KR101786949B1 - 현장 측정 기술을 이용한 방사선원의 매립 깊이 도출 방법 및 이를 이용한 방사선원의 방사능 도출 방법 - Google Patents

현장 측정 기술을 이용한 방사선원의 매립 깊이 도출 방법 및 이를 이용한 방사선원의 방사능 도출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 현장 측정 기술을 이용하여 매질에 매립된 방사선원의 방출 스펙트럼을 측정하고, 광전효과에 의한 전에너지 흡수 영역과 컴프턴 산란에 의한 컴프턴 영역의 신호비율을 이용하여 방출 스펙트럼의 특성값을 산출함으로써 방사선원의 매립 깊이를 도출하는 방법 및, 상기 매립 깊이 도출 방법을 이용하여 상기 방사선원의 방사능을 도출하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면 방사선 계측기를 통한 1회의 현장 측정만으로도 방사선원의 매립 깊이 및 방사능을 도출해낼 수 있기 때문에, 다수의 현장 측정에 비해 소요되는 시간, 노력, 비용 등이 절감될 수 있고, 방사선원의 매립 깊이 및 방사능에 대한 값의 오차도 저감될 수 있다.

Description

현장 측정 기술을 이용한 방사선원의 매립 깊이 도출 방법 및 이를 이용한 방사선원의 방사능 도출 방법{METHOD FOR DERIVING DEPTH OF BURIED RADIATION SOURCE USING IN-SUIT MEASUREMENT TECHNOLOGY, AND METHOD FOR DERIVING RADIOACTIVITY OF BURIED RADIATION SOURCE USING THE SAME}
본 발명은 현장 측정 기술을 이용하여 매질에 매립된 방사선원(radiation source)의 방출 스펙트럼을 측정하고, 광전효과에 의한 전에너지 흡수 영역과 컴프턴 산란에 의한 컴프턴 영역의 신호비율을 이용하여 방출 스펙트럼의 특성값을 산출함으로써 방사선원의 매립 깊이를 도출하는 방법 및, 상기 매립 깊이 도출 방법을 이용하여 상기 방사선원의 방사능을 도출하는 방법에 관한 것이다.
원자력 시설을 운영하는 과정에서는 다양한 형태의 방사선원이 부지에 매립된 상태로 존재하게 되며, 이에 따라 원자력 시설의 해체 및 부지의 복원을 수행하는 과정에서 작업자의 피폭 및 방사성 폐기물의 발생량을 저감하기 위해서는 방사선원의 매립 깊이(즉, 매립 위치)와 방사능의 도출 작업이 선행될 필요가 있다.
도 1은 종래의 현장 측정 기술을 이용한 방사선원의 매립 깊이 도출 방법을 나타낸 도면으로서, 도 1에 나타낸 종래 매립 깊이(dx) 도출 방법은 방사선원(100)과 방사선 계측기(200) 간의 거리 변화(예를 들어, d1+dx → d2+dx)에 따른 계수율(count rate)의 변화를 이용하는 방법이다.
그러나 도 1에 나타낸 종래 매립 깊이 도출 방법은 방사선 계측기(200)의 중심에 대한 정보를 필요로 하며, 방사선원(100)과 방사선 계측기(200)가 일직선상에서 거리를 변화시키면서 2회 이상의 현장 측정이 요구될 뿐만 아니라, 거리 변화에 따라 방사선원(100)에 대한 방사선 계측기(200)의 위치가 직선상에서 벗어나는 경우에는 매립 깊이값의 오차가 발생한다는 문제점이 있다.
그리고 종래에는 방사선원의 방사능을 도출하기 위해 코어 시추를 통해 획득한 시료를 분석하는 방법을 사용하였다. 구체적으로, 상기 방법은 방사선원의 시료를 채취한 후 실험실에서 감마분광분석장치(HPGE detector)를 이용하여 방사선원의 방사능을 결정하는 방법이다. 그러나 상기 방법은 매질로부터 방사선원의 시료를 채취하는 일이 어려울 뿐만 아니라, 시료 채취 과정 중에 매질의 오염이 확산될 우려가 있고, 시료 채취 및 분석 과정 중에 작업자가 방사선에 피폭되는 문제점이 있다.
한편, 방사선원의 매립 깊이를 도출하기 위한 선행문헌으로는 미국등록특허공보 제4146796호(Apparatus for Radiation Source depth determination in a material")가 있다.
미국등록특허공보 제4146796호(1973.03.27.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 방사선원의 매립 깊이 및 상기 방사선원의 방사능을 간이하면서도 정확하게 도출해내는 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 현장 측정 기술을 이용한 방사선원의 매립 깊이 도출 방법은, a) 방사선원이 매립된 매질에 대해 방사선 계측기를 통해 상기 방사선원의 방출 스펙트럼을 측정하는 단계; b) 측정된 상기 방출 스펙트럼에 나타나는 전에너지 흡수 영역과 컴프턴 영역의 신호비율을 이용하여 상기 방출 스펙트럼의 특성값을 산출하는 단계; 및 c) 산출된 상기 방출 스펙트럼의 특성값을 이용하여 상기 방사선원의 매립 깊이를 도출하는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 b)단계에서 상기 방출 스펙트럼의 특성값(Q)은, 하기 수학식 1을 통해 산출하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 1]
Figure 112016061413781-pat00001
여기서, N은 상기 방출 스펙트럼에 나타난 전에너지 흡수 영역의 면적이고, BT는 상기 방출 스펙트럼에 나타난 컴프턴 영역의 면적에서 백그라운드 영역의 면적을 감산한 값이다.
그리고 상기 c)단계에서 상기 방사선원의 매립 깊이(dx)는, 하기 수학식 2를 통해 도출하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 2]
Figure 112016061413781-pat00002
여기서, 상기 a와 b는 핵종의 종류 및 매질의 밀도에 따라 결정되는 상수이다.
그리고 상기 방사선 계측장치는 HPGe, NaI(Tl), CsI(Tl), CdTe, CZT 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 방사선원의 방사능 도출 방법은, 상기 현장 측정 기술을 이용한 방사선원의 매립 깊이 도출 방법에 의하여 상기 방사선원의 매립 깊이를 도출하는 단계; 및 도출된 상기 방사선원의 매립 깊이를 이용하여 상기 매질에 매립된 방사선원의 방사능을 도출하는 단계;를 포함하며, 상기 매질에 매립된 방사선원의 방사능(A)은, 하기 수학식 3을 통해 도출하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 3]
Figure 112016061413781-pat00003
여기서, Ni는 상기 방사선 계측기의 측정위치에서의 계수율[cps], εi는 상기 방사선 계측기의 검출 효율, pi는 상기 방사선원의 방출율, μs는 상기 매질의 선감쇠계수[cm-1], dx는 상기 방사선원의 매립 깊이[cm], μa는 공기의 선감쇠계수[cm-1]이고, da는 상기 매질의 표면에서 상기 방사선 계측기까지의 거리[cm]이다.
본 발명에 의하면 방사선 계측기를 통한 1회의 현장 측정만으로도 방사선원의 매립 깊이 및 방사능을 도출해낼 수 있기 때문에, 종래의 현장 측정 기술에 비해 간이하면서도(즉, 현장 측정에 소요되는 시간, 노력, 비용 등이 절감될 수 있음), 방사선원의 매립 깊이 및 방사능 값의 오차는 저감될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 매질에 매립된 방사선원의 방사능을 도출해내기 위해 매질로부터 방사선원의 시료를 직접 채취할 필요가 없기 때문에 작업자가 방사선원의 시료 채취 도중 방사선에 피폭되거나 매질이 방사선에 의해 오염될 우려가 적어진다.
또한, 본 발명은 방사선원이 토양, 암석, 콘크리트와 같이 다양한 매질에 매립된 경우에도 적용할 수 있으며, 이에 따라 원자력 시설의 해체 및 부지의 복원을 수행하는 과정에서 발생하는 방사성 폐기물량을 저감시키고, 원자력 시설의 해체 및 부지 복원에 따른 작업자의 피폭을 최소화하는데 활용할 수 있다.
도 1은 종래의 현장 측정 기술을 이용한 방사선원의 매립 깊이 도출 방법을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 현장 측정 기술을 이용한 방사선원의 매립 깊이 도출 방법의 순서를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 현장 측정 기술을 이용한 방사선원의 매립 깊이 도출 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 방사선 계측기를 통해 측정한 방사선원(Cs-137)의 방출 스펙트럼에 나타나는 전에너지 흡수 영역, 컴프턴 영역 및 백그라운드 영역에 관한 도면이다.
도 5는 Cs-137의 방출 스펙트럼 특성값과 매립 깊이 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 방사선원의 방사능 도출 방법의 순서를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 현장 측정 기술을 이용한 방사선원의 매립 깊이 도출 방법 및 이를 이용한 방사선원의 방사능 도출 방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명에 따른 현장 측정 기술을 이용한 방사선원의 매립 깊이 도출 방법의 순서를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 현장 측정 기술을 이용한 방사선원의 매립 깊이 도출 방법을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 현장 측정 기술을 이용한 방사선원의 매립 깊이 도출 방법(S100)은 방출 스펙트럼 측정단계(S10), 방출 스펙트럼의 특성값 산출단계(S20) 및 방사선원의 매립 깊이 도출단계(S30)로 이루어질 수 있다.
상기 방출 스펙트럼 측정단계(S10)에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 방사선 계측기(200)를 통해 1회의 현장 측정만을 수행하여 매질에 매립되어 있는 방사선원(100)의 방출 스펙트럼을 측정한다.
여기서, 매질은 토양, 암석, 콘크리트와 같이 방사선원(100)이 매립되는 부지를 의미한다.
그리고 방사선 계측기(200)는 방사선원(100)의 방출 스펙트럼을 측정할 수 있는 감마선분광분석 장치를 의미하며, 이 때 방사선 계측기(200)로는 휴대 가능한 소형 계측기인 HPGe, NaI(Tl), CsI(Tl), CdTe, CZT 등을 이용함으로써 현장 측정의 편의성을 향상시키는 것이 바람직하다.
한편, 방사선원(100)에서 방출되는 방사선(즉, 감마선)이 매질에서 산란되지 않은 채 그대로 방사선 계측기(200)에 입사될 경우(도 3의 경로 1 참조)에는, 상기 방출되는 방사선의 전에너지를 방사선 계측기(200)로 전달하는 광전효과로 인해 방사선 계측기(200)에 의해 측정되는 방출 스펙트럼에는 전에너지 흡수 영역이 나타나게 된다.
방사선원(100)에서 방출되는 방사선이 매질에서 산란된 후 방사선 계측기(200)로 입사될 경우(도 3의 경로 2 참조)에는, 상기 방출되는 방사선의 에너지 중 일부 에너지만 방사선 계측기(200)에 전달되므로, 방출 스펙트럼에는 컴프턴 영역이 나타나게 된다.
그리고 방사선원(100)에서 방출되는 방사선의 에너지가 1.02MeV 이상일 경우에는 전자쌍이 생성되어, 방사선 계측기(200)를 통해 측정되는 방출 스펙트럼의 전에너지 흡수 영역에 일부 기여하게 된다.
한편, 방사선원(100)은 매질에 매립된 깊이(dx)가 증가할수록 방사선원(100)에서 방출되는 방사선이 매질과 반응할 확률이 증가하게 되어 전에너지 흡수 영역은 작아지는 대신 컴프턴 영역은 증가하게 된다.
따라서, 방출 스펙트럼에서 나타나는 전에너지 흡수 영역과 컴프턴 영역의 신호비율을 이용하면 상기 방출 스펙트럼의 특성값을 산출할 수 있게 된다(S20).
이와 같은 방출 스펙트럼의 특성값 산출은, 예를 들어 방사선 계측기(200)와 연결되는 분석부(예를 들어, 마이크로 프로세서)를 이용하여 상기 방출 스펙트럼 측정단계(S10)에서 측정된 방사선원(100)의 방출 스펙트럼을 분석함으로써 수행될 수 있다.
구체적으로, 방출 스펙트럼의 특성값(Q)은 다음의 수학식 1을 통해 산출할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112016061413781-pat00004
수학식 1에 나타낸 바와 같이, N은 상기 방출 스펙트럼에 나타나는 전에너지 흡수 영역의 면적이고, BT는 상기 방출 스펙트럼에 나타나는 컴프턴 영역의 면적에서 백그라운드 영역의 면적을 감산한 값이다.
도 4는 방사선 계측기를 통해 측정한 방사선원(Cs-137)의 방출 스펙트럼에 나타나는 전에너지 흡수 영역, 컴프턴 영역 및 백그라운드 영역에 관한 도면이다.
도 4의 실험 조건은 방사선원(100)으로서 Cs-137(광전피크 661.7keV)을 이용하였고, 상기 방사선원(100)이 매립되는 매질은 대면적이 50cm×50cm인 토양으로 제작하였다. 이 때 상기 매질에서 고정화로 이용되는 양이온/음이온 고분자 물질은 PDAMAC(Polydiallyldimethyl ammonium chloride), PAA(Polyacrylic acid)를 이용하였고, KCl 및 NaOH를 첨가하여 고정화제를 제조하였다. 그리고 토양과 고정화제의 무게 비율은 3:1로 제작하였으며, 제작된 매질의 건조 후 밀도는 1.0~1.1g/cm3로 하였다.
그리고 방사선 계측기(200)로는 HPGe를 이용하였고, 상기 방사선 계측기(200)를 매질의 표면으로부터 50cm 떨어뜨린 위치에서 1000초 동안 측정하였으며, 이 때 방사선원(100)의 매립 깊이가 매질의 표면으로부터 각각 1, 2, 3, 4, 5cm일 경우에 방출 스펙트럼을 측정하였다.
그 후 마이크로 프로세서를 이용하여 도 4에 나타낸 바와 같이 Cs-137 방사선원에 대한 전에너지 흡수 영역의 면적, 컴프턴 영역의 면적 및 백그라운드 영역의 면적을 계산하였다. 구체적으로, Cs-137 방사선원(광전피크일 때의 에너지는 661.7keV임)에 대한 전에너지 흡수 영역은 657~666keV의 에너지 구간을 가지고, 컴프턴 영역은 620~650keV의 에너지 구간을 가지며, 백그라운드 영역은 670~700keV의 에너지 구간을 가지므로, 상기 Cs-137 방사선원의 각 영역에 해당하는 에너지 구간을 미리 저장해놓은 마이크로 프로세서가 방사선 계측기(200)로 측정된 Cs-137 방사선원의 방출 스펙트럼을 입력받을 경우, 상기 마이크로 프로세서는 Cs-137 방사선원에 대한 전에너지 흡수 영역의 면적, 컴프턴 영역의 면적 및 백그라운드 영역의 면적을 계산할 수 있다. 여기서, 전에너지 흡수 영역의 면적, 컴프턴 영역의 면적 및 백그라운드 영역의 면적은, 도 4에 나타낸 바와 같이 각 영역의 에너지 구간 및 상기 에너지 구간에 대응하는 계수율이 이루는 면적을 의미한다.
물론 Cs-137 외에 다른 방사선원의 경우에도 이와 같이 마이크로 프로세서가 그 방사선원의 전에너지 흡수 영역, 컴프턴 영역 및 백그라운드 영역에 해당하는 에너지 구간을 미리 저장해놓은 뒤, 방사선 계측기(200)로 측정된 방출 스펙트럼을 입력받게 되면 그 방사선원에 대한 전에너지 흡수 영역의 면적, 컴프턴 영역의 면적 및 백그라운드 영역의 면적을 계산할 수 있다.
상기와 같이 각 영역의 면적을 계산한 뒤에는, 방출 스펙트럼의 특성값(Q)을 산출하기 위하여 마이크로 프로세서를 통해 상기 전에너지 흡수 영역의 면적을, 컴프턴 영역의 면적에서 상기 백그라운드 영역의 면적을 감산한 값으로 나누는 과정을 수행한다.
도 5는 Cs-137의 방출 스펙트럼 특성값과 매립 깊이 사이의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 5를 참조하면, 방사선원(200)이 Cs-137일 경우 그 Cs-137 방사선원의 방출 스펙트럼 특성값(Q)과 매립 깊이(dx, 단위는 [cm]) 사이에는 다음의 수학식 2와 같은 관계를 나타낸다는 것을 알 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112016061413781-pat00005
여기서, 상기 a와 b는 각각 핵종의 종류 및 매질의 밀도에 따라 결정되는 상수이며, 예를 들어 상기 도 4에 관해 상술한 조건에 의하면 a=-0.095이고, b는 3.008인 것으로 나타났다.
이와 같은 실험 결과에 의하면, 방사선원(100)의 매립 깊이는 상기 S20단계에서 산출된 방출 스펙트럼의 특성값(Q)을 이용하여 도출할 수 있음을 알 수 있으며(S30), 구체적으로 상기 방사선원(100)의 매립 깊이는 상기 수학식 2를 통해 도출해낼 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 현장 측정 기술을 이용한 방사선원의 매립 깊이 도출 방법은, 방사선원(100)의 방출 스펙트럼에 나타나는 전에너지 흡수 영역과 컴프턴 영역의 신호비율을 이용하여 상기 방출 스펙트럼의 특성값을 산출한 후, 산출된 상기 방출 스펙트럼의 특성값을 이용하여 방사선원(100)의 매립 깊이를 도출할 수 있으므로, 다수회의 현장 측정을 수반하는 종래 방법에 비해 매립 깊이 도출에 소요되는 시간, 노력, 비용 등을 절감할 수 있으며, 그와 함께 방사선원의 매립 깊이의 오차가 저감되는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 토양, 암석, 콘크리트와 같이 다양한 매질에 매립된 방사선원(100)의 경우에도 적용할 수 있기 때문에, 원자력 시설의 해체 및 부지복원의 과정에서 발생하는 방사성 폐기물량을 저감시키고, 원자력 시설의 해체 및 부지복원에 따른 작업자의 방사선 피폭을 최소화하는데 활용할 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명에 따른 방사선원의 방사능 도출 방법의 순서를 나타낸 도면으로서, 본 발명에 따른 방사선원의 방사능 도출 방법(S200)은 상술한 현장 측정 기술을 이용한 방사선원의 매립 깊이 도출 방법(S100)을 이용하여 수행될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 방사선원의 방사능 도출 방법(S200)은, 상술한 현장 측정 기술을 이용한 방사선원의 매립 깊이 도출 방법(S100)을 통해 방사선원의 매립 깊이를 도출한 후(S30), 도출된 상기 방사선원의 매립 깊이를 이용하여 매질에 매립된 방사선원의 방사능을 도출해낸다(S40).
구체적으로, 방사선원(100)에서 방출하는 방사선은 매질과의 상호작용(광전효과, 컴프턴 산란, 전자쌍 생성)을 통해 방사능이 감쇠하므로, 본 발명에 따른 방사선원의 방사능 도출 방법은 상기 S30단계에서 도출된 방사선원(100)의 깊이 및 매질의 감쇠계수를 이용하여 방사선원(100)의 방사능을 도출할 수 있으며, 구체적으로 방사선원(100)의 방사능(A, 단위는 [Bq])은 다음의 수학식 3을 이용하여 도출할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112016061413781-pat00006
여기서, Ni는 상기 방사선 계측기의 측정위치에서의 계수율[cps], εi는 상기 방사선 계측기의 검출 효율, pi는 상기 방사선원의 방출율, μs는 상기 매질의 선감쇠계수[cm-1], dx는 상기 방사선원의 매립 깊이[cm], μa는 공기의 선감쇠계수[cm-1]이고, da는 상기 매질의 표면에서 상기 방사선 계측기까지의 거리[cm]이다.
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 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
100 : 방사선원
200 : 방사선 계측기
S10: 방출 스펙트럼 측정단계
S20: 방출 스펙트럼의 특성값 산출단계
S30: 방사선원의 매립 깊이 도출단계
S40: 매립된 방사선원의 방사능 도출단계
S100: 방사선원의 매립 깊이 도출 방법
S200: 방사선원의 방사능 도출 방법

Claims (5)

  1. a) 방사선원이 매립된 매질에 대해 방사선 계측기를 통해 상기 방사선원의 방출 스펙트럼을 측정하는 단계;
    b) 측정된 상기 방출 스펙트럼에 나타나는 전에너지 흡수 영역과 컴프턴 영역의 신호비율을 이용하여 상기 방출 스펙트럼의 특성값을 산출하는 단계; 및
    c) 산출된 상기 방출 스펙트럼의 특성값을 이용하여 상기 방사선원의 매립 깊이를 도출하는 단계;를 포함하며,
    상기 b)단계에서 상기 방출 스펙트럼의 특성값(Q)은, 하기 수학식 1을 통해 산출하고,
    [수학식 1]
    Figure 112017052844487-pat00016

    (여기서, N은 상기 방출 스펙트럼에 나타난 전에너지 흡수 영역의 면적이고, BT는 상기 방출 스펙트럼에 나타난 컴프턴 영역의 면적에서 백그라운드 영역의 면적을 감산한 값임)
    상기 c)단계에서 상기 방사선원의 매립 깊이(dx)는, 하기 수학식 2를 통해 도출하는 것을 특징으로 하는 현장 측정 기술을 이용한 방사선원의 매립 깊이 도출 방법.
    [수학식 2]
    Figure 112017052844487-pat00017

    (여기서, 상기 a와 b는 핵종의 종류 및 매질의 밀도에 따라 결정되는 상수임)
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방사선 계측기는 HPGe, NaI(Tl), CsI(Tl), CdTe, CZT 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 현장 측정 기술을 이용한 방사선원의 매립 깊이 도출 방법.
  5. 제1항 또는 제4항에 따른 방법에 의하여 상기 방사선원의 매립 깊이를 도출하는 단계; 및
    도출된 상기 방사선원의 매립 깊이를 이용하여 상기 매질에 매립된 방사선원의 방사능을 도출하는 단계;를 포함하며,
    상기 매질에 매립된 방사선원의 방사능(A)은, 하기 수학식 3을 통해 도출하는 것을 특징으로 하는 방사선원의 방사능 도출 방법.
    [수학식 3]
    Figure 112017052844487-pat00009

    여기서, Ni는 상기 방사선 계측기의 측정위치에서의 계수율[cps], εi는 상기 방사선 계측기의 검출 효율, pi는 상기 방사선원의 방출율, μs는 상기 매질의 선감쇠계수[cm-1], dx는 상기 방사선원의 매립 깊이[cm], μa는 공기의 선감쇠계수[cm-1]이고, da는 상기 매질의 표면에서 상기 방사선 계측기까지의 거리[cm]임.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200054020A (ko) 2018-11-09 2020-05-19 한국원자력연구원 콘크리트 구조물의 깊이에 따른 방사능 분포 도출 시스템 및 방법
CN113703034A (zh) * 2021-07-14 2021-11-26 中国人民解放军63653部队 反演污染区虚拟点位置和边界的技术方法及设备
KR20210149455A (ko) 2020-06-02 2021-12-09 한국원자력연구원 방사선 측정 장치 및 그의 측정 방법
WO2022164062A1 (ko) * 2021-01-29 2022-08-04 한양대학교 산학협력단 물체 내부에 위치한 방사선원의 방사능 추정 시스템 및 방법
CN117374146A (zh) * 2023-12-06 2024-01-09 山东大学 半导体探测器及其能量自刻度、状态监测方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150177408A1 (en) * 2012-07-19 2015-06-25 Institut De Radioprotection Et De Surete Nucleaire Method for measuring the activity of a photon emission source
JP2016017920A (ja) 2014-07-10 2016-02-01 東京電力株式会社 放射性物質汚染区域における放射線源の土壌深さ及び面状線源強度を求める方法
JP2016045124A (ja) * 2014-08-25 2016-04-04 国立研究開発法人産業技術総合研究所 土壌中放射性物質深度分布推定法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150177408A1 (en) * 2012-07-19 2015-06-25 Institut De Radioprotection Et De Surete Nucleaire Method for measuring the activity of a photon emission source
JP2016017920A (ja) 2014-07-10 2016-02-01 東京電力株式会社 放射性物質汚染区域における放射線源の土壌深さ及び面状線源強度を求める方法
JP2016045124A (ja) * 2014-08-25 2016-04-04 国立研究開発法人産業技術総合研究所 土壌中放射性物質深度分布推定法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200054020A (ko) 2018-11-09 2020-05-19 한국원자력연구원 콘크리트 구조물의 깊이에 따른 방사능 분포 도출 시스템 및 방법
KR102115382B1 (ko) 2018-11-09 2020-05-27 한국원자력연구원 콘크리트 구조물의 깊이에 따른 방사능 분포 도출 시스템 및 방법
KR20210149455A (ko) 2020-06-02 2021-12-09 한국원자력연구원 방사선 측정 장치 및 그의 측정 방법
WO2022164062A1 (ko) * 2021-01-29 2022-08-04 한양대학교 산학협력단 물체 내부에 위치한 방사선원의 방사능 추정 시스템 및 방법
CN113703034A (zh) * 2021-07-14 2021-11-26 中国人民解放军63653部队 反演污染区虚拟点位置和边界的技术方法及设备
CN117374146A (zh) * 2023-12-06 2024-01-09 山东大学 半导体探测器及其能量自刻度、状态监测方法

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