고자기장이 방사선 측정에 미치는 영향

국문 초록 (Abstract)

MRI실과 사이클로트론, 산업용 비파괴 검사시설과 같이 강한 전자기 간섭이 존재하는 환경에서 방사능 오염 상황이나 누출 사고가 일어날 경우 외부 자기장을 고려하여 방사선을 측정하는 것은 필수적이다. 방사선을 측정하기 위한 검출기의 종류는 다양하지만 전리와 여기작용을 바탕으로 계측하는 것이 일반적이다. 본 연구는 한국원자력의학원에서 보유하고 있는 휴대용 방사선 검출기 중 기체 전리를 이용한 가이거 뮐러 계수관 (Geiger-Müller tube, GM tube)과 여기작용으로 형광체를 이용한 NaI(Tl) 검출기를 활용하였다. 연구를 위해 사용한 핵종인 CS-137은 반감기가 30년으로 반감기에 따른 선량 변화는 고려하지 않았다. 자기장은 한국원자력 의학원의 RI 응용부 연구실에서 사용하고 있는 소동물용 MRI 영상장비인 Agilent technologies사의 9.4 Tesla 장비를 활용하였다. GM 서베이미터는 Thermo Scientific사의 RadEye B20-ER과 SE INTERNATIONAL 사의 Radiation Alert 장비를 사용하였고 NaI(Tl) 검출기는 Gammaspectacular 사의 GS-1515-N를 사용하였다. 실험은 자기장이 높은 중심 보어(bore)에서 100 cm 위치에 CS-137 선원을 두었으며 선원에서 수평방향으로 20 cm 간격을 두어 검출기를 위치시켰다. 또한 거리에 따른 계측 값을 비교하기 위해 보어 중심부에서 출입문 방향으로 각 0 cm, 30 cm, 45 cm 간격으로 이동하며 측정하였다. 자장의 영향을 받는 환경에서 GM 서베이미터로 측정한 결과 0 cm에서 0.630 μSv/h, 30 cm에서 0.670 μSv/h, 45 cm는 0.510 μSv/h로 오차범위가 0.1 μSv/h를 넘지 않은 반면, NaI(Tl) 검출기는 0 cm에서 0 count, 30 cm에서 1,490 count, 45 cm에서는 8,400 count로 거리 변화에 따른 유의미한 계측값의 차이를 나타냈다. 본 연구를 통해 고자기장에 노출되었을 때 GM 서베이미터 와 NAI(Tl) 검출기에서의 성능 변화 및 현장에서의 실용 가능성을 평가하였으며 향후 방사능 오염사고 시 GM 서베이미터의 사용을 권장하는 기초적인 자료로서 활용될 것으로 사료된다.