• 센서학회지
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• 제4권3호
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• pp.43-50
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• 1995

Eu와 Fe를 불순물로 첨가한 BGO 섬광체 단결정을 Czochralski 방법으로 육성하였다. 그리고 육성된 BGO 단결정의 trap 특성을 알기 위하여 활성화 에너지, 주파수인자 및 열발광차수 등 포획매개변수를 구하고, 이것을 순수 BGO 섬광체 단결정의 열형광 특성과 비교하였다. 그리고 육성된 BGO 단결정의 광투과율을 측정하였다.

• 센서학회지
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• 제6권1호
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• pp.16-23
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• 1997

섬광검출기로 널리 사용되고 있는 BGO 결정을 Czochralski 방법으로 육성하였다. 그리고 들뜸빛띠, 방출빛띠 및 형광수명시간을 측정하여 엑시톤과 $Eu^{+3}$ 이온의 전하전달상태 사이에 에너지가 전달되고, 그 전달효율이 결정의 온도가 높아질수록 증가함을 확인하였다. 이것은 BGO 섬광체에 Eu를 첨가함으로써 방사선 저항을 증가시키는 과정에 대한 하나의 메카니즘이 된다. 한편 Eu를 많이 첨가할수록 방사선 저항은 증가되지만 섬광으로 부적당한 $Eu^{3+}$ 이온의 $^{5}D_{0}$, 준위에서 방출되는 형광이 커졌다. BGO 결정에 Eu를 0.1몰% 첨가하면 방사선유도 색중심밀도가 약 20배 줄고, 섬광에 이용되는 $Bi^{3+}$ 이온과 엑시톤이 방출하는 형광량에 비해서 형광수명시간이 $^{5}D_{0}$ 형광방출량은 1% 미만이었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제34권2호
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• pp.83-86
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• 2009

The single crystal scintillator of bismuth germinate ($Bi_4Ge_3O_{12}$:BGO) was successfully grown by the conventional Czochraski technique. The characteristics of the grown BGO were evaluated and presented on the excitation, emission responses and energy spectra of the $\gamma$-rays from $^{241}Am$, $^{133}Ba$, $^{57}Co$, $^{22}Na$, $^{137}Cs$ and $^{54}Mn$ radio-isotopes. The energy resolution of grown BGO, $\Delta$E/E, was estimated to be 12.1% at 662 keV of $\gamma$-ray for $^{137}Cs$ nuclide. Compared to the commercial BGO crystal, we confirmed that the grown BGO has a good performance and is comparable to reference one.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제47권4호
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• pp.214-225
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• 2022

Background: The conventional cerium-doped Gd₂Al₂Ga₃O₁₂ (GAGG(Ce)) scintillator-based gamma-ray imager has a bulky detector, which can lead to incorrect positioning of the gammaray source if the shielding against background radiation is not appropriately designed. In addition, portability is important in complex environments such as inside nuclear power plants, yet existing gamma-ray imager based on a tungsten mask tends to be weighty and therefore difficult to handle. Motivated by the need to develop a system that is not sensitive to background radiation and is portable, we changed the material of the scintillator and the coded aperture. Materials and Methods: The existing GAGG(Ce) was replaced with Bi₄Ge₃O₁₂ (BGO), a scintillator with high gamma-ray detection efficiency but low energy resolution, and replaced the tungsten (W) used in the existing coded aperture with lead (Pb). Each BGO scintillator is pixelated with 144 elements (12 × 12), and each pixel has an area of 4 mm × 4 mm and the scintillator thickness ranges from 5 to 20 mm (5, 10, and 20 mm). A coded aperture consisting of Pb with a thickness of 20 mm was applied to the BGO scintillators of all thicknesses. Results and Discussion: Spectroscopic characterization, imaging performance, and image quality evaluation revealed the 10 mm-thick BGO scintillators enabled the portable gamma-ray imager to deliver optimal performance. Although its performance is slightly inferior to that of existing GAGG(Ce)-based gamma-ray imager, the results confirmed that the manufacturing cost and the system's overall weight can be reduced. Conclusion: Despite the spectral characteristics, imaging system performance, and image quality is slightly lower than that of GAGG(Ce), the results show that BGO scintillators are preferable for gamma-ray imaging systems in terms of cost and ease of deployment, and the proposed design is well worth applying to systems intended for use in areas that do not require high precision.

• 한국방사선학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.337-341
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• 2016

중성자에너지 영역 0.003 eV에서 10 eV에 대해 천연 Sm의 Sm(n,${\gamma}$) 반응에 대한 중성자 포획단면적을 측정하였다. 교토대학교 원자로실험소의 46-MeV 전자선형가속기에서 발생되는 전자의 광핵반응에 의한 중성자를 사용하였고 TOF 방법으로 측정하였다. 사용한 검출기는 12개의 BGO($Bi_4Ge_3O_{12}$) 섬광체로 구성되었고 이 검출장치로 Sm(n,${\gamma}$) 반응으로부터 나오는 즉발감마선을 측정하였다. 검출장치는 중성자 생성 위치로부터 $12.7{\pm}0.02m$ 위치에 설치되었으며 $^{10}B(n,{\alpha}{\gamma})^7Li$ 반응을 이용해 Sm 시료에 입사되는 중성자 선속을 구하였다. 또한 중성자 선속의 변화를 확인하기 위해 $BF_3$ 검출기로 모니터링 하였다. Sm(n,${\gamma}$) 반응단면적 측정결과는 BROND 2.2에 의한 평가결과와 J. C. Chou 및 V. N. Kononov 의 측정값과 비교하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제41권3호
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• pp.222-228
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• 2016

Background: We are developing a small size dosimeter for dose estimation in particle therapies. The developed dosimeter is an optical fiber based dosimeter mounting an radiation induced luminescence material, such as an OSL or a scintillator, at a tip. These materials generally suffer from the quenching effect under high LET particle irradiation. Materials and Methods: We fabricated two types of the small size dosimeters. They used an OSL material Eu:BaFBr and a BGO scintillator. Carbon ions were irradiated into the fabricated dosimeters at Heavy Ion Medical Accelerator in Chiba (HIMAC). The small size dosimeters were set behind the water equivalent acrylic phantom. Bragg peak was observed by changing the phantom thickness. An ion chamber was also placed near the small size dosimeters as a reference. Results and Discussion: Eu:BaFBr and BGO dosimeters showed a Bragg peak at the same thickness as the ion chamber. Under high LET particle irradiation, the response of the luminescence-based small size dosimeters deteriorated compared with that of the ion chamber due to the quenching effect. We confirmed the luminescence efficiency of Eu:BaFBr and BGO decrease with the LET. The reduction coefficient of luminescence efficiency was different between the BGO and the Eu:BaFBr. The LET can be determined from the luminescence ratio between Eu:BaFBr and BGO, and the dosimeter response can be corrected. Conclusion: We evaluated the LET dependence of the luminescence efficiency of the BGO and Eu:BaFBr as the quenching effect. We propose and discuss the correction of the quenching effect using the signal intensity ratio of the both materials. Although the correction precision is not sufficient, feasibility of the proposed correction method is proved through basic experiments.

• 센서학회지
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• 제4권4호
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• pp.1-9
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• 1995

반지름이 1.25 cm인 구형 BGO 섬광 검출기의 감마선 검출 특성을 결정하기 위하여 감마선 에너지 deposition 스펙트럼을 Monte Calro법으로 계산하였다. 이때 계산에 이용된 감마선 에너지 deposition 스펙트럼 계산 code는 personal computer 에서 사용할 수 있도록 qbasic을 이용하여 작성하였다. 또한 직접 제작된 구형 BGO 섬광 검출기를 이용하여 방사성 선원 $^{22}Na$, $^{137}Cs$ 및 $^{207}Bi$ 의 감마선 에너지 스펙트럼도 측정하였다. 이 측정 감마선 에너지 스펙트럼의 광전 peak을 Gauss함수로 fitting하여, 광전 peak의 표준편차를 구하고, 이를 Nardi의 경험식을 이용하여 $X^{2}$ fitting하므로서 2000 keV이하의 감마선 에너지에서 구형 BGO 섬광 검출기의 분해능에 대한 에너지 의존성도 조사하였다. 이를 이용하여 에너지 deposition 계산 스펙트럼을 펼치므로서 $^{22}Na$ 및 $^{137}Cs$의 측정 에너지 스펙트럼과 비교하였다. 또한 감마선 에너지 deposition 스펙트럼 계산 code를 이용하여 반지름이 1.25 cm인 구형 BGO 검출기에 대한 절대효율과 고유 peak 효율도 계산하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제29권4호
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• pp.251-256
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• 2004

Phoswich 검출기를 제작하기 위하여 무기 섬광체인 CsI(Tl), $CdWO_4(CWO),\;Bi_4Ge_3O_{12}(BGO)$와 $Gd_2SiO_5:Ce(GSO)$의 특성을 연구하였다. CsI(Tl), CWO, BGO 및 GSO 섬광체의 radioluminescence 중심파장은 550 nm, 475 nm, 490 nm 및 440 nm이였고, neutral filter를 사용하여 측정한 CsI(Tl), CWO, BGO 및 GSO 섬광체의 절대광량은 각각 54890 phonon/MeV, 17762 phonon/MeV, 8322 phonon/MeV 및 8932 phonon/MeV이였으며, single photon method로 측정한 형광감쇠시간은 각각 $1.3{\mu}s,\;8.17{\mu}s$, 213 ns 및 37 ns이였다. 플라스틱 섬광체와 CsI(Tl) 섬광체를 사용하여 phoswich 검출기를 제작하였고 PSD(pulse shape discriminator) 방법으로 ${\beta}$ 입자와 ${\gamma}$ 선을 구별하며 각각의 방사선에 대한 파고 스펙트럼을 측정하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제1권2호
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• pp.34-45
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• 1991

광기능소자로 응용성이 넓은 전기광학결정 $r-6Bi_2O_3{\cdot}GeO_2$(이하 BGO로 약칭)을 EFG(Edge-defined Film-fed Growth)법에 의하여 판상단결정으로 육성하는 기초적 조건을 조사하였고 얻어진 판상단결정의 characterization 및 평가를 행하였다. 본 연구에서 얻어진 최적성장조건은 온도구배가 $22^{\circ}C$/cm 이었고 인상속도는 2.0mm/h이었다. 결정성장 최적조건에서 육성된 BGO결정은 제 2상의 석출이 없고 grain boundary가 존재하지 않으며 X선분석으로도 단결정임이 확인되었다. 육성된 판상단결정의 판면은 (100)면이었고 결정성장 방위는 <110>이었다. 육성된 판상단결정은 편광현미경하에서는 pore, void, inclusion, striation등의 성장결함이 없는 양질의 단결정이었으나 미세결함인 전위(dislocation)의 존재가 확인되었고 전위밀도는 $7.0{\times}105/cm^2$이었다.

• 핵의학기술
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• 제27권2호
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• pp.129-132
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• 2023

Purpose: Positron emisson tomography (PET) is a crucial medical imaging scanner for the detection of cancer lesions. In order to maintain the improved image quality, it is crucial to apply detectors of superior performance. Therefore, the purpose of this study was to compare PET image quality using Monte Carlo simulation based on the detector materials of BGO, LSO, and LuAP. Materials and Methods: The Geant4 Application for Tomographic Emission (GATE) was used to design the PET detector. Scintillations with BGO, LSO and LuAP were modelled, with a size of 3.95 × 5.3 mm2 (width × height) and 25.0 mm (thickness). The PET detector consisted of 34 blocks per ring and a total of 4 rings. A line source of 1 MBq was modelled and acquired with a radius of 1 mm and length of 20 mm for 20 seconds. The acquired image was reconstructed maximum likelihood expectation maximization with 2 iteration and 10 subsets. The count comparison was carried out. Results and Discussion: The highest true, random, and scatter counts were obtained from the BGO scintillation detector compared to LSO and LuAP. Conclusion: The BGO scintillation detector material indicated excellent performance in terms of detection of gamma rays from emitted PET phantom.