For radiological characterization, direct measurements and surface scans with a movable instrument can be performed to rapidly determine contamination levels and identify hot spots. A movable instrument with an appropriate minimum detectable concentration (MDC) can yield reliable measurements for accurate analysis. In this study, large-area phosphor sandwich (phoswich) detectors for simultaneous alpha and beta detection were fabricated to investigate variations in MDC with probe area. Before fabricating phoswich detectors with probe dimensions of 10 × 10 cm, 15 × 15 cm, and 20 × 20 cm, Monte Carlo simulations were performed to optimize the detector components. The phoswich detectors were then fabricated based on the simulation results, and instrument calibration was performed using 10 × 10 cm $^{241}Am$, $^{90}Sr/Y$, $^{99}Tc$c, and $^{14}C$ radioactive sources. For increasing the precision of calibration, a source-area correction approach was proposed and applied by taking advantage of the symmetric probe geometry. The experimental outcomes of instrument efficiency and background count rate were employed in the MDC calculation. The results indicated that the static and scan MDCs for the 15 × 15 cm and 20 × 20 cm probes were superior to those for the 10 × 10 cm probe. However, the static MDC for the 15 × 15 cm probe was similar to that for the 20 × 20 cm probe, while the scan MDC for the 15 × 15 cm probe was mostly inferior to that for the 20 × 20 cm probe. Because the static MDCs for the 15 × 15 cm and 20 × 20 cm probes were not significantly different and can be reduced by extending the measurement period, the 20 × 20 cm probe seems to be more effective than the 10 × 10 cm and 15 × 15 cm probes for rapidly covering a wide potentially contaminated site.
방사선학적 특성평가를 함에 있어, 이동형 검출기를 활용한 직접 측정법과 표면 스캔법은 신속한 오염도 측정 및 핫스팟 식별을 가능하게 한다. 측정 신뢰도를 높이고 정확히 분석하기 위해, 적절한 최소검출가능농도(minimum detectable concentration, MDC)를 갖는 이동형 검출기가 사용되어야 한다. 본 연구에서는 검출기의 프로브 크기에 따른 MDC 변화를 살펴보고자, 알파 및 베타선 동시측정용 대면적 포스위치(phosphor sandwich, phoswich) 검출기들을 제작했다. 10 × 10 cm, 15 × 15 cm, 그리고 20 × 20 cm 크기의 프로브를 보유한 phoswich 검출기들을 제작하기 전, 몬테칼로 전산모사를 통해 검출기 구성품들을 최적화하였다. 전산모사 결과를 토대로 phoswich 검출기들을 제작하였고, 10 × 10 cm 크기의 $^{241}Am$, $^{90}Sr/Y$, $^{99}Tc$, 그리고 $^{14}C$ 방사선원들을 이용하여 검출기를 교정했다. 보다 정밀한 검출기 교정을 위해, 프로브 형태의 대칭적 특성을 이용한 선원 면적 보정법을 제안하였고 실용적으로 적용했다. 실험으로 얻은 검출기 효율 및 배경 계수율은 MDC 계산에 활용되었다. 계산 결과, 15 × 15 cm 그리고 20 × 20 cm 프로브들이 10 × 10 cm 프로브보다 고정 및 스캔 MDC가 우수함을 확인하였다. 또한 고정 MDC는 15 × 15 cm 프로브와 20 × 20 cm 프로브가 유사하였으나, 스캔 MDC의 경우 20 × 20 cm 프로브가 15 × 15 cm 프로브보다 대부분 우수한 결과를 나타냈다. 15 × 15 cm 프로브와 20 × 20 cm 프로브의 고정 MDC가 크게 다르지 않으며 이는 측정시간을 늘림으로써 줄일 수 있기 때문에, 20 × 20 cm 프로브가 10 × 10 cm 그리고 15 × 15 cm 프로브들보다 잠재적으로 오염된 넓은 부지를 신속히 측정하기에 더욱 효과적인 것으로 보인다.
