The development of monoenergetic photon source in the energy range below the 100 keV was carried out. The monoenergetic photons are very useful in the calibration of the radiation measuring instruments and can be produced by irradiating the bremsstrahlung X-ray to thin pure metal foils-'Radiators'.
The $K_{\alpha}$-fluorescence photons are obtained from the K-shell of the radiator atom with relatively high photon intensity by appropriate filters whose K absorption edge falls on between the energies of the $K_{\alpha}$ and $K_{\beta}$ fluorescence X-ray of the radiator used. These filters reduce the relatively high intensity of fluorescence photons from other shells to the negligible levels.
In this experiment, preparation of a component-'Radiator Holder' and several radiators such as $_{47}Ag$, $_{50}Sn$, $_{64}Gd$, $_{68}Er$, $_{70}Yb$, and $_{82}Pb$ provides the wide monoenergetic photon energy ranging from 20 keV to 80 keV.
By the spectrometry of above photon sources with hyperpure Ge low energy photon spectrometry system(LEPS) and multichannel analyzer(MCA), the monochromaticity of the fluorescence X-ray was measured. In this respect, the 'Spectral Purity Factor', defined as the ratio of the number of $K_{\alpha}$ fluorescence photons emitted from the radiator to the total number of fluorescence photons emitted from the radiator, was carried out.
The dosimetry with the 600 cc thin window ionization chamber, which was calibrated by the standard free-air ionization chamber (FAC), was performed.
A simple Monte Carlo program simulating the above experimental procedures was also developed for the determination of the optimum experimental conditions.
Photon Energy가 100 keV 이하인 영역에서의 형광 X 성을 이용한 단색 Energy Photon Source의 개발이 수행되었다. 단색 Energy Photon은 방사선 측정기기 교정에 매우 유용한 것으로 방사선량 측정표준에 기여할 수 있다. 이러한 Photon은 순수한 금속박막 형태의 Radiator 에 일반 X 선 발생장치에서 생성되는 Bremsstrahlung X선을 조사하여 얻을 수 있다. 적절한 Filter의 사용으로 $K_{\alpha}$ 형광 X 선을 다른 각 형광 X 선에 비해 높은 상대적 세기로써 얻어낼 수 있다.
본 실험을 통해 설계 제작된 Radiator Holder 에 지지된 $_{47}Ag$, $_{50}Sn$, $_{64}Gd$, $_{68}Er$, $_{70}Yb$, $_{82}Pb$ 등의 Radiator에 Tungsten Target 을 갖는 X-ray Tube에서 발생된 1차 X선을 조사시켜 20keV - 80 keV 사이의 Photon Energy 영역에서 비교적 높은 조사선량을 주는 Photon을 얻을 수 있었다.
고순도 Ge LEPS에 의해 Spectrometry가 수행되어 1024 Channel-MCA 에 의해 얻어진 형광 X 선 Spectrum을 분석하여 각 Radiator에 대하여 0.66에서 0.94에 이르는 $K_{\alpha}$ Spectral Purity Factor 를 얻어내었다. 또한 표준 자유공기 전리함 (FAC)에 의해 교정된 600 cc 박창 이온전리함에 의해 8.3에서 232.5 mR/hr에 이르는 조사선량율을 얻을 수 있었다.
적정 실험조건 및 Filter의 선별에 의해 보다 높은 Spectral Purity Factor 및 높은 선량율을 가질 수 있음이 본 실험을 통하여 밝혀졌다.
한편, 적정실험조건을 결정하기 위하여 이론적으로 형광 X 선 Photon Source를 Monte Carlo 방법을 사용하여 간단히 모사하였다.
