Performance of a Plastic Scintillation Detector for Neutron Imaging

Abstract

중성자 탄성산란을 이용한 3차원 중성자 영상화 기술은 중 성자원으로부터 방사된 중성자가 검출기 내에서 양성자와의 탄성 산란을 통해 잃어버리는 에너지와 산란 위치를 계측하여 탄성산 란 공식을 이용하여 공간상의 중성자원의 분포를 영상화하는 기 술이다. 본 기술을 위한 기본적인 중성자 계측 시스템은 입사중성 자가 처음 탄성산란을 일으키는 위치와 산란으로 잃어버리는 에 너지를 측정하기 위한 1차산란 검출기와 산란 중성자의 방향과 에 너지 측정을 위한 2차산란 검출기로 구성되며, 중성자와 양성자의 탄성산란 특성상 2차산란 검출기는 1차산란 검출기의 후방에 위 치하게 된다. 이러한 중성자 영상화 시스템에 이용되는 1차 및 2차 산란부 검출기는 중성자와의 탄성산란효율이 높고 감마선과 중성 자의 분리가 수월하며, 또한 탄성산란 반응위치 결정이 가능하여 야 한다. 이를 위해 본 연구진은 두께와 폭이 각각 1 cm이며 길이 가 10 cm인 BC-404 plastic scintillator(Bicron사)에 대한 반응위치 분해능, 광출력 분해능, 중성자/감마선 분리 및 시간 분해능 등에 관한 특성연구를 수행하였으며, 그 결과를 바탕으로 Monte Carlo 모사를 통해 3차원 중성자 영상시스템의 성능을 예측해 보았다.