이 글은 SRI 시험 합격 당시 정리한 수기를 바탕으로 재구성했습니다. 학습 참고용 답안이며, 실제 채점자의 기준과 일치하는지는 확인되지 않았습니다.
1. 문제
방사능 상대측정법의 원리와 표준선원·시료 사이에 맞추어야 하는 조건을 설명하라.
2. 모범답안
1. 방사능을 알고 있는 표준선원과 미지시료를 비교하여 방사능을 구한다.
2. 배경을 뺀 계수율을 사용하고, 검출효율과 방출확률 등 응답조건이 같거나 적절히 보정되어야 한다.
3. 같은 핵종과 계수기하, 시료 상태, 장치 설정 및 붕괴 기준시각 등을 확인한다.
4. 상대측정에서도 표준값과 계수통계·보정의 불확도가 결과에 남는다.
3. 문제를 풀기 위해 알아야 할 내용
3.1. 같은 조건이라는 말에 포함되는 것
표준선원과 시료를 같은 검출기로 측정했다는 사실만으로 응답조건이 같아지지는 않는다. 거리·형상·에너지창과 시료의 양·밀도·조성은 검출효율 및 자기흡수에 영향을 줄 수 있다.
IAEA는 같은 핵종의 표준, 같은 계수기하 및 에너지별 효율·방출확률을 고려하도록 설명한다. 액체섬광법에서는 소광, 화학분리 시료에서는 회수율도 확인해야 한다.
3.2. 총계수가 아니라 보정된 계수율을 비교한다
As와 Ax는 각각 표준과 미지시료 방사능(Bq), rs와 rx는 각각 배경 및 필요한 영향을 보정한 순계수율(s⁻¹)이다. 응답조건이 같으면 다음 관계를 사용할 수 있다.
= 1000 Bq × 50 s−1200 s−1 = 250 Bq
동일 응답조건의 계수율 비를 이용한 방사능 계산
예를 들어 표준 1000 Bq가 200 s⁻¹, 시료가 50 s⁻¹라면 같은 조건에서 시료 방사능은 250 Bq이다. 측정시간이 다를 때 총계수의 비를 그대로 쓰면 안 되며, cps와 Bq도 동일한 양이 아니다.
출처: 미국 EPA MARLAP 15.4.2.3 효율식에서 같은 조건의 비를 취한 관계와 학습용 계산 예
3.3. 비교로 사라지지 않는 차이를 확인한다
시료 형상이 표준과 다르면 검출기에서 보이는 입체각과 물질 내 감쇠가 달라질 수 있다. 보정 없이 단순 비례식을 적용하기 전에 이런 차이를 줄이거나 평가해야 한다.
상대측정은 표준과의 연결을 이용하는 방법이다. 표준값의 불확도나 시료별 보정이 없어지는 방법이라는 뜻은 아니다.
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