npsm 새물리 New Physics : Sae Mulli

pISSN 0374-4914 eISSN 2289-0041
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Article

Research Paper

New Phys.: Sae Mulli 2018; 68: 348-352

Published online March 30, 2018 https://doi.org/10.3938/NPSM.68.348

Copyright © New Physics: Sae Mulli.

Development of a Portable Radiation Detector Using a Scintillator

신틸레이터를 기반으로하는 휴대용 방사선 검출기 개발

Chan-Woo PARK, Hong-Joo KIM*

Department of Physics, Kyungpook National University, Daegu 41566, Korea

Correspondence to:hongjoo@knu.ac.kr

Received: December 15, 2017; Revised: February 5, 2018; Accepted: February 8, 2018

This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Abstract

Portable radiation detectors are commonly used as real-time radiation monitors and personal radiation dosimeters. In this research, we have developed a portable radiation detector by using a light to frequency photosensor. This detector is constructed with only a MCU (micro-controller unit) and a sensor, which makes it more compact and portable than a conventional detector with an ADC chip and a circuit board. We used a photosensor called TSL238 that converts light intensity to digital frequency signals. We choose the raspberryPi, which is used to count frequency as the MCU. A raspberryPi is a small computer and has a wireless internet port so that we can control detector and acquire data remotely. We tested CsI, CsI(Tl), NaI crystals in order to find a better scintillator. We also tested the linearity of the detector by using X-rays produced by an X-ray generator, which we controlled by using the current and the voltage. We measured the X-ray energy by using a survey meter.

Keywords: Photosensor, Dosimeter, Scintillator

휴대용 방사능 검출기는 실시간으로 방사선 모니터링 및 개인 방사선 피폭량 측정에 사용되고 있다. 이번 연구에서는 전류-주파수 컨버터가 내장된 광센서를 사용하여 초소형 방사선 검출기를 개발하였다. 기존 검출기와 달리 ADC칩을 넣을 공간을 빼고 오직 MCU(Micro Controller Unit)와 센서만을 사용하여 소형으로 제작이 가능하게 되었다. 본 실험에서 사용한 TSL238 광센서는 빛의 세기를 디지털 신를로 전환하여 출력된다. 이 신호를 분석하는 MCU로 라즈베리파이를 선택했다. 라즈베리파이는 소형 컴퓨터로서 무선 와이파이 어뎁터를 달아 검출기를 원격으로 제어하고 실험 데이터를 전송받았다. 신틸레이터는 CsI, CsI(Tl), NaI를 사용하여 X-선 테스트를 수행하였다. X-선 발생 장치에서 전압을 고정하고 전류를 변화시켜 가면서 실험을 했고 검출기 출력값으로 선형성을 확인하였다. 또한 서베이미터(survey meter)로 X-선의 도즈값을 측정하여 개발한 검출기와 비교하였다.

Keywords: 광센서, 도즈미터, 신틸레이터

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