콤프턴 카메라의 감마선 이미징

전문가 제언

○ X선(또는 γ선) 분광기술의 진보에 따라 1923년 A. H. Compton은 산란 X선의 파장이 입사 X선의 파장보다 항상 길고 이 파장의 변화는 광양자와 전자의 탄성산란 결과라는 것을 나타내었다. 그래서 콤프턴 효과는 빛의 입자특성을 나타내는 증거로 매우 중요하다. 이때 광양자와 충돌하여 부딪쳐 떨어져 나오는 전자를 콤프턴 전자라고 하는데, 이 전자의 존재는 콤프턴 효과의 발견 후 안개상자 실험으로 확인되었다. 콤프턴 효과는 투사 광양자의 에너지가 작을수록 크고 산란체가 되는 물질의 원자번호가 작을수록 눈에 띄게 된다.

 

○ 콤프턴 산란은 입사 감마선이 궤도 전자를 방출시키면서 에너지를 잃어버리고 남은 에너지는 다른 새로운 낮은 에너지를 지니는 감마선을 방출시키는 것이다. 이때 새로운 감마선은 기존 감마선과는 다른 방향으로 방출된다. 콤프턴 산란의 발생확률은 감마선의 에너지가 증가할수록 감소한다. 콤프턴 산란은 100keV에서 10keV 사이의 중간정도 에너지를 가지는 감마선에 대해 가장 중요한 에너지 흡수 방식이며 이는 특히 핵폭발에서 유발되는 대부분의 감마선에 해당한다.

 

○ 콤프턴 카메라는 검출신호의 동시성 판단을 기반으로 한 전자적 접속방식을 이용하므로 기존의 물리적 접속기를 이용하는 감마선 영상장비가 가시영역이 좁고 투과력이 높은 고에너지 감마선에 적용하기 어려웠던 한계를 극복할 수 있다. 특히 대면적의 콤프턴 카메라는 절대 검출효율이 높기 때문에 영상장비의 운반이 필요하지 않는 대규모 공정시설 내부 핵물질의 모니터링용으로 매우 적합하다.

 

○ 한국원자력연구원에서 개발 중인 파이로 시험공정 시설에서는 안전조치 수립을 위해 대면적 콤프턴 카메라를 적용하고자 연구하였다. 대면적 콤프턴 카메라를 구성하는 대면적 검출기는 그 형태나 구성방식에 따라 에너지 분해능이나 위치 분해능이 달라질 수 있다. 이것은 콤프턴 영상의 화질에 직접적인 영향을 미치므로 대면적의 검출기 방향을 결정하는 것이 대단히 중요하다.

저자

高橋, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

65(5)

잡지명

非破壞檢査

과학기술
표준분류

에너지

페이지

186~191

분석자

오*섭

분석물

• 콤프턴 카메라의 감마선 이미징.pdf [570,245 byte]

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