 3, wherein (sum of coefficients before a threshold value) and (factor for a threshold cut) are 1:99. 제 1 항에 있어서, 상기 피팅의 범위는 육안을 통해 선형인 범위로 정하는 것을 특징으로 하는 비례 계수기의 에너지 판별 준위에 의한 계수 손실 보정 방법.The method of claim 1, wherein the fitting range is determined by a linear range through the naked eye. 제 1 항에 있어서, 상기 피팅의 범위는 낮은 ADC 방향의 노이즈 피크(pedestal)와 높은 ADC 방향의 증가함수 부분을 제외한 중간의 선형 범위인 것을 특징으로 하는 비례 계수기의 에너지 판별 준위에 의한 계수 손실 보정 방법.2. The coefficient loss correction according to claim 1, wherein the fitting range is an intermediate linear range excluding noise peaks in a low ADC direction and an increase function portion in a high ADC direction. Way.
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