Abstract
This paper deals with an experimental study to apply commercial semiconductors to measure radiation dose rate for gamma ray. Since the low cost, small size, high efficiency and ruggedness of silicon photodiodes make them attractive photodetectors, they coulde be effectively used in measuring any radiation such as gamma ray. Most PN photodiodes show that the reverse current increases when the light is increased. Therefore the depletion region of them have influence on the reverse current, so we choose silicon PIN photodiodes with large depletion region. In order to detect radiation dose rate and then, to apply in developing any gamma ray dosimeter, some examinations and experiments were performed to PIN photodiodes in this work. Two kinds of PIN photodiodes, such as NEC's PH302 and SIEMENS's BPW34, were tested in a Co-60 gamma irradiation facility with a semiconductor parameter analyzer. As a result, we found that such PIN photodiodes present good linearity in diode current characteristics with dose rate. Therefore silicon PIN photodiodes could be suitably used in designing gamma ray dosimeters.
본 논문은 감마선 방사선 선량을 측정하기 위하여 상용 반도체를 응용하기 위한 실험적 연구에 대하여 다루었다. 실리콘 포토 다이오드는 값이 싸고 작으며 높은 효율과 견고하여 광검출기로 잘 이용되기 때문에 감마선과 같은 방사선 측정에 효과적으로 이용될 수 있다. 대부분의 PN 포토 다이오드는 이 증가함에 따라 역 방향 전류의 증가하는 특성을 가지고 있다. 그러므로 이 소자들의 공핍층이 역 방향 전류에 영향을 주므로 이 공핍층의 면적이 큰 PIN 포토 다이오드를 선택하였다. 이 연구에서는 방사선량을 검출하고 감마선 선량계를 개발하는데 적용하기 위하여, PIN 다이오드에 대해 몇 가지 실험이 수행되었다. NEC사의 PH 302와 SIEMENS사의 BPW 34와 같은 2가지 종류의 포토 다이오드를 반도체 분석장치를 사용하여 $\gamma$선 방사선원인 Co-60의 저준위 시설에서 시험하였다. 그 결과, 방사선 선량률과 다이오드의 전류 사이에 양호한 선형적 함수 관계가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 이들 실리콘 PIN 포토 다이오드들은 $\gamma$선 선량계를 설계하는데 적합하게 이용될 수 있을 것이다.