일반기술

기체전자증폭기(GEM) 기반의 방사선검출기

○ 기체검출기는 반도체검출기에 비해서 구조가 간단하여 대면적 검출기 제작이 용이하고 방사선에 의한 손상이 거의 없어 하전입자 검출 및 비적 추적에 광범위하게 이용됨. ○ 특히 기체전자증폭기(gas electron multiplier : GEM)는 1997년 유럽의 입자가속기 연구소인 CERN에서 소립자의 궤적을 추적하기 위한 위치센서로서 최초로 고안되었는데, 기존의 다른 기체검출기에 비해 스파크 손상에 강하고, 공간해상도(spatial resolution), 시간해상도(time resolution) 및 기체이득(gas gain) 등 여러 면에서 뛰어난 동작특성을 지니고 있음. ○ 뛰어난 분해능을 통해 엑스선의 위치검출기가 가능 ○ 중성자 변화막과 결합이 가능하고, GEM검출기 표면에 중성자 변화막을 증착할 수 있기 때문에 중성자 검출기로 사용 가능○ GEM검출기는 구조 특성상 방사선과 기체의 반응으로 생성된 전자를 자체적으로 증폭하는 기능이 있다. 이것을 통하여 방사선검출기 시스템의 동작전압을 낮춰 안정성을 확보해주고 증폭에 필요한 전자회로를 간소화. ○ GEM검출기의 기본적인 증폭기능과 중성자 변환박막과의 결합을 통해 중성자검출기로서 동작할 수 있고 여러 장을 적층해서 동시에 사용할 경우 기체증폭도를 높여 검출 효율을 향상시킬 수 있음. ○ GEM검출기의 경우 동작조건이 불안정할 경우 과도한 전자증폭으로 검출기 자체에 손상을 가져올 수 있지만 현재 안정적인 조건하에서 엑스선 및 중성자 검출 실험을 수행할 수 있는 실험 방법 확보.