Dosimetric Properties of LiF:Mg,Cu,Na,Si TL pellets

LiF:Mg,Cu,Na,Si TL 소자의 선량계적 특성

Sintered LiF:Mg,Cu,Na,Si thermoluminescence (TL) pellets were developed for application in radiation dosimetry. In the present study, the TL dosimetric properties of LiF:Mg,Cu,Na,Si TL pellets have been investigated for emission spectrum, dose response, energy response, and fading characteristics. LiF:Mg,Cu,Na,Si TL pellets were made by using a sintering process, that is, pressing and heat treatment from TL powders. Photon irradiations for the experiments were carried out using X-ray beams and a $^{137}Cs$ gamma source at the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI). The average energies and the dose were in the range of 20-662 keV and $10^{-6}-10^{-2}\;Gy$, respectively. The glow curves were measured with a manual type TLD reader(System 310, Teledyne) at a constant nitrogen flux and a linear heating rate. For a constant heating rate of $5^{\circ}C\;s^{-1}$, the main dosimetric peak of glow curve appeared at $234^{\circ}C$, the activation energy was 2.34 eV and frequency factor was $1.00{\times}10^{23}$. TL emission spectrum is appeared at the blue region centered at 410 nm. A linearity of photon dose response was maintained up to 100 Gy. The photon energy responses relative to $^{137}Cs$ response were within ${\pm}20%$ at overall photon energy region. The fading of TL sensitivity of the pellets stored at the room temperature was not found for one year.

최근 개발된 방사선량 측정용 LiF:Mg,Cu,Na,Si TL 소자의 글로우 곡선, 방출스펙트럼, 광자에 대한 선량의존성, 에너지의존성 및 페이팅 등과 같은 물리적 및 선량계적 특성들을 연구하였다. LiF:Mg,Cu,Na,Si TL 소자는 LiF:Mg,Cu,Na,Si TL 분말에 압력을 가한 후 소결하는 방법으로 제조되었다. 방사선에 대한 특성을 알아보기 위하여 광자선 조사는 한국원자력연구소의 X선 발생 장치 및 $^{137}Cs$ ${\gamma}$선 원격조사장치를 이용하였으며, 사용된 광자선 에너지 범위는 20-662keV, 선량 범위는 $10^{-6}-10^{-2}\;Gy$이었다. 글로우 곡선은 수동형의 TLD 판독장치 (System 310, Teledyne)로 질소를 흘리면서 선형적인 가열률로 측정하였으며, TL 강도는 글로우 곡선을 전체 적분한 면적으로 평가하였다. $5^{\circ}C\;s^{-1}$의 선형적인 가열률로 측정한 글로우 곡선은 5개의 피크들로 분리되었으며, $234^{\circ}C$에 나타나는 주피크의 활성화에너지는 2.34 eV, 진동수인자는 $1.00{\times}10^{23}$이고, 방출스펙트럼은 410nm를 중심으로한 단일한 분포로 나타났다. 선량의존성은 100Gy 이상까지 선형성을 나타내었으며, $^{137}Cs$에 대한 저에너지 광자의 상대적인 에너지 반응값은 20% 범위 이내였다. 또한 실온에서 1년간 보관하였을 때, 시간경과에 따른 TL 감도의 감소가 거의 없는 좋은 페이딩 특성을 보였다.