Response Function of HPGe Detector using $^{23}Na$(p, $\gamma$)$^{24}Mg$ and $^{27}Al$(p, $\gamma$)$^{28}Si$ Reaction

$^{23}Na$(p, $\gamma$)$^{24}Mg$$^{27}Al$(p, $\gamma$)$^{28}Si$반응을 이용한 HPGe 검출기의 응답함수

  • Park, Sang-Tae (Department of Physics Education, Kongju National University)
  • 박상태 (공주대학교 사범대학 물리교육과)
  • Received : 2010.04.30
  • Accepted : 2010.06.02
  • Published : 2010.06.30


In the present work, peak relative efficiency for the energy was obtained and response function was worked out. This study was carried out using the high resolution high efficiency HPGe detector(diameter 78.7 mm, length 86.5 mm) and NaI(Tl) detector for anti-compton. The anti-coincidence of the signals from the two detectors could be used to lessen the Compton effect signal; thus, the $\gamma$-ray energy resolution could be improved. The $\gamma$-ray spectrum was measured at $55^{\circ}$ to the direction of the incident proton beam. Reaction spectrum was obtained from the $^{23}Na$(p, $\gamma$)$^{24}Mg$ reaction at $E_p$ = 1424 keV and $^{27}Al$(p, $\gamma$)$^{28}Si$ reaction at $E_p$ = 992 keV. To accelerate the incident proton which creates the (p, $\gamma$) capture reaction, the 3 MeV Pelletron accelerator at the Tokyo Institute of Technology was used. Response function was worked out by a noble technique. We worked out a response function from 1.2 to 9.4 MeV at intervals of 0.75 MeV.

본 연구에서는, 에너지에 따른 peak의 상대효율을 구하였으며, 검출기의 응답함수를 작성하였다. 이를 위해 고효율, 고분해능을 가진 HPGe 검출기(지름 78.7 mm, 길이 86.5 mm)를 이용하였으며 콤프턴 억제용으로 NaI 검출기를 사용하였다. 감마선 스펙트럼은 $^{23}Na$(p, $\gamma$)$^{24}Mg$$^{27}Al$(p, $\gamma$)$^{28}Si$ 반응을 이용하여 얻었으며, 이 때 입사 입자의 에너지는 각각 $E_p$ = 1424 keV 및 $E_p$ = 992 keV 이었다. 한편 스펙트럼 측정은 입사 빔 방향에 대해 $55^{\circ}$에서 하였으며, 사용한 가속기는 일본 동경공업대학의 3 MeV Pelletron 가속기를 이용하였다. 검출기의 응답함수는 1.2 MeV에서 9.4 MeV까지 0.75 MeV 간격으로 작성하였다.


  1. Galloway RB, Savalooni H. The Dependence on Scintillator Size of the Response of NE213 to Electrons and Protons. Nucl. Instr. Meth.1982; 199(3):549-555.
  2. 堀 順一. 碩士學位論文. 東京工業大學, 1997.
  3. Burrus WR, Vervinski VV. Fast-neutron Spectroscopy with Thick Organic Scintillators. Nucl. Instr. Meth. 1969;67(2):181-196.
  4. 서민수. 구형 BiGeO 섬광검출기의 감마선 스펙트 럼에 관한 연구. 석사학위논문. 부산대학교 물리학 과, 1996.
  5. 최선수. Plastic 섬광검출기의 감마선 스펙트럼 unfolding에 관한 연구. 석사학위논문. 부산대학교 물리학과, 1994.
  6. 양승준. NaI(TI) 검출기의 감마선 에너지스펙트럼 계산. 석사학위논문. 부산대학교 물리교육학과, 1991.
  7. 노태익. NE-213 검출기의 제작 및 감마선 스펙트럼에 관한 연구. 박사학위논문. 부산대학교 물리학과, 1993.
  8. 박상태. 유기액체섬광검출기에 의한 중성자 스펙트럼 연구. 박사학위논문. 부산대학교 물리학과, 1995.
  9. Scholermann H, Klein H. Optimizing the Energy Resolution of Scintillation Counters at High Energies. Nucl. Instr. Meth. 1980;169(1):25-31.
  10. Table of Isotopes 8E, products/subject/physics/toi/