Preparation of $BaSO_{4}$ : Eu-PTFE TLD Radiation Sensor and Its Physical Characterstics

$BaSO_{4}$ : Eu-PTFE TLD 방사선 센서의 제작과 물리적 특성

To develop the highly sensitive TLD radiation sensors, $BaSO_{4}$ : Eu-PTFE TLDs are fabricated by polymerizing the PTFE(polytetrafluoroethylene) with $BaSO_{4}$ : Eu TL phosphors. The $BaSO_{4}$ : Eu TL phosphors having the highest sensitivity of $X/{\gamma}$-rays are obtained by sintering at $1000^{\circ}C$ in $N_{2}$ atmosphere a mixture of $BaSO_{4}$ powder with 1mol% Eu($Eu_{2}O_{3}$), 6mol% $NH_{4}Cl$ and 5mol% $(NH_{4})_{2}SO_{4}$ which were co-precipitated in dilute sulfuric acid and then dried. The activation energy, frequency factor and kinetic order of $BaSO_{4}$ : Eu TL phosphor are 1.17eV, $3.6{\times}10^{11}/sec$ and 1.25, respectively. And the spectral peak of $BaSO_{4}$ : Eu is about 425nm. The optimum TL Phosphor content and thickness of the $BaSO_{4}$ : Eu-PTFE TLD are 40wt% and $105.7mg/cm^{2}$. The optimum polymerization temperature and time for fabrication of $BaSO_{4}$ : Eu-PTFE TLDs are $380^{\circ}C$ and 2 hours in air, respectively. The linear dose range to ${\gamma}$ rays is 0.01-20Gy and fading rate is about 10%/60hours.

$BaSO_{4}$ : Eu 열형광체 분말을 제작하고 이를 PTFE로 중합한 디스크형의 $BaSO_{4}$ : Eu-PTFE 고감도 TLD 방사선 센서를 제작하였다. $BaSO_{4}$ : Eu 열형광체는 $BaSO_{4}$분말과 활성체인 Eu($Eu_{2}O_{3}$) 및 두가지 용제 $NH_{4}Cl$과 $(NH_{4})_{2}SO_{4}$를 각각 lmol%, 6mol% 및 5mol%의 농도로 묽은 황산에 공침하여 건조시킨 후 질소분위기에서 $1000^{\circ}C$로 1시간 동안 소결하여 제작하였을 때 $X/{\gamma}$선에 대해 최대감도를 나타내었다. 그리고 $BaSO_{4}$ : Eu glow 곡선의 주 피이크의 활성화에너지와 진동수인자 및 발광차수는 각각 1.17eV, $3.6{\times}10^{11}/sec$ 및 1.25이었으며, 발광 스펙트럼의 피이크 파장은 425nm였다. 한편 $BaSO_{4}$ : Eu-PTFE TLD의 최적제작조건은 열형광체 분말의 함량은 40wt%, TLD의 두께는 $105.7mg/cm^{2}$ 중합조건은 $380^{\circ}C$, 공기중에서 2시간으로 결정하였다. 그리고 ${\gamma}$선에 대한 TL 피이크 강도의 선량의존성은 0.01-20Gy영역에서 선형적이었으며, 감쇠율은 60시간에 약 10 %였다.