• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제42권1호
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• pp.69-76
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• 2017

Background: Time-resolved optically stimulated luminescence (TR-OSL) is a very useful method for calculating the lifetimes of crystalline quartz and feldspar. Materials and Methods: A compact TR-OSL system was developed, comprising a heater assembly manufactured using Kanthal wire, 2 powerful blue light-emitting diodes (LED, LXHL-PB02) for optical stimulation equipped with VIS liquid light guides, and a photomultiplier tube combined with an optical filter for luminescence detection. A pulse generated from the data acquisition board (NI PCI 6250) was used to initiate on/off signals in LED and TR-OSL measurements. Results and Discussion: The TR-OSL and background signals measured using this TR-OSL system using quartz samples were very similar to those reported in a previous study. Additionally, the lifetimes of the build-up and TR-OSL signals were calculated as $27.4{\pm}2.2{\mu}s$ and $30.3{\pm}0.6{\mu}s$, respectively, in good agreement with the findings of a previous study. Conclusion: It was concluded that the developed TR-OSL system was very reliable for TR-OSL signal measurements and lifetime calculations.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제43권4호
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• pp.160-169
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• 2018

Background: This study aims to develop an integrated optical system that can simultaneously or selectively measure the signals obtained from radioluminescence (RL), thermoluminescence (TL), and optically stimulated luminescence (OSL), which are luminescence phenomena of materials stimulated by radioactivity, heat, and light, respectively. The luminescence mechanism of various materials could be investigated using the glow curves of the luminescence materials. Materials and Methods: RL/TL/OSL integrated measuring system was equipped with a X-ray tube (50 kV, $200{\mu}A$) as an ionizing radiation source to irradiate the sample. The sample substrate was used as a heating source and was also designed to optically stimulate the sample material using various light sources, such as high luminous blue light emitting diode (LED) or laser. The system measured the luminescence intensity versus the amount of irradiation/stimulation on the sample for the purpose of measuring RL, TL and OSL sequentially or by selectively combining them. Optical filters were combined to minimize the interference of the stimulation light in the OSL signal. A long-pass filter (420 nm) was used for 470 nm LED, an ultraviolet-pass filter (260-390 nm) was used for detecting the luminescence of the sample by PM tube. Results and Discussion: The reliability of the system was evaluated using the RL/OSL characteristics of $Al_2O_3:C$ and the RL/TL characteristics of LiF:Mg,Cu,Si, which were used as dosimetry materials. The RL/OSL characteristics of $Al_2O_3:C$ showed relatively linear dose-response characteristics. The glow curve of LiF:Mg,Cu,Si also showed typical RL/OSL characteristics. Conclusion: The reliability of the proposed system was verified by sequentially measuring the RL characteristics of radiation as well as the TL and OSL characteristics by concurrent thermal and optical stimulations. In this study, we developed an integrated measurement system that measures the glow curves of RL/TL/OSL using universal USB-DAQs and the control program.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제37권1호
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• pp.10-15
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• 2012

개인 선량계로 활용될 수 있는 광자극발광(OSL: optically stimulated luminescence) 측정장치의 개발과 이를 위한 이론적 배경 및 개발된 장치의 성능에 대하여 기술하였다. OSL 측정장치는 자극광원과 시료로부터 자극 발광된 광신호 사이의 간섭효과를 최소화하기 위하여 다양한 광학적 필터 조합을 구성해야 하는데, 여기서는 자극광에는 GG420 필터를, 측정부에는 UG11과 BG39 필터로 $Al_2O_3:C$ OSL 물질에 최적화된 광학적 필터를 구성하였다. 자극광원으로 Luxeon V형 고휘도 Blue LED를 선택함으로서 충분한 광량을 확보하였다. 또한 장비 제어 및 측정을 위하여 PC와 OSL 장치 사이에 다양한 제어보드들이 이용되며, 전체 장치의 자동화 및 장치제어는 LabView 프로그램을 이용하여 개발하였다. 개발된 OSL 장치의 신뢰도 및 재현성 평가를 위해 대표적인 OSL 물질인 $Al_2O_3:C$를 이용하여 OSL 특성곡선을 측정하고 이를 기존 상용 OSL 측정장치와 비교하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제40권1호
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• pp.46-54
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• 2015

열이나 빛의 자극에 의한 물질의 발광현상, 즉 열자극발광(thermoluminescence, TL)과 광자극발광(optically stimulated luminescence, OSL)의 메커니즘을 규명하고, 이 현상을 방사선량의 측정에 활용할 수 있는 새로운 발광물질을 개발하는데 활용할 수 있는 측정장치를 개발하였다. 이는 열자극과 광자극을 동시에 가할 수 있는 장치로서, 열자극에 필요한 온도제어를 위하여 35 kHz의 정현파 전원으로 변환하여 스트립 형태의 발열부에 걸어주게 되며, 최대 $20K{\cdot}s^{-1}$의 온도상승률로 약 1K의 정밀도로 온도를 제어할 수 있었다. 광자극을 위한 광원으로 중심파장이 470 nm인 Luxeon V형 고휘도 LED 등 여러 파장영역의 LED나 레이저를 사용할 수 있도록 하였다. 대표적으로 470 nm의 LED로 $Al_2O_3$:C의 OSL을 측정하는 경우, 시료의 발광에서 자극광을 분리시키기 위하여 LED의 자극광은 단파장차단필터인 GG420을 통과시켜서 시료에 걸리게 하고, 시료의 발광은 대역통과필터인 UG11를 통과하여 광증배관에 걸리게 하였다. 아울러 시료에 따라 LED나 필터들을 다르게 조합할 수 있도록 하여 시료의 발광특성에 맞는 최적의 측정을 수행할 수 있다. PC로 측정장치의 전체적인 제어가 이루어지며 LabView로 개발한 제어프로그램은 그래픽사용자환경(GUI)으로 되어 있다. 이 연구를 통해서 개발한 장치로 LiF:Mg,Cu,Si와 $Al_2O_3$:C를 표준시료로 하여 TL과 OSL을 측정하였고, 이들의 발광특성이 기존에 알려진 특성을 재현하여 이 장치가 신뢰할 수 있는 성능을 내는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제36권2호
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• pp.86-92
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• 2011

본 연구는 최근 생체내선량측정에서 유용성을 재평가 받고 있는 광자극발광선량계(optically stimulated luminescence dosimeters. OSLDs)와 다이오드 검출기를 병행하여 직장암 방사선치료 환자의 피부선량을 측정하고 치료계획시스템 에서 계산 선량과 측정 선량을 비교하여 OSL 선량계의 임상적 유용성을 평가하고자 하였다. 각 OSL 선량계의 고유한 교정상수를 측정하고 10 명의 직장암 환자를 대상으로 3 부위를 설정하여 측정하였다. 기준 흡수선량 100 cGy에 대하여 OSL 선량계의 교정상수는 6 MV X-선의 경우 1.17, 10 MV X-선의 경우 1.28 이었다. 또한 직장암 환자들의 피부선량은 측정 부위별로 치료계획시스템에서 계산 선량과 비교하여 다이오드 검출기는 1.16 ~ 2.83%의 선량증가를 보였고 OSL 선량계는 1.36 ~ 2.17%의 선량증가를 보였다. 특히 피부면의 굴곡이 심한 회음부(perineum)에서 계산된 선량과 전달 선량간 차이가 증가되었으며 다이오드 검출기보다 OSL 선량계가 측정값의 변화가 상대적으로 작았다. 따라서 OSL 선량계는 기존에 사용하던 이온함 및 다이오드 검출기를 대신하여 방사선량학적 오차의 검증 및 생체내선량측정에서 임상적으로 적용이 가능하였으며 직장암 환자의 굴곡이 심한 회음부 주변의 선량 평가에 대한 연구가 계속되어야 할 것으로 판단된다.

• 분석과학
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• 제31권1호
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• pp.7-13
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• 2018

이 연구에서는 구석기 고토양층 석영의 시간분해 광자극 냉광 신호를 측정한 후 측정된 냉광신호로부터 시료의 냉광수명을 산출하였다. 냉광수명의 방사선 조사 후 열전처리 의존성 및 조사선량 의존성, 광자극 펄스 의존성을 모두 고려한 결과, 고토양층 석영의 시간분해 광자극 냉광은 방사선량 100 Gy 조사 후 별도의 열전처리 없이 펄스 주기 $250{\mu}s$, 펄스 폭 $10{\mu}s$, 반복수 100,000번인 광 자극 펄스를 가하여 측정할 때 정확한 냉광수명이 산출됨을 알 수 있었다. 냉광수명의 측정온도 의존성으로부터 산출된 열소광 활성화 에너지 ${\Delta}E$, thermal assistance 활성화 에너지 $E_a$는 각각 $0.60{\pm}0.14eV$, $0.053{\pm}0.029eV$ 이었으며, 이 결과는 기존에 보고된 연구 성과와 매우 잘 일치하였다. 결론적으로 이 연구에서 산출된 고토양층 석영의 운동학 변수 값은 매우 신뢰할 수 있다고 판단된다.

• Journal of the Korean Physical Society
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• 제73권9호
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• pp.1377-1384
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• 2018

Accurate measurement of the absorbed dose and the effective dose is required in dental panoramic radiography involving relatively low energy with a rotational X-ray tube system using long exposures. To determine the effectiveness of measuring the irradiation by using passive dosimetry, we compared the entrance skin doses by using a radiophotoluminescent glass dosimeter (RPL) and an optically stimulated luminescence detector (OSL) in a phantom model consisting of nine and 31 transverse sections. The parameters of the panoramic device were set to 80 kV, 4 mA, and 12 s in the standard program mode. The X-ray spectrum was applied in the same manner as the panoramic dose by using the SpekCalc Software. The results indicated a mass attenuation coefficient of $0.008226cm^2/g$, and an effective energy of 34 keV. The equivalent dose between the RPL and the OSL was calculated based on a product of the absorbed doses. The density of the aluminum attenuators was $2.699g/cm^3$. During the panoramic examination, tissue absorption doses with regard to the RPL were a surface dose of $75.33{\mu}Gy$ and a depth dose of $71.77{\mu}Gy$, those with regard to the OSL were surface dose of $9.2{\mu}Gy$ a depth dose of $70.39{\mu}Gy$ and a mean dose of $74.79{\mu}Gy$. The effective dose based on the International Commission on Radiological Protection Publication 103 tissue weighting factor for the RPL were $0.742{\mu}Sv$, $8.9{\mu}Sv$, $2.96{\mu}Sv$ and those for the OSL were $0.754{\mu}Sv$, $9.05{\mu}Sv$, and $3.018{\mu}Sv$ in the parotid and sublingual glands, orbit, and thyroid gland, respectively. The RPL was more effective than the OSL for measuring the absorbed radiation dose in low-energy systems with a rotational X-ray tube.

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권2호
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• pp.123-129
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• 2010

목 적: 방사선 치료의 선량평가를 위해 사용되는 Optically stimulated luminescent dosimeters (OSLD) 선량 특성을 분석하여, 선량 측정의 유용성을 알아보고자 한다. 대상 및 방법: $NanoDot^{TM}$와 $Inlight^{TM}$MicroStar Reader, Solid Water Phantom, 의료용 선형가속기 $TRYLOGY^{(R)}$를 사용하였다. 측정 조건은 OSLD를 Solid Water Phantom의 $D_{max}$ 깊이에 위치시킨 후 SSD는 100 cm, Field size는 $10{\times}10\;cm^2$로 하고 300 MU/min으로 6 MV 광자선, 100 cGy의 방사선을 조사하였다. OSLD를 10분 마다 판독하면서 변화값을 측정하였고, OSLD에 선량을 50 cGy와 100 cGy씩 누적시켜 판독하였다. 또한 에너지 의존성은 6 MV, 15 MV, 4~20 MeV를 사용하였다. 선량률은 100~1,000 MU/min로 변화시키면서 측정하였다. 광자선 6 MV의 PDD의 변화를 측정하기 위해 OSLD와 전리함(Ionization chamber) (FC 65P-747)을 사용하였다. 결 과: 시간의 경과에 따른 OSLD의 재현성은 ${\pm}2.5%$였다. OSLD의 선량에 대한 선형성(linearity)을 평가한 결과 300 cGy까지는 선형적으로 증가하였고, 300 cGy 이상에서는 초선형적(supralinearity)으로 증가하였다. 에너지 의존성은 ${\pm}2%$ 이내였고 선량율 의존성은 ${\pm}3%$ 이내였다. 6 MV 광자선에 대하여 OSLD로 측정한 $PDD_{10}$은 66.7%, $PDD_{20}$은 38.4%였고 전리함(Ionization chamber)으로 측정한 $PDD_{10}$은 66.6%, $PDD_{20}$은 38.3%였다. 결 론: OSLD의 특성을 분석한 결과 시간, 에너지, 선량률의 변화에 따른 차이는 ${\pm}3%$ 이내였으며 전리함(Ionization chamber)과 비교한 PDD는 0.3% 이내였다. 또한 300 cGy까지는 선량이 선형적으로 증가하였다. OSLD는 여러 번 반복 측정이 가능하였고 측정과 판독이 용이하여 선량계로서 유용성을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.17-24
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• 2013

본 연구는 파노라마 표준 촬영에서 환자의 피폭 선량을 측정하여 방사선 생물학적 위험인자를 평가하고 환자의 피폭 선량 저감화 방안을 제시하고자 하였다. 피폭 선량의 측정 오차를 최소화하기 위하여 각 OSL 선량계의 교정상수를 구하였으며 파노라마 표준 촬영에서 간접적으로 포함되는 좌 우측 수정체와 갑상선, 직접적으로 포함되는 상 하 입술, 하악골 첨부, 촬영 중심점을 대상으로 ICRP에서 권고하는 인체 모형 표준 팬텀을 이용하여 측정하였다. 측정 결과, 촬영 중심점의 선량이 $413.67{\pm}6.53{\mu}Gy$로 최대였으며 상 하 입술의 경우 각각 $217.80{\pm}2.98{\mu}Gy$, $215.33{\pm}2.61{\mu}Gy$이었다. 또한 파노라마 표준 촬영에서 간접적으로 포함되는 좌 우측 수정체의 등가선량은 각각 $30.73{\pm}2.34{\mu}Gy$, $31.87{\pm}2.50{\mu}Gy$이었으며 하악골 첨부 및 갑상선의 등가선량은 $276.73{\pm}14.43{\mu}Gy$, $162.07{\pm}4.13{\mu}Gy$이었다. 결론적으로 측정된 피폭 선량은 방사선 생물학적 효과를 유발할 수 있었으며 치과 의료기관의 파노라마 표준 촬영에서 환자의 피폭 선량에 대한 저감화 방안으로 국제기구에서 권고하고 있는 방사선 방어 원칙에 대한 정당한 해석과 제도적 뒷받침(regulation)이 필요하다. 이에 파노라마 검사에 의한 피폭 선량은 기술적 경제적 측면뿐 만 아니라 사회적 인자를 고려하여 합리적으로 용인 가능한 수준까지 최소화하기 위한 체계화된 프로토콜의 제정과 주변 결정 장기를 방어하기 위한 방사선 보호 기구에 대한 추가적 연구가 필요할 것으로 판단되었다.