• 제목/요약/키워드: 섬광체 특성

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PET/CT 장치의 감마선 검출과정 (Gamma Ray Detection Processing in PET/CT scanner)

  • 박성옥;안성민
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제29권3호
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    • pp.125-132
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    • 2006
  • SPECT camera와 PET scanner 그리고 PET/CT 장치는 감마선을 검출하여 얻어진 자료(data)를 정보화 한다. 특히 PET/CT 장치는 PET영상에서 나타나는 해부학적 불선예함을 CT로 보완하여 선예한 해부학적 구조의 영상 묘출능력이 뛰어나 양질의 진단정보를 제공하고 있게 되었다. 신속 정확한 자료의 획득과 정보화를 위하여 우선적으로 검출기(detector)에서의 효율적인 감마선검출은 매우 예민하고 중요한 역할 중의 하나이다. 섬광체(scintillator)의 개발과 함께 data 처리를 위한 software의 발전은 영상재구성처리시간의 단축은 물론 영상의 질적인 향상을 초래하였다. PET scanner에서는 SPECT camera의 $100{\sim}200\;keV$와는 달리 511 keV의 고에너지 감마선을 검출한다. 섬광체 GSO, LSO는 PET scanner의 섬광체로 비교적 많이 이용되고 있다. 고에너지 감마선에너지를 빛으로 전환하여 여러 단계를 거쳐 정보화하는 과정은 결과적으로 고화질의 영상을 비롯한 정확하고 신속한 진단정보획득에 목적을 두고 있다. 화질의 질적향상은 획득한 정보량에 대한 영상의 재구성 방법과 기술에 따라 영향을 받는다. 본 연구는 PET/CT 장치에서 특히 PET부분에서 섬광체(scintillator)의 특성과 감마선의 검출과정에서부터 영상 재구성단계까지 문헌적 고찰을 통하여 요약 설명하였다.

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배관류 폐기물의 베타선 오염도 측정용 플라스틱 검출기 제작 및 특성평가 (Fabrication and estimation of the plastic detector for measuring the contamination for beta-ray level of the kind of duct waste)

  • 김계홍;오원진;이근우;서범경
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.159-165
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    • 2005
  • 원자력 시설의 해체 시 발생되는 다양한 종류의 폐기물 중에서 배관류를 재활용하거나 처분하기 위해서는 배관 내부의 정확한 방사선학적인 오염 특성의 평가가 선행되어야 한다. 그러나 기존의 측정법인 survey-meter를 이용한 오염도의 직접 측정은 배관 내부와 같은 국소지역의 오염 특성을 정확하게 평가할 수 없으며, 간접법을 이용한 표면오염도 측정의 경우도 시료채취의 어려움뿐만 아니라 시료채취 시 작업자의 오염 가능성이 있기 때문에 적용성에 많은 문제점이 있다. 본 연구에서는 Monte Carlo 모사기법을 이용해 직경이 작은 배관 내부의 베타선 오염도를 측정하기 위하여 플라스틱 섬광체를 모사하였으며, 모사 결과에서 베타선 에너지를 효율적으로 측정할 수 있는 최적의 플라스틱 섬광체 두께 및 형상을 도출할 수 있었다. 이 전사모사 결과를 바탕으로 섬광체의 가공 및 배관 내부에서의 검출기 이송 문제를 고려해 검출기를 제작하였으며 그 특성을 평가하였다. 그 결과 배관 내부의 오염도 측정에 적합한 검출기 성능을 확인하였고, 파이프 내부처럼 국소 지역의 방사선학적 오염 특성 평가를 위한 검출기 개발 가능성을 확인하였다.

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감마선 분광분석을 위한 실리콘 광 증배소자 기반 Ce:GAGG 섬광검출기의 분광특성 연구 (Spectroscopic Properties of a Silicon Photomultiplier-based Ce:GAGG Scintillation Detector and Its Applicability for γ-ray Spectroscopy)

  • 박혜민;김정호;김동성;주관식
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제40권2호
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    • pp.73-78
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    • 2015
  • 본 연구에서는 실리콘 광 증배소자(Silicon photomultiplier)와 Ce:GAGG 섬광체 단결정을 이용한 섬광검출기를 제작하고, 감마선 분광특성 분석을 통해 기존에 상용화된 LYSO, CsI:Tl 섬광체와의 분광특성을 비교하였다. 섬광체 단결정의 크기는 $3{\times}3{\times}20mm^3$ 이며 $3{\times}3mm^2$ 실리콘 광 증배소자를 이용하여 섬광검출기를 제작한 후, 표준 감마선원인 $^{133}Ba$, $^{22}Na$, $^{137}Cs$, $^{60}Co$에 대한 에너지 분해능을 각각 측정하고 비교하였다. 그 결과 Ce:GAGG 섬광검출기의 감마선에 대한 에너지 분해능은 $^{133}Ba$ 0.356 MeV에서 13.5%, $^{22}Na$ 0.511 MeV에서 6.9%, $^{137}Cs$ 0.662 MeV에서 5.8% 그리고 $^{60}Co$ 1.33 MeV에서 2.3%의 분광 특성을 확인 할 수 있었다.

CsI:X(X=Li+,K+,Rb+단결정의 섬광특성 (Scintillation Characteristics of CsI:X(X=Li+,K+,Rb+ Single Crystals)

  • 강갑중;도시홍;이우교;오문영
    • 센서학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.1-9
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    • 2003
  • CsI에 활성제로 Li, K, Rb를 첨가하여 CsI(Li), CsI(K) 및 CsI(Rb) 단결정을 Czochralski방법으로 육성하였다. $^{137}CS$(0.662 MeV)에 대한 CsI(Li:0.2 mole%) 섬광체의 에너지 분해능은 14.5%이었고 CsI(K:0.5 mole%) 섬광체는 15.9%이었으며 CsI(Rb:1.5 mole%) 섬광체는 17.0%이였다. 이들 CsI(Li), CsI(K) 및 CsI(Rb) 섬광체의 $\gamma$선 에너지에 대한 에너지 교정곡선은 선형적 이였다. 일정비율 시간분석법(CFT :constant-fraction timing method)으로 측정한 CsI(Li:0.2 mole%), CsI(K:0.5 mole%) 및 CsI(Rb:1.5 mole%) 성광체의 시간 분해능은 각각 9.0 ns, 14.7 ns 및 9.7 ns이였다. CsI(Li:0.2 mole%), CsI(K:0.5 mole%) 및 CsI(Rb:1.5 mole%) 섬광체의 형광감쇠시간은 각각 ${\tau}_1=41.2\;ns$, ${\tau}_2=483\;ns$, ${\tau}_1=47.2\;ns$, ${\tau}_2=417\;ns$${\tau}_1=41.3\;ns$${\tau}_2=553\;ns$이였다. 그리고 CsI(Li:0.2 mole%), CsI(K:0.5 mole%) 및 CsI(Rb:1.5 mole%) 단결정의 인광감쇠시간은 각각 0.51 s, 0.57 s 및 0.56 s이였다.

방사성 오염도 측정을 위한 광섬유 검출기 제작 (Fabrication of Fiber-optics Detector for Measuring Radioactive Waste)

  • 김정호;주관식
    • 전기전자학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.282-287
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    • 2015
  • 본 연구에서는 연구에서는 Ce:GAGG 섬광체, 광섬유 그리고 광전자증배관을 이용하여 광섬유 검출기를 제작하였다. 섬광체의 단결정 크기는 MCNPX 코드를 이용하여 섬광체 깊이에 따른 감마선 계수효율을 전산모사하여 $3{\times}3{\times}20mm^3$로 설정하였다. 제작된 검출기는 표준 감마선원인 $^{137}Cs$$^{133}Ba$을 이용하여 세기의 따른 선형성 평가와 거리 변화에 따른 계수량 변화 측정을 하였다. 그 결과 추세선식 R-square 값이 0.99741로 매우 좋은 응답선형성을 보였고, 거리에 따른 검출 특성 또한 MCNPX값과 비교하였을 때 2% 이하로 좋은 검출특성을 보였다. 또한 단일선원과 혼합선원에서의 감마선 에너지 분광 결과 $^{137}Cs$은 662keV에서 그리고 $^{133}Ba$은 356keV에서 감마선 에너지 피크를 확인하였다. 광섬유 검출기를 사용한다면 작업자의 작업시간과 피폭을 줄여줄 것으로 보인다.

나트륨 Flux 혼합첨가에 따른 MgWO4:Tb3+ 형광체의 합성과 발광 특성

  • 강동균;이성재;조선욱
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.221-221
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    • 2016
  • 최근에 희토류 이온이 도핑된 텅스텐산(tungstates) 형광체에 대한 연구가 재조명되고 있다. 텅스텐산 형광체는 우수한 광학적 특성과 높은 화학적 안정성을 나타내기 때문에 X-선 증강 스크린(X-ray intensifying screens), 광고판용 형광 램프, 발광 다이오드, 레이저, 섬광체(scintillator), 전계방출 디스플레이 영역에 그 응용성을 넓히고 있다. 본 연구는 모체 결정 MgWO4에 희토류 이온인 Tb3+와 융제(flux)의 몰 비를 변화 시켜 고상반응법을 사용하여 합성을 하였다. 합성한 형광체를 여기 파장 281 nm로 제어하였을 시, 545 nm의 녹색 발광 스펙트럼을 관찰 하였다. Tb3+이온이 0.10 mol일 때, 가장 발광 세기가 컸으며, 몰비가 증가 할수록 발광의 세기는 점차 커지다가 0.12 mol에서 작아졌다. 주 발광 신호 이외에도 489 nm, 586 nm, 621 nm에서 상대적으로 작은 발광 스펙트럼을 보였다. XRD를 통해 분석한 결정구조는 단사정계임을 알 수 있었으며 주 피크는 $23.9^{\circ}$에서 발생 하였고 이는 (110)면에서 발생한 회절 신호이다.

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격자 간섭계에서 탈봇 패턴의 섬광체 스크린 투과 시 전달 특성에 대한 시뮬레이션 연구 (A Simulation Study on the Transfer Characteristics of the Talbot Pattern Through Scintillation Screens in the Grating Interferometer)

  • 김대승;김영주;이세호;이승욱
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제42권1호
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    • pp.67-75
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    • 2019
  • Grating interferometry based imaging technology is a kind of radiation imaging system, which can acquire not only absorption image but also phase difference and dark field image using the Talbot pattern. However, because of the technological difficulties and high cost of fabricating the gratings that make up the system, much efforts are being made to look for ways to replace them. The is a preliminary study to see how the Talbot pattern transfer through various kinds of scintillators and if the optical grating can be a way to replace the conventional absorption gratings. The geometry of the interferometer, the scintillator model, and the scintillator thickness are the main inputs for our simulation. We have used the concept of modulation for quantitative analysis of the contrast ratio of the Talbot pattern. This research is expected to provide very useful information on the design of optical gratings, which is an alternative way to analyze the Talbot pattern, which we have filed a patent on.

액체 섬광체를 이용한 100 MeV 양성자 빔의 선량 분포 평가 (Dose Distribution of 100 MeV Proton Beams in KOMAC by using Liquid Organic Scintillator)

  • 김성환
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제40권4호
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    • pp.621-626
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    • 2017
  • 본 논문에서는 방사선치료 시 용적 선량 평가에 응용할 수 있는 광 도시메트리 시스템을 구축하고 100 MeV 고선속 양성자 빔에 대한 특성 평가를 수행하였다. 광 도시메트리 시스템은 액체 유기 섬광체와 카메라 렌즈, 고감도 저잡음 화상(complementary metal-oxide-semiconductor; CMOS) 카메라로 구성되며, 2 m 거리에 영상의 화각(field of view; FOV)이 15 cm가 되도록 설계 및 제작하였다. 구축된 광 도시메트리 시스템은 100 MeV 양성자 빔에 대하여 1~40 Gy 선량 범위에서 선량-출력의 직선성을 확인하였으며, 심부선량백분율 데이터와 등선량 곡선을 획득하였다. 본 연구에서는 용매의 인체조직등가성에 제한점이 있지만 광 도시메트리 절차를 확립하였으며, 새로운 용적 선량 평가법의 제안으로 그 의미가 있다.