Volume 62, Number 1, 2012¸ 1 Z 4, pp. 43∼46

(1)

Volume 62, Number 1, 2012¸ 1 Z 4, pp. 43∼46

New Physics: Sae Mulli (The Korean Physical Society), DOI: 10.3938/NPSM.62.43

5 ¼ »Ç U Ø0 n É ù p § T Ó Þ X ¢ P c p Ò Å Ä Z Ø° Ë ÑÄ Z ØV ÄS y ð ß

e

È û s Ú Çù o Ú w X N ËU ê s0 n É ì Å

»ª <® £

· ¡ ¤ @ / < Æ § õ < Æ §¹ ¢ ¤ < ÆÂ Ò, Ö 6 x ½ + Ëõ < Æ ½ ¨ è, Å Ò 561-756

T

# Ü ( 8 · T ø ¶ B¹ ÿ · ? ) Ö < · T ç ¡Â 6 Ò · ¡ L · x< K · T * > M · T + ä r )

ô

Ç² D G ³ ðï r õ < Æ ½ ¨" é ¶, @ / 305-340

(2011¸ 7 Z 4 19{ 9 ~ Ã Î6 £ §, 2011¸ 12 Z 4 6{ 9 Ã º& ñ : r ~ Ã Î6 £ §, 2012¸ 1 Z 4 9{ 9 > F S X & ñ )

y

ì rF gì r$ 3 r Û ¼% 7 ` ¦ s 6 x ô Ç 8 £ ¤& ñ r « Ñ_ ~ ½ Ó 0 p x 8 £ ¤& ñ \ " f, Ø ¦ l _ Ø ¦ ´ òÖ ¦ É r { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð

7 £ x ³ ðï rÓ ü t| 9 ` ¦ 6 x # & ñ ) a . s ü <° ú s 7 £ x ³ ðï rÓ ü t| 9 ` ¦ 6 x # Ø ¦ l _ Ø ¦ ´ òÖ ¦` ¦ & ñ

H ~ ½ ÓZ O ` ¦ ü @Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O s ô Ç . ì ø Í \ ? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O É r 8 £ ¤& ñ r « Ñ\ ¦ s 6 x # ´ òÖ ¦ §& ñ ` ¦ Ã º'

H ~ ½ ÓZ O s . s ~ ½ ÓZ O É r 8 £ ¤& ñ r « Ñü < 1 l x{ 9 ô Ç x 9 ¸, l < Æ& h ½ ¨ ¸ x 9 o < Æ& h ½ ¨$ í ` ¦ ° ú H 7 £ x ³ ðï rÓ ü t

| 9

` ¦ ¹ 1 Ôl # Q 9î r â Ä º\ 6 x| ¨ c Ã º e . Õ ª X < ? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O _ ¼ # o $ í õ F g# 3 0 Aô Ç & ³ © & h 6 x$ í \

¸ Ô ¦ ½ ¨ ¦ f Õ ª ~ ½ ÓZ O _ Ä »´ ò$ í \ @ /ô Ç ½ ¨ H s À Ò# Qt t · ú § ¦ e . s \ : r ½ ¨\ " f H ? /Â Ò

³

ðï r ~ ½ ÓZ O \ _ ô Ç ´ òÖ ¦ §& ñ ] X \ ¦ ] jr ¦ Õ ª ~ ½ ÓZ O \ @ /ô Ç Ä »´ ò$ í ` ¦ { 9 7 £ x % i . Ä ºo H Ð ª r « Ñ

\

? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O ` ¦ & h 6 x # ³ ðï r õ < Æ ½ ¨" é ¶ _ $ ï r 0 A HPGe y ì rF gì r$ 3 r Û ¼% 7 _ ´ òÖ ¦ §& ñ ` ¦ Ã

º' % i . ? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O \ _ ô Ç ´ òÖ ¦ ° ú כ É r ü @Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ½ ¨ô Ç ´ òÖ ¦ ° ú כõ 8% \ " f { 9 u % i

. Ä ºo H s õ Ð ? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O _ Ä »´ ò$ í ` ¦ % 6 £ § Ü ¼ Ð & ñ | ¾ Ó o # , ¨ 8 â r « Ñ\ @ /ô Ç ~ ½ Ó 0 p x8 £ ¤& ñ

\

" f ³ ðï rÓ ü t| 9 ` ¦ ½ ¨ l 4 H ê ø Íô Ç â Ä º, ? /Â Ò³ ðï rZ O s y ì rF gì r$ 3 r Û ¼% 7 _ D h Ðî r ´ òÖ ¦ §& ñ ~ ½ Ó Z O

Ü ¼ Ð s 6 x| ¨ c Ã º e H כ ` ¦ Ð7 £ x % i .

Ù þ

d # Q: ? /Â Ò³ ðï rZ O , Ø ¦ ´ òÖ ¦ §& ñ

Study of an Efficiency Calibration for a HPGe Detector with Internal Standards

Eun-Joo Kim

Divison of Science Education, Chonbuk National University, Jeonju 561-756

Kyong-Beom Lee · Jong-Man Lee · Tae-Soon Park · Pil-Jae Oh · Sang-Han Lee · Min-Ki Lee · Jeong-Hee Lee ^∗

Korea Research Institute of Standards and Science, DaeJeon 305-340 (Received 19 July 2011 : revised 6 December 2011 : accepted 9 January 2012)

Internal standards were applied to an efficiency calibration for a HPGe detector for gamma-ray spectroscopy. Measurements were taken with an environmental sample, and the detection efficiency from

⁴⁰

K which emits a gamma-ray with an energy of 1460.82 keV, was deternined. The difference between efficiency values obtained from internal and external standards was estimated to be less

-43-

(2)

-44- ô Ç² D GÓ ü t o < Æ rt “D hÓ ü t o ”, Volume 62, Number 1, 2012¸ 1 Z 4

than 8%. An efficiency calibration with internal standards can be an alternative method for a material whose geometrical structure differs from the certified reference material’s.

PACS numbers: 23.20.Lv, 23.20.Nx, 29.30.Kv Keywords: Internal standards, Efficiency calibration

I. " e Â ] Ø

¨ 8

â r « Ñ\ í < Ê÷ &# Q e H ; x 9 / B N ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á x _

~ ½ Ó 0 p x 8 £ ¤& ñ \ y ì rF gì r$ 3 r Û ¼% 7 s ´ ú §s s 6 x

)

a . y ì rF gì r$ 3 r Û ¼% 7 \ 6 x ÷ & H Ø ¦ l _ \

-t ü < ´ òÖ ¦ §& ñ \ H { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð ü @Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O s 6 x

)

a . ü @Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O É r ì r$ 3 9 ¦ H r « Ñü < 1 l x{ 9 ô Ç x 9

¸,l < Æ& h ½ ¨ ¸ x 9 o < Æ& h ½ ¨$ í ` ¦ ° ú H 7 £ x ³ ðï rÓ ü t

| 9

` ¦ 6 x ô Ç . Ø ¦ l ´ òÖ ¦ & ñ \ 7 £ x ³ ðï rÓ ü t| 9 ` ¦ 6

x H ü @Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O õ ² ú o , 8 £ ¤& ñ r « Ñë ß Ü ¼ Ð ´ òÖ ¦ §& ñ

`

¦ Ã º' ½ + É Ã º e H ~ ½ ÓZ O s ? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O s [1]. ? /Â Ò³ ð ï

r ~ ½ ÓZ O _ ¼ # o $ í õ F g# 3 0 Aô Ç & ³ © & h 6 x$ í \ ¸ Ô ¦ ½ ¨ ¦

f Õ ª ~ ½ ÓZ O _ Ä »´ ò$ í \ @ /ô Ç ½ ¨ s À Ò# Q t t · ú § ¦ e

. : r ½ ¨\ " f H ? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O \ _ ô Ç Ø ¦ ´ òÖ ¦ §

&

ñ ] X ü < õ \ ¦ ] jr % i . Õ ªo ¦ ? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð

% 3

É r ´ òÖ ¦ ° ú כõ ü @Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ½ ¨ô Ç ´ òÖ ¦ ° ú כ` ¦ q § ì r

$

3 # ? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O _ Ä »´ ò$ í ` ¦ S X Ð % i . ü @Â Ò³ ðï r

~

½ ÓZ O Ü ¼ Ð % 3 É r Ø ¦ ´ òÖ ¦ õ ? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ½ ¨ô Ç Ø ¦

´

òÖ ¦ É r 8% # 3 0 A\ " f { 9 u < Ê` ¦ Ð% i . s õ H ? /Â Ò

³

ðï r ~ ½ ÓZ O _ Ä »´ ò$ í \ @ /ô Ç þ j í_ & ñ | ¾ Ó& h õ Ð, ? / Â

Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O s ü @Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O _ & h 6 x s # Q 9î r © S ! \ " f Ä

»´ ò$ í e > 6 x ½ + É Ã º e H כ ` ¦ Ðs ¦ e .

II. ì Å U ê s0 n É

1. 5 ¼ »Ç U Ø0 n É

?

/Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O \ _ K Ø ¦ l _ Ø ¦ ´ òÖ ¦` ¦ §& ñ l 0

AK " f H 6 £ § _ ¿ º t ¸| s Ø æ7 á ¤ ÷ &# Q ô Ç . ' Í P

: H 8 £ ¤& ñ r « Ñ

²³²

Th Ô æ õ > \ P õ

²³⁸

U Ô æ õ > \ P \ @ / K

" f ~ ½ Ó ¨ î + þ A © I \ e # Q ô Ç . 7 £ ¤ 8 £ ¤& ñ r « Ñ_ 1 l x{ 9

>

\ P _ Ù þ 7 á x _ ~ ½ Ó 0 p x É r ° ú ô Ç . ¿ º P : H Ø ¦ l _

Ø ¦ ´ òÖ ¦ É r 300 keV s © _ y \ -t \ " f log- log { 9 d Ü ¼ Ð ³ ð & ³÷ &# Q, 6 £ § _ d s $ í w n ÷ &# Q ô Ç [2].

ln = ln a + m ln E E

0

. (1)

∗

E-mail: [email protected]

#

l " f É r Ø ¦ ´ òÖ ¦ s ¦ a, m H z ´+ « >& h B > h Ã º, E H y \ -t (keV), E

0

H 1 keV s . É r ½ ¨ õ

\ _ ½ Ód x h AÜ ¼ Ð l Õ ü t ) a ´ òÖ ¦ õ log-log '

¸\ " f { 9 d Ü ¼ Ð l Õ ü t ) a ´ òÖ ¦ õ _ s 5 % s ? / Ð { 9

u < Ê` ¦ Ðs ¦ e [2]. s ¿ º t ¸| s Ø æ7 á ¤ ÷ &

?

/Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O \ _ ô Ç ´ òÖ ¦ §& ñ ] X H 6 £ § õ ° ú .

(1) 8 £ ¤& ñ r « Ñ_

²³²

Th õ

²³⁸

U Ô æ õ > \ P _ ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á x \

"

f ~ ½ ÓØ ¦ ) a y \ -t Z > > Ã ºÖ ¦\ ¦ ½ ¨ô Ç .

(2) y \ -t Z > © @ /´ òÖ ¦` ¦ ½ ¨ô Ç . ~ ½ Ó ¨ î + þ A © I

s À Ò# Q r « Ñ\ " f H 1 l x{ 9 > \ P _ Ù þ 7 á x _ ~ ½ Ó 0 p x

É

r ° ú Ü ¼Ù ¼ Ð y ~ ½ ÓØ ¦Ö ¦` ¦ ¦ 9 # > Ã ºÖ ¦ Ð Â Ò '

© @ /´ òÖ ¦` ¦ ~ 1 > ½ ¨½ + É Ã º e .

(3) s X O > ½ ¨ô Ç © @ /´ òÖ ¦` ¦ d (1)\ @ /{ 9 # þ j è] j Y

LZ O Ü ¼ Ð x h A # B > h Ã º a ü < m ` ¦ ½ ¨ô Ç .

(4) 99.5% í H ¸_ KCl r « Ñ` ¦ 6 x # 1460.8 keV \ " f _

] X @ / Ø ¦ ´ òÖ ¦` ¦ ½ ¨ô Ç .

⁴⁰

K _ > r F q ü < ] t| 9

|

¾ Ó Õ ªo ¦ ì ø Íy l \ ¦ 6 x # ½ ¨ô Ç KCl r « Ñ_

⁴⁰

K _

~

½ Ó 0 p x0 l x ¸ü < KCl r « Ñ\ ¦ 8 £ ¤& ñ # % 3 É r > Ã ºÖ ¦ Ð 1460.8 keV \ " f_ ] X @ / Ø ¦ ´ òÖ ¦` ¦ ½ ¨½ + É Ã º e .

(5) d (1)\ " f % 3 É r 1460.8 keV \ " f_ © @ /´ òÖ ¦ õ KCl r

« Ñ\ ¦ 8 £ ¤& ñ # ½ ¨ô Ç ] X @ /´ òÖ ¦ _ q Ö ¦` ¦ ½ ¨ô Ç .

(6) s q Ö ¦` ¦ d (1)\ Y L K ] X @ /´ òÖ ¦d Ü ¼ Ð ¨ 8 ô Ç .

2. ÷ m Ç] M ö Ê ÝX N Ë

z

´+ « >\ 6 x ) a Ø ¦ l H ô Ç² D G ³ ðï r õ < Æ ½ ¨" é ¶ s ÐÄ »

¦ e H $ ï r 0 A 120% HPGe Ø ¦ l [3]s 9, 8 £ ¤& ñ r « Ñ

H IAEA-385 Ð ª l ï rÓ ü t| 9 s [4]. 8 £ ¤& ñ r « Ñ 7 H Ô

æ õ ^ ` ¦ í < Ê Ù ¼ Ð 8 £ ¤& ñ r « Ñ_ ~ ½ Ó ¨ î + þ A` ¦ 0 A # 8

£ ¤& ñ r « Ñ\ ¦ 90 cm

³

· ú À Òp ³ o u 6 x l \ { x 9 4 x # 30 { 9

& ñ ¸ â õ ô Ç Ê ê 6 x l \ ¦ ê Á Ü ¼ Ð y $ ï r 0 A HPGe Ø

¦ l _ ³ ð \ 8 £ ¤& ñ r « Ñ\ ¦ Z ~ ¦ 8 £ ¤& ñ % i .

¨ 8

â r « Ñ : £ ¤$ í © ~ ½ Ó 0 p x 0 l x ¸ ± ú Ü ¼Ù ¼ Ð | 8 £ ¤& ñ r ç

ß s כ ¹½ ¨÷ &Ù ¼ Ð 8 £ ¤& ñ r ç ß ` ¦ 585,048 í Ð % i . ¢ ¸ô Ç Ñ þ

Õ ª î r × ¼ > Ã ºÖ ¦ Ð& ñ ` ¦ 0 AK r « Ñ \ O H © I \ " f

511,814 í 1 l x î ß 8 £ ¤& ñ % i . Ø ¦ l _ ] X @ /´ òÖ ¦` ¦ & ñ

(3)

?

/Â Ò³ ðï rZ O ` ¦ s 6 x ô Ç y ì rF gì r$ 3 r Û ¼% 7 · · · – ^ É r Å Ò 1 p x -45-

Fig. 1. At a series of

²³²

Th and

²³⁸

U there is a linear fitting graph in the efficiencies of the gamma ray energies of log-log scale.

`

¦ 0 AK í H ¸ 99.5% KCl` ¦ ¸ É r \ 100

^◦

C \ " f 24 r ç

ß ` ¦ \ P # _ þ v l \ ¦ ] j ô Ç Ê ê Ä º 8 + þ AI Ð ë ß [ þ t # Q

¨ 8

â r « Ñü < 1 l x{ 9 ô Ç 6 x l \ { x 9 4 x ô Ç Ê ê 113,284 í 8 £ ¤

&

ñ % i .

III. ì Å + s ÇÊ Ý õ m Í Ä Z ØV Ä

Ð ª r « Ñ\ " f > r F H

²³²

Th õ

²³⁸

U Ô æ õ > \ P ~ ½ Ó

$ í

Ù þ 7 á x \ " f ~ ½ ÓØ ¦ ÷ &# Q, Ø ¦ ) a y _ \ -t \ É r

>

Ã ºÖ ¦ õ > Ã ºÖ ¦ _ ³ ðï r: x > Ô ¦S X ¸ Õ ªo ¦ \ -t ü < ´ ò Ö

¦ _ ÐÕ ª° ú כ` ¦ Table 1 \ ? /% 3 . ~ ½ ÓØ ¦Ö ¦ [5] s 4%

s

© s ¦ \ -t Û ¼& 7 à Ô! 3 \ " f & ñ ½ ©ì r í\ ¦ ? / H x ß

¼ë ß ` ¦ × þ % i .

Figure 1 É r

²³²

Th õ

²³⁸

U > \ P y \ -t \ @ /ô Ç ©

@

/´ òÖ ¦` ¦ log-log ' ¸ Ð x h Aô Ç Õ ªA á Ôs . 1 x h AÜ ¼

Ð

²³²

Th > \ P _ l Ö ¦ l (m) -0.3342õ y ] X ¼ # (ln a) 0.1702

`

¦ χ

²

/ndf = 3 ` ¦ % 3 % 3 . Õ ªo ¦

²³⁸

U > \ P _ y \ - t

\ @ /ô Ç x h A õ H l Ö ¦ l -0.4492, y ] X ¼ # 0.3783 s

²

/ndf = 10 \ " f

½

¨ % i .

¦` ¦ % 3 % 3 . Õ ªo ¦ KCl ~ ½ Ó 0 p x0 l x ¸ 1.64×10

⁴

Bq, > Ã º Ö

¦ Õ ªo ¦ ~ ½ ÓØ ¦Ö ¦ Ð 1461 keV \ " f ] X @ / Ø ¦ ´ òÖ ¦ 0.0323

`

¦ ½ ¨Ù þ ¡ .

²³²

Th õ

²³⁸

´

òÖ ¦` ¦ ] X @ / Ø ¦ ´ òÖ ¦ Ð ¨ 8 # , s ° ú כ` ¦ d (1) Ð x h A

# Ø ¦ ´ òÖ ¦/ B G ` ¦ Fig. 2 \ ? /% 3 .

Table 1 É r ? /Â Ò³ ðï rZ O \ _ ô Ç ´ òÖ ¦ ° ú כõ ô Ç² D G ³ ðï r õ < Æ

½ ¨" é ¶ s ] j ô Ç 7 £ x ³ ðï rÓ ü t| 9 ` ¦ s 6 x # ü @Â Ò³ ðï r ~ ½ Ó

Fig. 2. There is a detection‘s efficiency curve by internal standard method.

Z O

Ü ¼ Ð ½ ¨ô Ç Ø ¦ ´ òÖ ¦ Õ ªo ¦ ? /Â Ò³ ðï rZ O Ü ¼ Ð ½ ¨ô Ç ´ ò Ö

¦ õ ü @Â Ò³ ðï rZ O Ü ¼ Ð % 3 H ´ òÖ ¦ _ s \ ¦ Ñ þ ì rÖ ¦ Ð

? /# Q q § % i . ¿ º ~ ½ ÓZ O \ _ ô Ç ´ òÖ ¦ s y

\

-t 7 £ x \ 7 £ x # þ j@ / 8% s ? / Ð { 9 u

% i . y \ -t \ É r ´ òÖ ¦ s _ 7 £ x H \ - t

7 £ x < Ê\ ´ òÖ ¦ ° ú כ_ Ä º & h ´ òõ _ Ô ¦S X ¸ 7 £ x

Energy(keV) ? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O (´ òÖ ¦) ü @Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O (´ òÖ ¦) % s

300 0.0742 0.0763 2.8%

400 0.0638 0.0651 2.0%

500 0.0567 0.0576 1.6%

600 0.0515 0.0524 1.7%

700 0.0475 0.0486 2.2%

800 0.0443 0.0456 2.9%

900 0.0417 0.0432 3.7%

1000 0.0394 0.0412 4.5%

1100 0.0375 0.0395 5.3%

1200 0.0358 0.0380 6.2%

1300 0.0343 0.0367 6.9%

1400 0.0330 0.0356 7.7%

1500 0.0318 0.0345 8.3%

Table 1. Detection efficiencies were indicated by internal and external standard methods.

IV. + s Ç Â ] Ø

?

/Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O É r ´ òÖ ¦ §& ñ ] X é ß í H 9 ü @Â Ò³ ðï r

~

½ ÓZ O õ ´ òÖ ¦ s 8 £ ¤ \ " f 8% \ " f { 9 u Ù þ ¡ . ? /Â Ò³ ð ï

4 H ê ø Íô Ç â Ä º ü @Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O _ a % ~ É r @ /î ß Ü ¼ Ð 6 x| ¨ c

כ

s .

(4)

-46- ô Ç² D GÓ ü t o < Æ rt “D hÓ ü t o ”, Volume 62, Number 1, 2012¸ 1 Z 4

P

c p 8 ý ò k >

: r ½ ¨ H ô Ç² D G ³ ðï r õ < Æ ½ ¨" é ¶ ¸¹ ¡ § õ 2008¸ ¸ & ñ Â

Ò( §¹ ¢ ¤ õ < Æl Õ ü t Â Ò)_ F " é ¶ Ü ¼ Ð ô Ç² D G ½ ¨F é ß l í ½ ¨

\ O _ t " é ¶` ¦ ~ Ã Î Ã º' ) a ½ ¨{ 9 m (No. NRF-2008- 331-C00077).

Y

c p w Ã U Ø ô

[1] Gordana Panteli´ c, Gamma spectrometry calibrations with natural radioactive materials, Nuclear Instru- ments and Methods in Physics Research A 369, 572 (1996).

[2] M. FELSMNN, H.-J. DENK, Efficiency calibration of germanium detectors with internal standards, Jour- nal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 157, 47 (1992).

[3] K.B. Lee, Development of a low-level background gamma-ray spectrometer by KRISS, Applied Radi- ation and Isotopes 66, Issues 6-7, 845 (2008).

[4] http://www-naweb.iaea.org/naml/files/report385.pdf.

[5] http://www.nuclide.org/DDEP WG/DDEPdata.htm.

Volume 62, Number 1, 2012¸ 1 Z 4, pp. 43∼46

Volume 62, Number 1, 2012¸  1 Z 4, pp. 43∼46

New Physics: Sae Mulli (The Korean Physical Society), DOI: 10.3938/NPSM.62.43

5

 ¼ »Ç U Ø0 n É ù p § T  Ó Þ X ¢ P c p  Ò Å Ä Z Ø° Ë ÑÄ Z ØV ÄS ­ y ð  ß

e

È û s Ú Çù o Ú w X N ËU ê s0 n É  ì Å 

 »ª <® £



 · ¡ ¤ @ / < Æ § õ  < Æ §¹ ¢ ¤  < ÆÂ Ò, Ö 6 x ½ + Ëõ  < Æ  ½ ¨ è,   Å Ò 561-756

T

# Ü ( 8 · T  ø ¶ B¹ ÿ  ·   ? ) Ö < · T  ç ¡Â 6 Ò ·  ¡ L · x< K · T  * > M  · T + ä r )

ô

 Ç² D G ³ ðï  r õ  < Æ  ½ ¨" é ¶, @ /  305-340

(2011¸  7 Z 4 19{ 9  ~ Ã Î6 £ §, 2011¸  12 Z 4 6{ 9  Ã º& ñ  : r ~ Ã Î6 £ §, 2012¸  1 Z 4 9{ 9  > F  S X & ñ )

y



   ì  rF gì  r$ 3 r Û ¼% 7 `  ¦ s 6 x ô  Ç 8 £ ¤& ñ r « Ñ_  ~ ½ Ó 0 p x 8 £ ¤& ñ \ " f,   Ø  ¦ l _    Ø  ¦ ´ òÖ  ¦ É r { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð



 7 £ x ³ ðï  rÓ ü t| 9 `  ¦  6 x #    & ñ  ) a . s ü <° ú s    7 £ x ³ ðï  rÓ ü t| 9 `  ¦  6 x #    Ø  ¦ l _    Ø  ¦ ´ òÖ  ¦`  ¦   & ñ

  H ~ ½ ÓZ O `  ¦ ü @Â Ò³ ðï  r ~ ½ ÓZ O s   ô  Ç . ì ø Í  \  ? /Â Ò³ ðï  r ~ ½ ÓZ O  É r 8 £ ¤& ñ r « Ñ\  ¦ s 6 x #  ´ òÖ  ¦  §& ñ `  ¦ Ã º'  

  H ~ ½ ÓZ O s  . s ~ ½ ÓZ O  É r 8 £ ¤& ñ r « Ñü < 1 l x{ 9 ô  Ç x 9  ¸, l   < Æ& h ½ ¨ ¸ x 9 o < Æ& h ½ ¨$ í `  ¦ ° ú   H   7 £ x ³ ðï  rÓ ü t

| 9

`  ¦ ¹ 1 Ôl  # Q 9î  r  â Ä º\   6 x| ¨ c Ã º e   . Õ ª  X < ? /Â Ò³ ðï  r ~ ½ ÓZ O _  ¼ # o $ í õ  F g# 3 0 Aô  Ç  & ³ © & h 6 x$ í \ 



¸ Ô  ¦ ½ ¨  ¦  f  Õ ª ~ ½ ÓZ O _  Ä »´ ò$ í \  @ /ô  Ç   ½ ¨  H s À Ò# Qt t  · ú § ¦ e   . s \   : r   ½ ¨\ " f  H ? /Â Ò

³

ðï  r ~ ½ ÓZ O \  _ ô  Ç ´ òÖ  ¦  §& ñ ] X  \  ¦ ] jr   ¦ Õ ª ~ ½ ÓZ O \  @ /ô  Ç Ä »´ ò$ í `  ¦ { 9 7 £ x % i  . Ä ºo   H  Ð ª r « Ñ

\

 ? /Â Ò³ ðï  r ~ ½ ÓZ O `  ¦ & h 6 x #  ³ ðï  r õ  < Æ  ½ ¨" é ¶ _  $ ï  r 0 A HPGe y     ì  rF gì  r$ 3 r Û ¼% 7 _  ´ òÖ  ¦  §& ñ `  ¦ Ã

º'   % i  . ? /Â Ò³ ðï  r ~ ½ ÓZ O \  _ ô  Ç ´ òÖ  ¦ ° ú כ É r ü @Â Ò³ ðï  r ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ½ ¨ô  Ç ´ òÖ  ¦ ° ú כõ     8% \ " f { 9 u  % i 

. Ä ºo   H s    õ  Ð ? /Â Ò³ ðï  r ~ ½ ÓZ O _  Ä »´ ò$ í `  ¦ % 6 £ § Ü ¼ Ð & ñ | ¾ Ó o # , ¨ 8  â r « Ñ\  @ /ô  Ç ~ ½ Ó 0 p x8 £ ¤& ñ

\

" f ³ ðï  rÓ ü t| 9 `  ¦ ½ ¨ l   4 H ê ø Íô  Ç  â Ä º, ? /Â Ò³ ðï  rZ O s  y     ì  rF gì  r$ 3 r Û ¼% 7 _  D h Ðî  r ´ òÖ  ¦  §& ñ ~ ½ Ó Z O

Ü ¼ Ð s 6 x| ¨ c Ã º e    H  כ `  ¦  Ð7 £ x % i  .

Ù þ

d  # Q: ? /Â Ò³ ðï  rZ O ,   Ø  ¦ ´ òÖ  ¦  §& ñ

Study of an Efficiency Calibration for a HPGe Detector with Internal Standards

Eun-Joo Kim

Divison of Science Education, Chonbuk National University, Jeonju 561-756

Kyong-Beom Lee · Jong-Man Lee · Tae-Soon Park · Pil-Jae Oh · Sang-Han Lee · Min-Ki Lee · Jeong-Hee Lee ∗

Korea Research Institute of Standards and Science, DaeJeon 305-340 (Received 19 July 2011 : revised 6 December 2011 : accepted 9 January 2012)

Internal standards were applied to an efficiency calibration for a HPGe detector for gamma-ray spectroscopy. Measurements were taken with an environmental sample, and the detection efficiency from

K which emits a gamma-ray with an energy of 1460.82 keV, was deternined. The difference between efficiency values obtained from internal and external standards was estimated to be less

-43-

-44- ô  Ç² D GÓ ü t o  < Æ rt  “D hÓ ü t o ”, Volume 62, Number 1, 2012¸  1 Z 4

than 8%. An efficiency calibration with internal standards can be an alternative method for a material whose geometrical structure differs from the certified reference material’s.

PACS numbers: 23.20.Lv, 23.20.Nx, 29.30.Kv Keywords: Internal standards, Efficiency calibration

I. " e Â ] Ø

¨ 8

 â r « Ñ\   í < Ê÷ &# Q e    H  ;  x 9   / B N ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á x _

 ~ ½ Ó 0 p x 8 £ ¤& ñ \  y     ì  rF gì  r$ 3 r Û ¼% 7 s  ´ ú §s  s 6 x

 )

a . y     ì  rF gì  r$ 3 r Û ¼% 7 \   6 x ÷ &  H   Ø  ¦ l _  \ 



-t ü < ´ òÖ  ¦  §& ñ \   H { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð ü @Â Ò³ ðï  r ~ ½ ÓZ O s   6 x

 )

a . ü @Â Ò³ ðï  r ~ ½ ÓZ O  É r ì  r$ 3  9 ¦   H r « Ñü < 1 l x{ 9 ô  Ç x 9

 ¸,l   < Æ& h ½ ¨ ¸ x 9 o < Æ& h ½ ¨$ í `  ¦ ° ú   H   7 £ x ³ ðï  rÓ ü t

| 9

`  ¦  6 x ô  Ç .   Ø  ¦ l  ´ òÖ  ¦  & ñ \    7 £ x ³ ðï  rÓ ü t| 9 `  ¦   6

x   H ü @Â Ò³ ðï  r ~ ½ ÓZ O õ  ² ú o , 8 £ ¤& ñ r « Ñë ß Ü ¼ Ð ´ òÖ  ¦  §& ñ

`

 ¦ Ã º'  ½ + É Ã º e    H ~ ½ ÓZ O s  ? /Â Ò³ ðï  r ~ ½ ÓZ O s   [1]. ? /Â Ò³ ð ï

 r ~ ½ ÓZ O _  ¼ # o $ í õ  F g# 3 0 Aô  Ç  & ³ © & h 6 x$ í \  ¸ Ô  ¦ ½ ¨  ¦



f  Õ ª ~ ½ ÓZ O _  Ä »´ ò$ í \  @ /ô  Ç   ½ ¨ s À Ò# Q t t  · ú § ¦ e 

 .  : r   ½ ¨\ " f  H ? /Â Ò³ ðï  r ~ ½ ÓZ O \  _ ô  Ç   Ø  ¦ ´ òÖ  ¦  §

&

ñ ] X  ü <   õ \  ¦ ] jr  % i  . Õ ªo  ¦ ? /Â Ò³ ðï  r ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð

% 3

 É r ´ òÖ  ¦ ° ú כõ  ü @Â Ò³ ðï  r ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ½ ¨ô  Ç ´ òÖ  ¦ ° ú כ`  ¦ q  § ì  r

$

3 #  ? /Â Ò³ ðï  r ~ ½ ÓZ O _  Ä »´ ò$ í `  ¦ S X   Ð % i  . ü @Â Ò³ ðï  r

~

½ ÓZ O Ü ¼ Ð % 3  É r   Ø  ¦ ´ òÖ  ¦ õ  ? /Â Ò³ ðï  r ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ½ ¨ô  Ç   Ø  ¦

´

òÖ  ¦ É r 8% # 3 0 A\ " f { 9 u  < Ê`  ¦  Ð% i  . s    õ   H ? /Â Ò

³

ðï  r ~ ½ ÓZ O _  Ä »´ ò$ í \  @ /ô  Ç þ j í_  & ñ | ¾ Ó& h     õ  Ð, ? / Â

Volume 62, Number 1, 2012¸ 1 Z 4, pp. 43∼46

¼ »Ç U Ø0 n É ù p § T Ó Þ X ¢ P c p Ò Å Ä Z Ø° Ë ÑÄ Z ØV ÄS y ð ß

È û s Ú Çù o Ú w X N ËU ê s0 n É ì Å

»ª <® £

· ¡ ¤ @ / < Æ § õ < Æ §¹ ¢ ¤ < ÆÂ Ò, Ö 6 x ½ + Ëõ < Æ ½ ¨ è, Å Ò 561-756

# Ü ( 8 · T ø ¶ B¹ ÿ · ? ) Ö < · T ç ¡Â 6 Ò · ¡ L · x< K · T * > M · T + ä r )

Ç² D G ³ ðï r õ < Æ ½ ¨" é ¶, @ / 305-340

(2011¸ 7 Z 4 19{ 9 ~ Ã Î6 £ §, 2011¸ 12 Z 4 6{ 9 Ã º& ñ : r ~ Ã Î6 £ §, 2012¸ 1 Z 4 9{ 9 > F S X & ñ )

ì rF gì r$ 3 r Û ¼% 7 ` ¦ s 6 x ô Ç 8 £ ¤& ñ r « Ñ_ ~ ½ Ó 0 p x 8 £ ¤& ñ \ " f, Ø ¦ l _ Ø ¦ ´ òÖ ¦ É r { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð

7 £ x ³ ðï rÓ ü t| 9 ` ¦ 6 x # & ñ ) a . s ü <° ú s 7 £ x ³ ðï rÓ ü t| 9 ` ¦ 6 x # Ø ¦ l _ Ø ¦ ´ òÖ ¦` ¦ & ñ

H ~ ½ ÓZ O ` ¦ ü @Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O s ô Ç . ì ø Í \ ? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O É r 8 £ ¤& ñ r « Ñ\ ¦ s 6 x # ´ òÖ ¦ §& ñ ` ¦ Ã º'

H ~ ½ ÓZ O s . s ~ ½ ÓZ O É r 8 £ ¤& ñ r « Ñü < 1 l x{ 9 ô Ç x 9 ¸, l < Æ& h ½ ¨ ¸ x 9 o < Æ& h ½ ¨$ í ` ¦ ° ú H 7 £ x ³ ðï rÓ ü t

` ¦ ¹ 1 Ôl # Q 9î r â Ä º\ 6 x| ¨ c Ã º e . Õ ª X < ? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O _ ¼ # o $ í õ F g# 3 0 Aô Ç & ³ © & h 6 x$ í \

¸ Ô ¦ ½ ¨ ¦ f Õ ª ~ ½ ÓZ O _ Ä »´ ò$ í \ @ /ô Ç ½ ¨ H s À Ò# Qt t · ú § ¦ e . s \ : r ½ ¨\ " f H ? /Â Ò

ðï r ~ ½ ÓZ O \ _ ô Ç ´ òÖ ¦ §& ñ ] X \ ¦ ] jr ¦ Õ ª ~ ½ ÓZ O \ @ /ô Ç Ä »´ ò$ í ` ¦ { 9 7 £ x % i . Ä ºo H Ð ª r « Ñ

? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O ` ¦ & h 6 x # ³ ðï r õ < Æ ½ ¨" é ¶ _ $ ï r 0 A HPGe y ì rF gì r$ 3 r Û ¼% 7 _ ´ òÖ ¦ §& ñ ` ¦ Ã

º' % i . ? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O \ _ ô Ç ´ òÖ ¦ ° ú כ É r ü @Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ½ ¨ô Ç ´ òÖ ¦ ° ú כõ 8% \ " f { 9 u % i

. Ä ºo H s õ Ð ? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O _ Ä »´ ò$ í ` ¦ % 6 £ § Ü ¼ Ð & ñ | ¾ Ó o # , ¨ 8 â r « Ñ\ @ /ô Ç ~ ½ Ó 0 p x8 £ ¤& ñ

" f ³ ðï rÓ ü t| 9 ` ¦ ½ ¨ l 4 H ê ø Íô Ç â Ä º, ? /Â Ò³ ðï rZ O s y ì rF gì r$ 3 r Û ¼% 7 _ D h Ðî r ´ òÖ ¦ §& ñ ~ ½ Ó Z O

Ü ¼ Ð s 6 x| ¨ c Ã º e H כ ` ¦ Ð7 £ x % i .

d # Q: ? /Â Ò³ ðï rZ O , Ø ¦ ´ òÖ ¦ §& ñ

Kyong-Beom Lee · Jong-Man Lee · Tae-Soon Park · Pil-Jae Oh · Sang-Han Lee · Min-Ki Lee · Jeong-Hee Lee ^∗

-44- ô Ç² D GÓ ü t o < Æ rt “D hÓ ü t o ”, Volume 62, Number 1, 2012¸ 1 Z 4

â r « Ñ\ í < Ê÷ &# Q e H ; x 9 / B N ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á x _

~ ½ Ó 0 p x 8 £ ¤& ñ \ y ì rF gì r$ 3 r Û ¼% 7 s ´ ú §s s 6 x

)

a . y ì rF gì r$ 3 r Û ¼% 7 \ 6 x ÷ & H Ø ¦ l _ \

-t ü < ´ òÖ ¦ §& ñ \ H { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð ü @Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O s 6 x

)

a . ü @Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O É r ì r$ 3 9 ¦ H r « Ñü < 1 l x{ 9 ô Ç x 9

¸,l < Æ& h ½ ¨ ¸ x 9 o < Æ& h ½ ¨$ í ` ¦ ° ú H 7 £ x ³ ðï rÓ ü t

` ¦ 6 x ô Ç . Ø ¦ l ´ òÖ ¦ & ñ \ 7 £ x ³ ðï rÓ ü t| 9 ` ¦ 6

x H ü @Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O õ ² ú o , 8 £ ¤& ñ r « Ñë ß Ü ¼ Ð ´ òÖ ¦ §& ñ

¦ Ã º' ½ + É Ã º e H ~ ½ ÓZ O s ? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O s [1]. ? /Â Ò³ ð ï

r ~ ½ ÓZ O _ ¼ # o $ í õ F g# 3 0 Aô Ç & ³ © & h 6 x$ í \ ¸ Ô ¦ ½ ¨ ¦

f Õ ª ~ ½ ÓZ O _ Ä »´ ò$ í \ @ /ô Ç ½ ¨ s À Ò# Q t t · ú § ¦ e

. : r ½ ¨\ " f H ? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O \ _ ô Ç Ø ¦ ´ òÖ ¦ §

ñ ] X ü < õ \ ¦ ] jr % i . Õ ªo ¦ ? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð

É r ´ òÖ ¦ ° ú כõ ü @Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ½ ¨ô Ç ´ òÖ ¦ ° ú כ` ¦ q § ì r

3 # ? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O _ Ä »´ ò$ í ` ¦ S X Ð % i . ü @Â Ò³ ðï r

½ ÓZ O Ü ¼ Ð % 3 É r Ø ¦ ´ òÖ ¦ õ ? /Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ½ ¨ô Ç Ø ¦

òÖ ¦ É r 8% # 3 0 A\ " f { 9 u < Ê` ¦ Ð% i . s õ H ? /Â Ò

ðï r ~ ½ ÓZ O _ Ä »´ ò$ í \ @ /ô Ç þ j í_ & ñ | ¾ Ó& h õ Ð, ? / Â

Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O s ü @Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O _ & h 6 x s # Q 9î r © S ! \ " f Ä

»´ ò$ í e > 6 x ½ + É Ã º e H כ ` ¦ Ðs ¦ e .

II. ì Å U ê s0 n É

1. 5 ¼ »Ç U Ø0 n É

/Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O \ _ K Ø ¦ l _ Ø ¦ ´ òÖ ¦` ¦ §& ñ l 0

AK " f H 6 £ § _ ¿ º t ¸| s Ø æ7 á ¤ ÷ &# Q ô Ç . ' Í P

: H 8 £ ¤& ñ r « Ñ

Th Ô æ õ > \ P õ

U Ô æ õ > \ P \ @ / K

" f ~ ½ Ó ¨ î + þ A © I \ e # Q ô Ç . 7 £ ¤ 8 £ ¤& ñ r « Ñ_ 1 l x{ 9

\ P _ Ù þ 7 á x _ ~ ½ Ó 0 p x É r ° ú ô Ç . ¿ º P : H Ø ¦ l _

Ø ¦ ´ òÖ ¦ É r 300 keV s © _ y \ -t \ " f log- log { 9 d Ü ¼ Ð ³ ð & ³÷ &# Q, 6 £ § _ d s $ í w n ÷ &# Q ô Ç [2].

ln = ln a + m ln E E

l " f É r Ø ¦ ´ òÖ ¦ s ¦ a, m H z ´+ « >& h B > h Ã º, E H y \ -t (keV), E

H 1 keV s . É r ½ ¨ õ

\ _ ½ Ód x h AÜ ¼ Ð l Õ ü t ) a ´ òÖ ¦ õ log-log '

¸\ " f { 9 d Ü ¼ Ð l Õ ü t ) a ´ òÖ ¦ õ _ s 5 % s ? / Ð { 9

u < Ê` ¦ Ðs ¦ e [2]. s ¿ º t ¸| s Ø æ7 á ¤ ÷ &

/Â Ò³ ðï r ~ ½ ÓZ O \ _ ô Ç ´ òÖ ¦ §& ñ ] X H 6 £ § õ ° ú .

(1) 8 £ ¤& ñ r « Ñ_

Th õ

U Ô æ õ > \ P _ ~ ½ Ó $ í Ù þ 7 á x \

f ~ ½ ÓØ ¦ ) a y \ -t Z > > Ã ºÖ ¦\ ¦ ½ ¨ô Ç .

(2) y \ -t Z > © @ /´ òÖ ¦` ¦ ½ ¨ô Ç . ~ ½ Ó ¨ î + þ A © I

s À Ò# Q r « Ñ\ " f H 1 l x{ 9 > \ P _ Ù þ 7 á x _ ~ ½ Ó 0 p x

É

r ° ú Ü ¼Ù ¼ Ð y ~ ½ ÓØ ¦Ö ¦` ¦ ¦ 9 # > Ã ºÖ ¦ Ð Â Ò '

© @ /´ òÖ ¦` ¦ ~ 1 > ½ ¨½ + É Ã º e .

(3) s X O > ½ ¨ô Ç © @ /´ òÖ ¦` ¦ d (1)\ @ /{ 9 # þ j è] j Y

LZ O Ü ¼ Ð x h A # B > h Ã º a ü < m ` ¦ ½ ¨ô Ç .

(4) 99.5% í H ¸_ KCl r « Ñ` ¦ 6 x # 1460.8 keV \ " f _

] X @ / Ø ¦ ´ òÖ ¦` ¦ ½ ¨ô Ç .

K _ > r F q ü < ] t| 9

¾ Ó Õ ªo ¦ ì ø Íy l \ ¦ 6 x # ½ ¨ô Ç KCl r « Ñ_

K _

½ Ó 0 p x0 l x ¸ü < KCl r « Ñ\ ¦ 8 £ ¤& ñ # % 3 É r > Ã ºÖ ¦ Ð 1460.8 keV \ " f_ ] X @ / Ø ¦ ´ òÖ ¦` ¦ ½ ¨½ + É Ã º e .

(5) d (1)\ " f % 3 É r 1460.8 keV \ " f_ © @ /´ òÖ ¦ õ KCl r