Peak Analysis of Gamma-ray and X-ray

감마선 및 엑스선의 피이크 분석

A great variety of nuclear gamma rays emitted from fission and activation products of spent nuclear fuel contains much information that can be elicited without affecting the integrity of the fuel elements. But the extraction of such information from the complex spectrum is difficult and requires computer codes. In the present work, a versatile code 'CAERI' was developed which locates peaks and calculates their areas for X-rays as well as gamma rays using elegant features of some widely used programs for gamma-ray peak fitting. 'CAERI' coded in FORTRAN used infinite series approximation more accurate than other workers various, simple, piecewise series approximations for evaluations of the Voigt function which represents the X-ray peak with non-negligible natural line width. 'CAERI' can handle even a complex multiplet consisting of peaks from X-rays and gamma rays in arbitrary mixture, which one often encounters in the isotopic analysis of heavy elements such as U and Pu. The results of the fitting performed on the test spectra of $^{177m}\;Lu\;{\gamma}-ray\;and\;^{235}U\;K_{\alpha}$X-ray show good agreement with those by previous workers.

핵분열(核分裂) 및 방사화생성물(放射化生成)物)에서 방출(放出)하는 여러가지 감마선들은 핵연료(核燃料)를 파괴(破壞)하지 않고도 추출(抽出)할 수 있는 많은 정보(情報)를 포함(包含)한다. 그러나 반도체(半導體) 검출기(檢出器)에서 얻은 복잡한 스펙트럼에서 이러한 정보를 추출(抽出)하기가 용역(容易)하지 않기 때문에 전산(電算)코드의 사용(使用)이 필요(必要)하게 된다. 본(本) 연구(硏究)에서는 그동안 국제적(國際的)으로 널리 보급(普及)되어 사용(使用)되는 감마선 분석(分析) 프로그램들의 장점(長點)을 취하여, 감마선은 물론 X-선(線)의 스펙트럼도 피팅 (fitting)하여 피이크의 중심과 면적을 정확(正確)히 계산(計算)할 수 있는 전산코드 CAERI를 개발(開發)하였다. CAERI는 FORTRAN으로 쓰여있고, 특히 고유복사선폭(固有輻射線幅)(natural line width) 을 무시할 수 없는 X-선(線)의 피이크 표현함수(表現函數)인 Voigt 함수(函數)에 대해서는, 다른 X-선(線) 분석(分析) 프로그램들이 사용(使用)한 간단한 근사식(近似式) 대신에, 더욱 정확(正確)한 무한급수근사식(無限級數近似式)을 사용하였다. 특히 CAERI 는 U이나 Pu과 같은 중원소(重元素)의 핵종분석시(核種分析時)에 직면(直面)하는 감마선과 U이나 Pu의 X-선(線)이 임의(任意)로 간섭(干涉)하며 공존(共存)하는 복잡한 스펙트럼까지도 취급(取扱)할 수 있다. $^{177m}Lu$감마선과 $^{235}U\;U_{\alpha}$X-선(線)의 시험(試驗)스펙트럼을 피팅하여, 다른 프로그램들의 피팅결과와 비교했을 때 좋은 일치(一致)를 보았다.