A Study on the Dose Assessment Methodology Using the Probabilistic Characteristics of TL Element Response

확률분포 특성을 이용한 열형광선량계의 선량평가방법에 관한 연구

Characteristics of element responses of Panasonic UD802 personnel dosimeters in the X, ${\beta}$, ${\gamma}$, ${\gamma}/X$, ${\gamma}/{\beta}$ and ${\gamma}$/neutron mixed fields were assessed. A dose-response algorithm has been developed to decide the high probability of a radiation type and energy by using the distribution in all six ratios of the multi-element TLD. To calculate the 4-element response factors and ratios between the elements of the Panasonic TLDs in the X, $\beta$, and $\gamma$ radiation fields, Panasonic’s UD802 TLDs were irradiated with KINS’s reference irradiation facility. In the photon radiation field, this study confirms that element-3 (E3) and element-4 (E4) of the Panasonic TLDs show energy dependent both in low- and intermediate-energy range, while element-1 (E1) and element-2 (E2) show little energy dependency in the entire whole range. The algorithm, which was developed in this study, was applied to the Panasonic personnel dosimetry system with UD716AGL reader and UD802 TLDs. Performance tests of the algorithm developed was conducted according to the standards and criteria recommended in the ANSI N13.11. The sum of biases and standard deviations was less than 0.232. The values of biases and standard deviations are distributed within a triangle of a lateral value of 0.3 in the ordinate and abscissa, With the above algorithm, Panasonic TLDs satisfactorily perform optimum dose assessment even under an abnormal response of the TLD elements to the energy imparted. This algorithm can be applied to a more rigorous dose assessment by distinguishing an unexpected dose from the planned dose for the most practical purposes, and is useful in conducting an effective personnel dose control program.

개인피폭선량 평가용 열형광선량계인 UD802 선량재에 대한 X-선장, 감마선장, 베타선장 및 중성자선장의 순수선장과 X-선장/감마선장, 베타선장/감마선장 및 중성자장/감마선장의 혼합선장에서의 반응특성을 조사하였으며 소자반응이 확률적으로 분포하는 성질을 이용한 개인피폭선량 평가 방법을 개발하였다. 선량계 특성조사를 위한 기준조사는 한국원자력안전기술원의 X-선장, 베타선장 및 감마선장을 이용하였으며 중성자선장은 미국 PNL에 의뢰하여 수행하였다. 특성조사 결과 광자 선장에 대한 소자1과 소자2는 에너지에 대한 의존성이 매우 적어 선량당량의 계산시 매우 유용한 자료로 사용되어질 수 있으며 소자3과 소자4는 저에너지 및 중에너지의 광자선장에 대해 매우 민감한 변화를 보이고 있다. 소자1/소자3 및 소자1/소자4의 반응비는 베타선장과 중성자선장에 대하여 에너지의존성이 큰 반응비를 나타내며, 소자3/소자2의 반응비는 중성자선장에 대해서만 1이하의 값을 나타내고 있다. 저에너지 및 중에너지 광자선장에 대한 에너지 분별은 소자3/소자2 및 소자3/소자4의 반응비로서 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 개발한 확률분포 분석법의 적용가능성을 보이기 위하여 Panasonic UD716AGL/UD802 판독시스템에 적용하여 ANSI N13.11-1993에 따른 성능검증을 수행하였다. 성능검증 결과 모든 범주에 대하여 성능지수, ${\mid}B{\mid}+S$가 최대 0.232의 성능이 확인되었다. 특히 일부 소자의 비정상적 반응에 대해서도 최적의 피폭선량평가를 수행하고 있음이 확인되었으며, 실험실에서 재현될 수 없는 실제 방사선작업 환경에서의 선량평가 수행시, 본 논문에서 제시한 선량평가방법을 적용할 경우 계획된 피폭과 예상하지 못한 방사선장에 대한 피폭을 구분할 수 있어 보다 심도 있는 피폭선량평가 및 방사선관리가 가능할 것으로 판단된다.