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CaSO4:Dy 물질 기반 중성자 측정용 TL소자 개발

Development of a TL pellet based on CaSO4:Dy for Neutron Measurement

방사선방어학회지 2006년 31권 3호 p.129 ~ 134
양정선 ( Yang Jeong-Seon ) - 한국원자력연구원 방사선관리실

이정일 ( Lee Jeong-Il ) - 한국원자력연구원 방사선관리실
김장렬 ( Kim Jang-Lyul ) - 한국원자력연구원 방사선관리실
김봉환 ( Kim Bong-Hwan ) - 한국원자력연구원 방사선관리실
소동섭 ( Sou Dong-Sup ) - 한국원자력연구원 방사선관리실

Abstract

한국원자력연구소에서 개발한 개인선량계용 KCT-300 소자의 기반물질인 $CaSO_4:Dy$ TL 물질에 $^6Li$ 화합물을 첨가하여 열중성자 측정용 소자 (KCT-306)를 개발하였다. 본 논문에서는 KCT-306 소자를 제작하기 위한 최적 조건을 결정하였으며 개발한 소자와 상용화된 소자의 성능을 비교하였다. $CaSO_4:Dy$ TL 분말의 낟알 크기가 $45{\mu}m$ 일 경우 KCT-306 소자가 최적의 성능을 보였으며, 소자 제작 조건은 $CaSO_4:Dy$ TL 분말과 열중성자 반응 물질로 첨가되는 $^6Li$ 화합물, 그리고 접착매질인 인(P) 화합물의 최적 함량이 각각 20-40 wt%, 50-70 wt%, 그리고 20 wt% 이었다. 동 조건으로 제작한 KCT-306/KCT-300 소자와 상용화된 열중성자 측정용 소자, TLD-600/TLD-700, TLD-600H/TLD-700H(harshaw) 와의 성능을 비교하기 위하여 중수 감속구(직경 30cm.) $^{252}Cf$ 중성자 선원으로 조사시킨 후 감도를 측정하였다. KCT-306 소자는 TLD-600H/TLD-700H에 비해 중성자 및 감마 감도는 낮지만 중성자/감마 감도비는 4배 이상됨을 확인하였고 TLD-600/TLD-700보다는 중성자 및 감마 감도와 중성자/감마 감도비가 높음을 확인하였다.

A TL pellet for a neutron dose measurement (KCT-306) by embedding a $^6Li$-compound into a $CaSO_4:Dy$ phohphor was developed based upon the technical information of KCT-300. The KCT-300 is an another kind of $CaSO_4:Dy$ TL detector shich was developed at KAERI, in which small amounts of $NH_4H_2PO_4$ have been emvedded as a binding material. This paper presented the optimized manufacturing condition of KCT-306 and compared its sensitivity with that of the commercialized neutron TL pellets. $CaSO_4:Dy$ Phosphor with grain size ranging less than $45{\mu}m$ are used for the KCT-306. The optimum $CaSO_4:Dy$ TL phosphor, $^6Li$-compounds and P-compound as the binding material are determined as 20-40wt%, 50-70wt% and 20wt%. The TL pellet combination of our KCT-306/KCT-300, TLD-600/TLD-700 and TLD-600H/TLD-700H(Harshaw) have been irradiated in the neutron/gamma mixed fields from a $D_2O$ moderated $^{252}Cf$ neutron source. The KCT-300, TLD-700 and TLD-700H were used at the same time as gamma ray discriminators in the neutron/gamma mixed fields. It was found that the neutron/gamma response ratios of KCT-306/KCT-300, which were developed in this study, were approximately 4 times higher than those of the commercial TLD-600H/TLD-700H.

키워드

열형광 선량계;CaSO4:Dy TL 분말;중성자;감마
TLD;CaSO_4:Dy TL phosphor;Neutron;Gamma
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KCI