Abstract
In this paper, we propose the development of a high-sensitivity entry-level nuclide analysis module. The proposed measurement sensor module consists of an electronic driving circuit for nuclide analysis resolution, prototype production with nuclide analysis function, and GUI development applied to prototypes. The electronic part driving circuit for nuclide analysis resolution is divided into nuclide analysis resolution process by the electronic part driving circuit block diagram, MCU circuit design used for radiation measurement, and PC program design for Spectrum acquisition. Prototyping with nuclide analysis function is made by adding a 128×128 pixel OLED display, three buttons for operation, a Li-ion battery, and a USB-C type port for charging the battery. The GUI development department applied to the prototype develops the screen composition such as the current time, elapsed measurement time, total count, and nuclide Spectrum. To evaluate the performance of the proposed measurement sensor module, an expert witness test was conducted. As a result of the test, it was confirmed that the calculated result by applying the resolution formula to the Spectrum (FWHM@662keV) obtained using the Cs-137 standard source in the nuclide analysis device had a resolution of 17.77%. Therefore, it was confirmed that the nuclide analysis resolution method proposed in this paper produces improved performance while being cheaper than the existing commercial nuclide analysis module.
본 논문에서는 고감도 보급형 핵종 분석 모듈 개발을 제안한다. 제안하는 측정센서 모듈은 핵종 분석 분해능을 위한 전자부 구동회로, 핵종 분석 기능이 적용된 시제품 제작, 시제품에 적용되는 GUI 개발 등으로 구성된다. 핵종 분석 분해능을 위한 전자부 구동회로는 전자부 구동 회로 블록도에 의한 핵종 분석 분해능 과정, 방사선 측정에 사용되는 MCU 회로 설계, Spectrum 취득용 PC 프로그램 설계 등으로 나뉘어진다. 핵종 분석 기능이 적용된 시제품 제작은 128×128 픽셀의 OLED display, 조작을 위한 3개의 버튼, Li-ion 배터리, 배터리 충전을 위한 USB-C Type 포트의 구성을 추가하여 제작한다. 시제품에 적용되는 GUI 개발부는 현재시간, 측정 경과 시간, 토탈 카운트, 핵종 Spectrum 등의 화면구성으로 개발한다. 제안된 측정센서 모듈의 성능을 평가하기 위하여 공인기관 전문가 입회시험을 시행한 결과, 핵종 분석 장치에 Cs-137 표준선원을 이용하여 취득한 Spectrum(FWHM@662keV)으로 분해능 공식을 적용하여 계산한 결과가 17.77%의 분해능을 가짐이 확인되었다. 따라서, 제안된 본 논문에서 제안한 핵종 분석 분해능 방법이 기존의 상용의 핵종 분석 모듈보다 저렴하면서도 향상된 성능이 산출됨이 확인되었다.