KR100639418B1 - 알파 입자 탐지용 박막 형태의 ＺｎＳ(Ａｇ) 섬광 검출소재 및 그의 제조 방법 - Google Patents

알파 입자 탐지용 박막 형태의 ＺｎＳ(Ａｇ) 섬광 검출소재 및 그의 제조 방법 Download PDF

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서범경
오원진
한명진
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한국원자력연구소
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Abstract

본 발명은 알파 입자 탐지용 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재는 유기용매에 녹는 고분자 소재를 이용하여 기저 고분자층을 제조하고, 접착제 및 ZnS(Ag)을 유기용매에 녹인 후 기저 고분자층 위에 도포함으로써 쉽게 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재는 섬광체의 지지체 역할을 담당할 순수 고분자층과 방사선 검출을 담당할 ZnS(Ag) 섬광체층의 이중구조로 설계되어 충분한 기계적 강도와 섬광체로서의 우수한 투명도를 가지며, 알파선 검출 성능도 우수하여, 방사능 오염도 측정용 검출기의 알파선 검출 소재로 유용하게 사용할 수 있으며, 현재 전량 수입에 의존하고 있는 방사선 검출 소재의 국산화에도 기여할 수 있을 것이다.

Description

알파 입자 탐지용 박막 형태의 ＺｎＳ(Ａｇ) 섬광 검출 소재 및 그의 제조 방법{Thin film ZnS(Ag) scintillator for detection of alpha paticles, and preparation method thereof}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 형태의 섬광 검출 소재를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 형태의 섬광 검출 소재를 제조하는 과정을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ZnS(Ag) 섬광체층 및 PMT를 이용하여 알파선을 측정하는 회로도를 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ZnS(Ag) 섬광체층의 발광 스펙트럼을 타나낸 도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 시아노 레진의 종류, 시아노 레진의 함량 또는 스크린 메쉬 사이즈를 달리하여 제조한 ZnS(Ag) 섬광체층의 알파선 총계수율을 나타낸 도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 ZnS(Ag) 섬광체층의 알파선 펄스높이분포(Pulse-height distribution)를 나타낸 도이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 접착제 농도를 달리하여 제조한 ZnS(Ag) 섬광체층의 알파선 펄스높이분포(Pulse-height distribution)를 나타낸 도이다.
본 발명은 알파 입자 탐지용 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
방사성 물질을 산업에 활용하기 위한 연구는 원자력 에너지를 얻는 것으로부터 인체 내부에 투여된 물질의 경로추적을 위한 약품 제조에 이르기까지 다양한 분야에 걸쳐 폭 넓게 이루어지고 있다. 이러한 에너지 생산, 제품의 제조 및 연구 과정에서 방사성 물질의 광범위한 사용에 따른 오염은 피할 수 없다. 이에 방사선 취급자의 안전 및 주변지역의 안전을 위해서는 이들 방사성 물질에 의한 오염도를 정기적으로 또한 신속하게 측정함과 아울러 효율적으로 관리하는 것이 필요하다. 실제로, 미국의 핵규제위원회(Nuclear Regulatory Commission)의 규정에 따르면, 방사성 핵종을 취급하는 모든 지역은 방사능 오염도에 대한 정기적인 점검을 통해 실험실 및 방사능 관련 시설의 방사선학적인 상태를 감시하도록 의무화하고 있다.
최근, 방사능 오염도 측정의 효율성을 증대시키기 위해, 오염 현장에서 사람 의 손을 빌리지 않고 원격장치를 통해 자동으로 오염도를 분석함으로써 오염 측정의 신속성 및 방사능 취급자의 안전을 증대시키고, 관련 처리비용의 절감을 이룰 수 있는 기술개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이를 위해서는 오염 현장에서 채취된 시료를 측정실로 옮기지 않고 현장에서 직접 측정을 할 수 있는 장비의 개발이 요구된다. 이러한 장비의 개발을 위해서는 효율적인 시료채취 부분과 채취된 시료의 방사능 오염 정도를 효율적으로 측정할 수 있는 검출 부분, 및 이들을 손쉽게 이송시킬 수 있는 자동이송 장치부분의 설계가 각각 이루어져야 한다.
이 중 시료채취부의 요구에 부합할 수 있는 재료는 미국 핵규제위원회에서 규정한 와이프 시험(wipe test)에 적합한 특성을 지니는 것이 요구된다. 핵규제위원회의 지침에 따르면, 방사성 핵종을 사용하는 현장은 방사능 오염도를 측정하기 위하여 정기적으로 와이프 시험을 수행하여 이들 오염지역의 제염 여부를 파악해야 한다고 규정하고 있으며, 와이프 시험은 오염 예상지역의 표면을 일정하게 모니터할 수 있는 방법이면 매체나 적용 방법에 구애받지 않는다고 규정하고 있다. 상기 통상적인 적용 방법은 오염 예상 지역으로부터 오염된 물체의 표면을 스미어 종이(smear paper) 등과 같은 채취용 막을 이용하여 문지른 후 이들 채취된 시료를 액체섬광계수기나 저준위 알파/베타 계수기를 이용하여 오염도를 평가하는 것이다.
상기 채취용 막의 기본적 성능으로는 장비에 탈부착이 용이하며, 오염 지역에서 시료를 채취한 후 측정기로 이송이 용이해야 한다. 이를 위해 채취용 막은 진공을 통해 시료채취부에 부착되고, 부착된 막은 원격조정에 의해 시료채취에 사 용되며, 탈진공에 의해 자동적으로 측정장치로 이송되도록 하는 것이 필요하다. 이러한 기능에 적합한 채취용 막을 제조하기 위해서는 우선적으로 채취용 막이 진공에 의해 쉽게 장비에 흡인될 수 있도록 치밀한 구조를 포함해야 한다.
일반적인 채취용 막을 제조하기 위하여, 스미어 종이 자체에 방사선과 직접 상호작용에 의해 오염도를 평가할 수 있는 스미어(smear) 매질 제조에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다(미국특허 제 4,916,320호; 미국특허 제 4,562,158호; 미국특허 제 4,692,266호). 상기 스미어 매질 또는 측정막은 고분자로서 방사성 물질과 상호작용하여 섬광을 방출하는 무기섬광체를 함침시켜 제조하는 것으로, 폴리설폰 막에서의 무기섬광체의 함침 특성과 이들의 방사성 핵종에 대한 탐지 특성에 대해 분석한 바 있다. 섬광체가 분산된 균일상의 무정형 고분자 용액을 제막하고, 이를 비용매 욕조에 함침시키거나 높은 습도의 대기에 방치시켜, 비용매와 용매의 상호 교환을 통한 상전환 방법을 통해 고체화하였을 때, 고형화된 측정막에서의 무기섬광체는 용액의 침지 특성에 따라 뚜렷하게 다른 특징으로 나타낸다.
그러나, 일반적으로 제막용액을 비용매 욕조에 침지시키는 상전환 공정을 이용하여 고형화된 막은 막 전체에 다공성의 형상을 지님으로써 진공에 적용하였을 때, 막 표면에서 진공압의 손실이 불가피하여 시료 채취부에 적용하기 어렵다. 즉, 측정막에 형성된 기공은 분획특성을 필요로 하는 분리공정에는 바람직한 요소로 작용될 수 있으나, 와이프 시험에 사용되는 측정막의 효율을 증대시키는 데는 기여 하지 않는다. 방사선과 섬광체의 상호작용이 막표면 가까이에서 일어날 경우는 계수기인 광전자증배관에 계수될 확률이 증가하나 함침막의 기공을 통해 측정막 내부로 확산되어 막 내부에서 상호작용에 의하여 생성된 빛은 섬광소멸효과(scintillator quenching effect)로 인하여 광전자증배관에 도달하지 못하는 경우가 많다. 즉, 이는 측정효율의 감소를 초래한다.
그러므로, 측정막의 효율을 높이기 위해 저에너지 베타선 방출핵종 직접측정을 위한 이중구조 무기섬광 함침막에 대한 연구가 진행되었다(대한민국 특허 제 2004-0022563호). 상기 이중구조 무기섬광 함침막에서는 폴리설폰(polysulfone, PSF)에 무기 형광물질이 함침된 저에너지 베타선 방출핵종 측정막을 제조함에 있어서, 1차 무기 지지체 및 2차 무기섬광 함침막으로 이루어진 이중 구조의 무기섬광 함침막을 제조하였으며, 상기 무기섬광 함침막은 기존의 단일 구조의 고분자막의 단점인 안정성을 보완하여 방사능 자동측정장치에 적용할 수 있다.
무기섬광체로서 가장 많이 이용되고 있는 것은 NaI(Tl)이며, ZnS(Ag) 또한 사용 역사가 오래된 섬광체 중의 하나로서 섬광 효율이 매우 높다. 그러나, 결정 상태가 아닌 분말 상태로만 사용할 수 있기 때문에 알파선이나 중하전 입자의 측정에 주로 이용되며, 투명한 플라스틱 소재 위에 얇게 도포하여 사용하거나, 광학적으로 투명한 에폭시와 혼합하여 원하는 형태와 크기의 폴리에틸렌 틀에 부어서 ZnS(Ag) 입자를 침전시킨 후 고형화하여 제작하기도 한다[G.F. Knoll, Radiation Detection and Measurement, pp. 344-345, John Wiley & Sons, New York (1989); S.A. McElhaney, J.A. Ramsey, M.L. Bauer, and M.M. Chiles, "A more rugged ZnS(Ag) alpha scintillation detector", IEEE Transactions on Nuclear Science, 37(2), pp. 868-872 (1990)]. 그러나, ZnS(Ag) 섬광체층의 두께가 25 ㎎·㎝-2 이상일 경우에는 불투명하게 되어 생성된 섬광이 PMT에 도달할 수 없기 때문에 사용할 수가 없으며, 섬광의 감쇄 시간이 약 200 ns 정도로 다른 섬광체에 비하여 상대적으로 느리기 때문에 높은 계수율에서는 측정이 부적합하다는 단점이 있다.
ZnS(Ag) 섬광체는 광전자증배관(PMT)과 함께 알파선 측정용 검출기를 구성하며, 이는 오염도 측정용 검출, 수중의 전알파선 측정[K. Yasuda, S. Usuda, and H. Gunji, "Simultaneous alpha, beta/gamma, and neutron counting with phoswich detectors by using a dual-parameter technique", IEEE Transactions on Nuclear Science, 48(4), pp. 1162-1164 (2001)], 토양 중의 라돈 농도 측정[K. Yasuda, S. Usuda, and H. Gunji, "Development of scintillation-light-transmission type phoswich detector for simultaneous alpha- and beta(gamma)-ray counting", IEEE Transactions on Nuclear Science, 47(4), pp. 1337-1340 (2000)]뿐만 아니라 해체과정 동안에 발생되는 폐기물의 규제해제를 위한 오염도 측정[B. Ayaz and T.A. DeVol, "Experimental-Theoretical response of a ZnS(Ag) scintillationg disc for gross-alpha measurements of aqueous radioactivity", IEEE Transactions on Nuclear Science, 51(4), pp. 1688-1692 (2004)] 등 원자력산업 전반에 걸쳐 사용되고 있다.
특히, 최근에는 후행핵연료주기시설에서 발생되는 악티나이드 계열의 핵종을 감시하기 위하여 ZnS(Ag) 섬광체가 많이 사용되고 있다[S. Yamamoto, Y. Yoshida, and T. Iida, "Development of an underground radon detector using an optical fiber", IEEE Transactions on Nuclear Science, 50(4), pp. 987-990 (2003)]. 대부분의 악티나이드 계열 핵종들은 알파선을 방출하지만, 일부 중성자 및 저에너지의 베타/감마선을 방출한다. 실제 핵연료주기 공정에서 악티나이드 계열을 감시하기 위해서는 이러한 베타/감마선과 중성자 등을 알파선과 분리하여야 하며, 이러한 목적으로 ZnS(Ag) 섬광체를 이용한 포스위치(phoswich) 검출기가 주로 이용된다. 포스위치 검출기는 단일 광전자증배관(Photomultiplier tube, PMT)에 두 개 또는 그 이상의 유사한 섬광체를 광학적으로 결합한 형태로서, 다양한 방사선이 존재하는 혼합장에서 개개의 방사선을 분리하여 측정하고자 할 경우에 주로 이용되는 형태이다. 즉, 베타선 및 감마선이 동시에 존재하는 방사선 장에서 아주 박막 형태의 섬광체를 이용함으로써 알파선만을 검출할 수 있다. 알파선들은 저지능이 크기 때문에 얇은 섬광체 내에서 모든 에너지를 부여하고 정지한다. 그러나 베타선이나 감마선의 경우는 알파선에 비하여 비정이 길기 때문에 에너지의 일부만을 잃어버리고 보다 작은 펄스를 생성한다. 만약 판별준위가 알파선에 의하여 생성된 펄스보다 큰 영역에서 맞추어져 있다면, 베타선과 감마선에 의하여 생성된 펄스를 제거할 수 있다. 즉, 베타 및 감마선이 존재하는 영역에서 알파선만을 분리하여 측정할 수가 있는 것이다.
그러나, 이러한 섬광검출기로 플라스틱 섬광체 또는 투명한 테이프에 분말 형태의 ZnS(Ag) 무기섬광체를 함침시킨 얇은 시트 형태가 사용되기 때문에 제조가 용이하지 않다.
이에, 본 발명자들은 알파선 검출용으로 주로 이용되고 있는 ZnS(Ag) 섬광체의 층과 기저 고분자층으로 구성된 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재를 제조하는 조건을 확립시키고, 알파선 검출 성능을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 알파 입자 탐지용 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 알파 입자 탐지용 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재를 제공한다.
또한, 본 발명은 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재의 제조 방법을 제공한다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 관하여 상세히 설명한다.
도 1과 같이, 본 발명의 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재는 기재상에 기저 고분자층이 위치하고, 상기 기저 고분자층 상에 ZnS(Ag) 섬광체층이 위치한다.
상기 기재는 통상적으로 사용할 수 있는 모든 기재를 사용할 수 있으며, 예를 들면 유리판, 아크릴판 또는 테프론판을 들 수 있다. 본 발명에서 바람직한 기재로는 유리판을 들 수 있다.
상기 기저 고분자층의 소재로 적합한 고분자는 폴리설폰, 스티렌 및 메틸메타크릴레이트의 공중합체 또는 폴리(비스페놀 A 카보네이트)가 바람직하며, 가장 바람직하게는 폴리설폰이다. ZnS(Ag) 섬광 검출 소재에 있어서 지지체 역할을 담당할 기저 고분자층은 투과율 및 기계적 유연성이 확보되어야 한다. 이러한 관점에서 기저 고분자층의 소재로서 폴리설폰이 가장 우수하다.
알파 입자 탐지용 섬광체로는 무기섬광체 또는 유기섬광체가 사용될 수 있으나, 일반적으로 밀도가 큰 무기섬광체가 유기섬광체보다 우선시되는 것이 일반적이다. 또한, 외부에서 대기를 접한 곳에서 사용되어 탐지과정 중 온습도의 조절이 용이하지 않은 경우, 수분에 의해 영향을 비교적 덜 받는 섬광체가 필요하다. 이러한 외부 조건에 크게 영향을 받지 않고 방사능과의 탐지효율이 좋은 섬광체로 널리 이용되는 무기섬광체가 ZnS(Ag)이다. ZnS(Ag)의 경우 다른 섬광체에 비해 물리적 안정성이 우수하면서도 베타입자와 반응하여 생성되는 빛과의 차별화도 뚜렷하 여 가장 좋은 알파 입자 탐지용 섬광체로 인정되고 있다.
또한, 상기 ZnS(Ag)층과 기저 고분자층을 결합시키기 위해 사용되는 접착제로 시아노 레진, 보다 바람직하게는 시아노에틸 풀룰란, 시아노에틸 폴리비닐알콜 또는 이들이 7:3으로 혼합된 혼합 시아노 레진이다.
한편, 상기 ZnS(Ag) 섬광체층의 두께는 5 ~ 50 ㎛(하한 두께를 기재하여 주시기 바랍니다.), 보다 바람직하게는 15 ~ 25 ㎛, 가장 바람직하게는 20 ㎛이다. ZnS(Ag) 섬광체층의 두께가 50 ㎛를 넘을 경우에는 발생된 섬광이 ZnS(Ag) 섬광체층 자체에서 산란되어 PMT에 도달할 수가 없기 때문에 사용이 불가능하며[G.F. Knoll, Radiation Detection and Measurement, p. 241, John Wiley & Sons, New York (1989)], ZnS(Ag) 섬광체층의 두께가 5 ㎛ 미만으로 작을 경우에는 알파선의 전에너지를 흡수할 수 없기 때문에 생성된 섬광의 양이 작아서 결과적으로 검출 효율의 저하를 초래한다. 즉, ZnS(Ag) 섬광체층은 검출 성능 측면에서 두께가 매우 중요한 역할을 담당하므로, 본 발명에서 상기 ZnS(Ag) 섬광체층의 두께는 가장 바람직하게는 약 20 ㎛이다.
상기와 같은 본 발명의 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재의 기저 고분자층은 가시광선 영역에서 흡광도를 조사한 결과, 투과율이 85 ~ 90 %이며, 기계적 강도를 조사한 결과, 인장강도가 약 4.4 ~ 6.3 kgf·mm-2, 연신율이 30 ~ 172 %로 광학적 성질 및 기계적 성질 모두 적합하였다(표 5 및 표 6). 또한, 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재 및 광전자증배관(PMT)를 이용하여 방사선 검출 성능을 평가한 결과, 방출 파장은 400 ~ 500 nm이고 최대 방출 파장이 450 nm로 PMT 응답파장인 300 ~ 650 nm와 일치하게 나타났고, 방사선 에너지와 비례하여 나타나는 알파선 계수율을 측정한 결과, 알파 입자의 탐지가 가능하므로, 방사능 오염도 측정용 검출기의 알파선 검출 소재로 유용하게 사용할 수 있으며, 현재 전량 수입에 의존하고 있는 방사선 검출 소재의 국산화에도 기여할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명은 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재를 제조하는 방법에 있어서,
(a) 고분자를 유기용매에 녹여 고분자 용액을 제조하는 단계;
(b) 상기 고분자 용액을 기재 위에 도말 후 건조하여 기저 고분자층을 형성하는 단계;
(c) 접착제 및 ZnS(Ag)를 유기용매에 녹여 ZnS(Ag) 섬광체 용액을 제조하는 단계; 및
(d) 상기 ZnS(Ag) 섬광체 용액을 상기 기저 고분자층 상에 도말 및 건조하여 섬광체층을 형성하는 단계를 포함하는 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재를 제조 방법을 제공한다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재를 제조하는 방법을 설명한다.
우선, 단계 (a)에서는 기저 고분자층을 이룰수 있는 적합한 고분자를 용매에 녹여 고분자 용액을 제조한다.
상기 고분자로는 폴리설폰, 스티렌 및 메틸메타크릴레이트의 공중합체 또는 폴리(비스페놀 A 카보네이트)가 바람직하며, 가장 바람직하게는 폴리설폰이다. 또한 상기 용매는 바람직하게 메틸렌클로라이드, 클로로벤젠, 디메틸포름아마이드, 메틸피롤리돈, 디메틸설폭사이드, 디메틸아세테이트, 벤조나이트릴 또는 테트라메틸우레아이며, 가장 바람직하게는 메틸렌클로라이드를 사용할 수 있다. 디메틸포름아마이드나 메틸피롤리돈과 같이 끓는점이 높고 조해성이 큰 물질은 제막 후 고온에서 진공을 통해 건조되어야 하므로, 메틸렌클로라이드와 같이 끓는점이 낮고 물에 대한 용해도가 낮은 물질이 용매가 선호된다. 이때 고분자는 용매 100 ㎖에 대하여 2.5 ~ 3.5 g, 보다 바람직하게는 3.0 ~ 3.2 g으로 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 단계 (b)에서는 단계 (a)에서 제조한 고분자 용액을 기재 위에 도말 후 건조하여 기저 고분자층을 형성한다.
상기 기재는 통상적으로 사용할 수 있는 모든 기재를 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 이를 제한하지 않으나, 바람직하게는 투명한 유리판을 사용한다. 상기 코팅 방법은 본 분야에서 사용할 수 있는 통상적인 기술을 모두 사용할 수 있으며, 바람직하게는 닥터 블래이드(Doctor Blade)와 같은 균일한 두께를 줄 수 있는 어플리케이터를 사용하여 280 ~ 330 ㎛로, 가장 바람직하게는 300 ㎛로 유리판 위에 도말한다. 도말 후 용액에 존재하는 용매를 건조시키며, 바람직하게는 진공 및 실온 하에서 2 ~ 30 시간 동안, 가장 바람직하게는 24 시간 동안 건조시켜 기저 고분자층을 제조한다.
단계 (c)에서는 접착제 및 ZnS(Ag)를 유기용매에 녹여 ZnS(Ag) 섬광체 용액을 제조한다.
상기 접착제는 단계 (b)에서 제조한 기저 고분자층과 ZnS(Ag) 섬광체를 부착시킬 수 있는 고분자로서, 본 발명에서는 바람직하게 시아노 레진, 보다 바람직하게는 시아노에틸 풀룰란, 시아노에틸 폴리비닐알콜 또는 이들이 7:3으로 혼합된 혼합 시아노 레진을 사용할 수 있다.
상기 ZnS(Ag)는 외부에서 대기를 접한 곳에서 사용되어 탐지과정 중 온습도의 조절이 용이하지 않은 경우에도 수분에 의해 영향을 비교적 덜 받는 무기섬광체로서, 외부 조건에 크게 영향을 받지 않고 방사능과의 탐지효율이 좋은 섬광체로 널리 이용된다. ZnS(Ag)는 다른 섬광체에 비해 물리적 안정성이 우수하면서도 베타입자와 반응하여 생성되는 빛과의 차별화도 뚜렷하여 가장 좋은 알파 입자 탐지용 섬광체로 인정되고 있다. 본 발명에서 ZnS(Ag)는 디메틸포름아마이드, 디메틸아세테이트 또는 메틸피롤리돈, 가장 바람직하게는 디메틸포름아마이드에 녹여 사용할 수 있다. 이때, ZnS(Ag)는 용매 100 g에 대하여 200 ~ 280 g, 보다 바람직하게는 235 ~ 245 g으로 사용할 수 있다.
다음으로, 단계 (d)에서는 상기 ZnS(Ag) 섬광체 용액을 상기 단계 (b)에서 제조한 기저 고분자층 상에 도말 및 건조하여 섬광체층을 형성하여 박막 형태의 이중구조 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재를 제조한다.
상기 단계는 상기 ZnS(Ag) 용액과 같은 매체를 스크린을 통과시키고 압착(sqeeze)시켜 스크린 밑의 판 등의 표면에 도포시키는 스크린 프린팅 방법을 이용하는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 당업계에 알려져 있는 스크린 프린팅 방법을 이용할 수 있으며, 바람직하게 스크린 메쉬 250 ~ 300을 사용한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예 및 실험예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예 및 실험예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예 및 실험예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 ~ 18: 본 발명의 박막 형태의 ZnS ( Ag ) 섬광 검출 소재 제조
본 발명의 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출소재는 도 2와 같이 기저 고분자층을 제조하는 단계와 ZnS(Ag) 섬광체층을 제조하기 위한 단계의 두 가지 공정을 거쳐 제조하였다.
1 ~ 18-1: 기저 고분자층의 제조
알파선 측정용 ZnS(Ag) 섬광 검출소재의 지지체 역할을 담당할 기저층은 고분자 소재를 용매로 녹여서 도말한 후 고형화하여 제조하였다. 고분자는 폴리설폰(Polysulfone; PSf, 알드리치 화학사), 스티렌 및 메틸메타크릴레이트의 공중합체(SMMA; 에스티렌, 알드리치 화학사) 또는 폴리(비스페놀 A 카보네이트 )(Poly(Bisphenol A Carbonate; PBAC, 알드리치 화학사)를 사용하였으며, 용매로는 메틸렌 클로라이드(Methylene Chloride; MC, 알드리치 화학사)를 사용하였다.
용매인 메틸렌 클로라이드 40 ㎖에 고분자 소재 1.25 g을 넣어 25 ℃에서 24시간 교반하여 고분자 제막용액을 제조하였다. 균일한 제막 용액 내에서 담금질(quenching)을 일으킬 수 있는 기포가 없음을 확인한 후, 고정형 닥터 블레이드(Doctor Blade)를 사용하여 300 ㎛로 유리판 위에 도말하였다. 도말한 고분자 필름을 24시간 동안 대기 중에서 방치하여 용매를 증발시킴으로써 고형화하여 제조하였다.
제조한 결과, 폴리설폰, 스티렌 및 메틸메타크릴레이트의 공중합체 및 폴리(비스페놀 A 카보네이트) 모두 기저 고분자 소재로서 사용이 가능하였으며, 고분자로서 폴리(비스페놀 A 카보네이트)을 사용한 경우는 폴리설폰 또는 스티렌 및 메틸메타크릴레이트의 공중합체에 비해 용매인 메틸렌 클로라이드에 대한 용해도가 낮아서 녹이는 데 시간이 소모되는 것으로 나타났다. 또한, 하기 실험예 1에서 상기에서 제조한 기저 고분자층의 기계적 또는 광학적 특성을 측정한 결과, 고분자 소재로서 폴리설폰 또는 스티렌 및 메틸메타크릴레이트의 공중합체를 사용한 경우에 인장강도, 연신율 및 투과율이 우수하게 나타났다.
1 ~ 18-2: ZnS ( Ag ) 섬광체층의 제조
알파선과 상호작용에 의하여 섬광을 생성하는 ZnS(Ag) 섬광체층은 상기 실시예 1 ~ 18-1에서 제조한 기저 고분자층 위에 접착제를 이용하여 섬광체를 부착시켜 제조하였다. 섬광체는 평균 직경 3 ~ 4 ㎛인 분말 상태의 ZnS(Ag)(포스퍼 테크놀로지 사(Phosphor Technology))를 사용하였고, 접착제로서는 시아노에틸 풀룰란(Cyanoethyl Pullulan; CR-S), 시아노에틸 폴리비닐알콜(Cyanoethyl Polyvinylalcohle; CR-V) 또는 이들이 7:3으로 혼합된 혼합 시아노 레진을 신-에츄 화학사(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd)에서 구입하여 사용하였다. 접착제를 녹이기 위한 용매는 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide; DMF, 알드리치 화학사)를 사용하였다.
디메틸포름아마이드 7.5 g에 각각의 시아노 레진 1 g(3.8 중량부), 2 g(7.3 중량부), 3 g(10.5 중량부), 5 g(16.4 중량부) 또는 7 g(21.5 중량부)을 넣어서 70 ℃에서 5시간 이상을 전기로에서 녹인 후, ZnS(Ag) 섬광체 18 g을 첨가하여 균일하게 교반하였다. 상기에서 제조한 기저 고분자 필름 위에 300 메쉬(mesh) 또는 250 메쉬의 스크린 프린터(뉴테크상사)를 올려놓고 섬광체 용액을 부어서 압착기를 이용하여 압착하였다. 마지막으로 진공 건조기에 넣어서 용매를 완전히 증발시킴으로써 ZnS(Ag) 섬광체층의 두께가 약 20 ㎛로 일정한 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재를 제조하였다.
상기에서 제조한 각각의 실시예 조건을 표 1에 나타내었다.
실시예 고분자 접착제 스크린 메쉬 사이즈
1 폴리설폰 시아노에틸 풀룰란 300
2 250
3 시아노에틸 폴리비닐알콜 300
4 250
5 혼합 시아노 레진 300
6 250
7 스티렌 및 메틸메타크릴레이트의 공중합체 시아노에틸 풀룰란 300
8 250
9 시아노에틸 폴리비닐알콜 300
10 250
11 혼합 시아노 레진 300
12 250
13 폴리(비스페놀 A 카보네이트) 시아노에틸 풀룰란 300
14 250
15 시아노에틸 폴리비닐알콜 300
16 250
17 혼합 시아노 레진 300
18 250
제조 결과, 스티렌 및 메틸메타크릴레이트의 공중합체를 고분자로 사용한 경우, 마지막 단계인 용매를 증발시켜 접착층을 건조시킨 후에 부스러지는 현상이 발생하였다. 이는 용매인 디메틸포름아마이드가 증발되는 과정에서 스티렌 및 메틸메타크릴레이트의 공중합체 필름 자체를 용해시킴으로써 지지체 필름의 기계적 물성을 현저히 떨어뜨리기 때문에 발생되는 현상으로 판단되었다. 그러나 폴리설폰을 고분자로 사용한 경우, 기저 고분자층에 ZnS(Ag) 섬광체층을 부착시킨 후에도 필름 자체는 디메틸포름아마이드에 의한 영향이 없었다. 따라서, 최종적으로 지지체 고분자 필름은 폴리설폰이 고분자 소재로서 가장 우수한 것을 확인하였다.
또한, 하기 실험예 2에서 ZnS(Ag) 섬광체층의 알파선 총계수율을 측정한 결과, 시아노 레진의 종류 또는 함량, 또는 스크린 메쉬 사이즈에 따라서 편차 범위가 약 6 % 내로 큰 차이가 나타나지 않았다.
실시예 19 ~ 39: 기저 고분자층의 제조시 유기용매를 달리한 ZnS ( Ag ) 섬광 검출 소재의 제조
본 발명의 ZnS(Ag) 섬광체 검출 소재를 제조하는 데 있어서, 기저 고분자층 제조시 고분자를 녹이는 유기용매를 달리하여 ZnS(Ag) 섬광체 검출 소재를 제조하였다. 이때, 유기용매로는 클로로벤젠, 디메틸포름아마이드, 메틸피롤리돈, 디메틸설폭사이드, 디메틸아세테이트, 벤조나이트릴 또는 테트라메틸우레아를 사용하였고, 고분자로는 폴리설폰을, 접착제로는 시아노에틸 풀룰란, 시아노에틸 폴리비닐알콜 또는 이들이 7:3으로 혼합된 혼합 시아노 레진을, 스크린 메쉬 사이즈는 300을 사용하여 상기 실시예 1 ~ 18에서와 동일한 방법으로 제조하였다.
실시예 고분자 유기용매 접착제 스크린 메쉬 사이즈
19 폴리설폰 클로로벤젠 시아노에틸 풀룰란 300
20 디메틸포름아마이드
21 메틸피롤리돈
22 디메틸설폭사이드
23 디메틸아세테이트
24 벤조나이트릴
25 테트라메틸우레아
26 클로로벤젠 시아노에틸 폴리비닐알콜
27 디메틸포름아마이드
28 메틸피롤리돈
29 디메틸설폭사이드
30 디메틸아세테이트
31 벤조나이트릴
32 테트라메틸우레아
33 클로로벤젠 혼합 시아노 레진
34 디메틸포름아마이드
35 메틸피롤리돈
36 디메틸설폭사이드
37 디메틸아세테이트
38 벤조나이트릴
39 테트라메틸우레아
제조한 결과, 상기 유기용매들은 고분자를 녹여 섬광 검출 소재를 제조하는 데 모두 적합하였다.
실시예 40 ~ 45: ZnS ( Ag ) 섬광체층 제조시 유기용매를 달리한 ZnS ( Ag ) 섬광 검출 소재의 제조
본 발명의 ZnS(Ag) 섬광체 검출 소재를 제조하는 데 있어서, ZnS(Ag) 섬광체층 제조시 접착제 및 ZnS(Ag)를 녹이는 유기용매를 달리하여 ZnS(Ag) 섬광체 검출 소재를 제조하였다. 이때, 유기용매로는 디메틸아세테이트 또는 메틸피롤리돈을 사용하였고, 고분자로는 폴리설폰을, 접착제로는 시아노에틸 풀룰란, 시아노에틸 폴리비닐알콜 또는 이들이 7:3으로 혼합된 혼합 시아노 레진을, 스크린 메쉬 사이즈는 300을 사용하여 상기 실시예 1 ~ 18에서와 동일한 방법으로 제조하였다.
실시예 고분자 접착제 유기용매 스크린 메쉬 사이즈
40 폴리설폰 시아노에틸 풀룰란 디메틸아세테이트 300
41 메틸피롤리돈
42 시아노에틸 폴리비닐알콜 디메틸아세테이트
43 메틸피롤리돈
44 혼합 시아노 레진 디메틸아세테이트
45 메틸피롤리돈
제조한 결과, 상기 유기용매들은 접착제 및 ZnS(Ag)를 녹여 섬광 검출 소재를 제조하는 데 모두 적합하였다.
비교예 1 ~ 6: 고분자를 달리한 섬광 검출 소재의 제조
ZnS(Ag) 섬광체층을 제조하는 데 있어서, 적합한 고분자 선택을 위하여 실시예 1 ~ 18에서 사용한 고분자 외에 고분자로서 폴리스티렌(Polystyrene; PS) 또는 폴리(메틸 메타크릴레이트)(Poly(Methyl Methacrylate; PMMA)를 이용하여 기저 고분자 필름을 제조하여 비교예 1 내지 6으로 하였다. 그 외에 접착제로는 시아노에틸 풀룰란, 시아노에틸 폴리비닐알콜 또는 이들이 7:3으로 혼합된 혼합 시아노 레진을 사용하였으며, 스크린 메쉬 사이즈는 300을 사용하여, 상기 실시예 1 ~ 18에서와 동일한 방법을 이용으로 섬광 검출 소재를 제조하였다.
비교예 7: 접착제를 달리한 섬광 검출 소재의 제조
ZnS(Ag) 섬광체층을 제조하는 데 있어서, 적합한 접착제의 종류를 정하기 위하여 하기와 같은 실험을 하였다.
접착제로서 기저 고분자층에 사용한 폴리설폰을 사용하여 비교예 3을 제조하였으며, 그 외에 접착제로는 시아노에틸 풀룰란, 시아노에틸 폴리비닐알콜 또는 이들이 7:3으로 혼합된 혼합 시아노 레진을 사용하였으며, 스크린 메쉬 사이즈 300을 사용하여 상기 실시예 1 ~ 18에서와 동일한 방법을 이용하여 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재를 제조하였다.
각각의 비교예의 조건을 하기 표 4에 나타내었다.
비교예 고분자 접착제 스크린 메쉬 사이즈
1 폴리스티렌 시아노에틸 풀룰란 300
2 폴리(메틸 메타크릴레이트)
3 폴리스티렌 시아노에틸 폴리비닐알콜
4 폴리(메틸 메타크릴레이트)
5 폴리스티렌 혼합 시아노 레진
6 폴리(메틸 메타크릴레이트)
7 폴리설폰 폴리설폰
제조한 결과, 기저 고분자층 중에서 고분자 소재가 폴리스티렌인 비교예 1, 비교예 3 및 비교예 5와 고분자 소재가 폴리(메틸 메타크릴레이트)인 비교예 2, 비교예 4 및 비교예 6의 경우는 고형화 과정에서 필름이 부서지는 현상이 발생하여 박막 형태로 제조가 불가능하였다.
또한, 폴리설폰을 접착제로 이용하여 제조한 비교예 7의 경우, 회수 과정에서 섬광체층과 기저 고분자층의 분리 현상이 발생하였다. 또한, 고형화 후 ZnS(Ag) 섬광체층이 유리되어 떨어져 나오는 현상이 발생되어 필름 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재를 위한 접착제로서는 폴리설폰이 부적합하다는 것을 확인하였다. 동일한 조건에서 접착제로 시아노 레진을 이용하여 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재를 제조한 실시예에서는 층분리 현상 및 ZnS(Ag) 섬광체층의 유리 현상은 보이지 않았으며, 우수한 접착력을 확인하였다. 따라서, 본 발명에서는 필름 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재 제조를 위한 접착제로서는 시아노 레진을 선정하였다.
실험예 1: 기저 고분자층의 특성 평가
상기 실시예에서 제조한 기저 고분자층의 특성을 평가하기 위하여, 하기와 같이 광학적 특성 및 기계적 특성을 평가하는 실험을 하였다.
1-1: 광학적 특성 평가
기저 고분자층의 광학적 특성을 평가하기 위하여, 분광광도계(spectrophotometer (Varian, Cary 500)를 이용하여 기저 고분자 필름의 가시광선 영역에서의 투과율을 측정하였다.
파장이 350 ~ 800 nm인 가시광선 영역에서 파장을 변화시키면서 입사광에 대한 투과되어 나오는 광량을 측정하여 투과율을 측정하였다.
투과율을 측정한 결과는 표 5에 나타내었다.
구분 광학적 성질
실시예 고분자 투과율(%)
1 폴리설폰 85
7 스티렌 및 메틸메타크릴레이트의 공중합체 90
13 폴리(비스페놀 A 카보네이트) 85
표 5에 나타난 바와 같이, 상기 실시예의 폴리설폰, 스티렌 및 메틸메타크릴레이트의 공중합체 또는 폴리(비스페놀 A 카보네이트)로 제조한 기저 고분자층은 모두 가시광선에 대한 투과율이 85% 이상으로서 아주 우수한 것을 알 수 있으며, 에스티렌을 고분자로 사용한 실시예의 경우는 투과율이 90% 이상으로서 가장 우수하였다.
1-2: 기계적 특성 평가
상기 실시예에서 제조한 기저 고분자층의 기계적 특성을 평가하기 위하여, 인장강도 측정기(Shimadzu, AG-5000G)를 이용하여 인장강도와 연신율을 측정하였다.
측정 시 고분자 필름의 두께가 너무 얇은 관계로 PET 필름을 이용한 지지대를 이용하여 시험장비의 그립(grip)에 거치하여 100 mm·min-1의 속도로 인장 실험을 진행하였다. 인장강도 T b 와 연신율 E b 는 하기 수학식 1로 계산하였으며, 결과는 표 6에 나타내었다.
Figure 112005067935986-pat00001
구분 기계적 성질
실시예 고분자 인장강도(yield point)(kgf·mm-2) 연신율(Elongation)(%)
1 폴리설폰 5.74 169.2
7 스티렌 및 메틸메타크릴레이트의 공중합체 6.24 31.0
13 폴리(비스페놀 A 카보네이트) 4.42 171.8
표 6에 나타난 바와 같이, 인장강도의 경우는 고분자 소재별로 큰 차이는 없었지만, 스티렌 및 메틸메타크릴레이트의 공중합체가 가장 우수하였다. 그러나, 연신율의 경우는 스티렌 및 메틸메타크릴레이트의 공중합체의 경우가 폴리설폰과 폴리(비스페놀 A 카보네이트)에 비하여 다소 낮음을 알 수 있다.
실험예 2: ZnS ( Ag ) 섬광체 필름의 광학적 특성 평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 박막 형태 섬광체의 광학적 특성을 평가를 목적으로 분광광도계(spectrophotometer; Varian, Cary 500)를 이용하여 필름 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재의 발광 스펙트럼 및 알파선 측정하였다.
방사선 검출 성능을 평가하기 위하여 방사성 용액을 직경 2″ 크기의 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재 위에 도포하여 건조시켰다. 다음으로, 응답영역이 300 ~ 650 nm이고, 최대 응답파장이 420 nm인 광전자 증배관(photomultiplier tubes; PMT, Hamamatsu Photonics K.K., R329-02)를 이용하여 섬광 검출 소재에서 방사선과 ZnS(Ag) 섬광체의 상호작용으로 인하여 생성된 섬광 85를 도 3의 측정회로도와 같이 측정하였다. 방사선과 ZnS(Ag) 섬광체의 상호작용에 의하여 생성된 섬광은 기저 고분자층을 거친 후에 PMT에서 전기신호로 변환되며, 이후 증폭기와 멀티-채널 분석기(Multi-Cannel Analyzer; MCA)를 이용하여 파고 스펙트럼(Pulse height spectrum)을 측정하였다. 이때 알파선 측정용 선원으로는 반감기가 432년이고, 알파선의 에너지가 5.44 및 5.48 MeV인 Am-241을 사용하였다.
측정한 실시예 1의 발광 스펙트럼은 도 4에, 시아노 레진의 종류, 함량 또는 스크린 메쉬 사이즈를 달리하여 제조한 실시예 1 ~ 6의 알파선 총계수율은 도 5에 나타내었으며, 실시예 1 또는 시아노 레진의 함량을 달리하여 제조한 실시예 6의 알파선 펄스높이분포(Pulse-height distribution)는 각각 도 6a 또는 6b에 나타내었다.
도 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 스크린 프린팅 기법으로 제조한 필름 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재의 발광 스펙트럼의 방출 파장은 400 ~ 500 nm의 영역이며, 최대 방출 파장이 450 nm로 나타나, 측정에 사용한 PMT의 응답 파장인 300 ~ 650 nm와 일치함을 확인하였다.
또한, 도 5에 나타난 바와 같이, 시아노 레진의 종류, 시아노 레진의 함량 또는 스크린 메쉬 사이즈에 따라 알파선 총계수율은 크게 차이나지 않았다.
또한, 도 6a에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1의 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재와 PMT를 이용하여 측정한 알파선 스펙트럼을 확인함으로써, 상기 필름 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재를 이용하여 알파선을 측정할 수 있음을 확인하였다.
또한, 도 6b에 나타난 바와 같이, 본 발명의 접착제의 함량를 달리하여 제조한 실시예 6의 얇은 ZnS(Ag) 섬광체층과 PMT를 이용하여 측정한 알파선 스펙트럼이 접착제의 함량에 따라 유사한 경향을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 시아노 레진의 양이 증가할수록 스펙트럼은 왼쪽으로 이동하는 것을 알 수 있는데, 이는 시아노 레진의 함량이 증가함에 따라 알파선과 상호작용하는 ZnS(Ag) 섬광체의 양이 상대적으로 줄어들기 때문에 나타나는 현상으로 판단하였다. 그러나 전체적인 알파선 검출 경향은 동일하기 때문에 알파선 검출용 소재로 사용할 수 있음을 확인할 수 있었다.
본 발명의 기재상의 기저 고분자층 및 기저 고분자층상의 ZnS(Ag) 섬광체층으로 이루어진 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재는 유기용매에 녹는 고분자 소재를 이용하여 기저 고분자층을 제조하고, 접착제 및 ZnS(Ag) 섬광체를 유기용매에 녹인 후 기저 고분자층 위에 스크린 프린팅 기법으로 도포함으로써 쉽게 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 제조한 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재는 섬광체의 지지체 역할을 담당할 순수 고분자 필름과 방사선 검출을 담당할 ZnS(Ag) 섬광체층의 이중구조로 설계되어 충분한 기계적 강도와 섬광체로서의 우수한 투명도를 가지며, 알파선 검출 성능도 우수하여, 방사능 오염도 측정용 검출기의 알파선 검출 소재로 유용하게 사용할 수 있으며, 현재 전량 수입에 의존하고 있는 방사선 검출 소재의 국산화에도 기여할 수 있을 것이다.

Claims (13)

  1. 기재상의 기저 고분자층 및 상기 기저 고분자층상의 ZnS(Ag) 섬광체층을 포함하여 이루어진 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 고분자층의 고분자 소재는 폴리설폰, 스티렌 및 메틸메타크릴레이트의 공중합체 또는 폴리(비스페놀 A 카보네이트)인 것을 특징으로 하는 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 ZnS(Ag)층과 고분자층을 부착시키는 접착제로서 시아노에틸 풀룰란(CR-S), 시아노에틸 폴리비닐알콜(CR-V) 또는 이들의 혼합 시아노 레진이 사용되는 것을 특징으로 하는 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 ZnS(Ag) 섬광체층의 두께가 5 ~ 50 ㎛인 것을 특징으로 하는 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재의 방출 파장은 400 ~ 500 nm의 영역인 것을 특징으로 하는 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재.
  6. (a) 고분자를 유기용매에 녹여 고분자 용액을 제조하는 단계;
    (b) 상기 고분자 용액을 기재 위에 도말 후 건조하여 기저 고분자층을 형성하는 단계;
    (c) 접착제 및 ZnS(Ag)를 유기용매에 녹여 ZnS(Ag) 섬광체 용액을 제조하는 단계; 및
    (d) 상기 ZnS(Ag) 섬광체 용액을 상기 기저 고분자층 상에 도말 및 건조하여 섬광체층을 형성하는 단계를 포함하는 박막 형태의 ZnS(Ag) 섬광 검출 소재의 제조 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 단계 (a)에서 고분자는 폴리설폰, 스티렌 및 메틸메타크릴레이트의 공중합체 또는 폴리(비스페놀 A 카보네이트)인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 단계 (a)에서 고분자는 용매 100 ㎖에 대하여 2.5 ~ 3.5 g을 사용하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 단계 (a)에서 고분자는 용매 100 ㎖에 대하여 3.0 ~ 3.2 g으로 사용하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 단계 (c)에서 ZnS(Ag)는 용매 100 g에 대하여 200 ~ 280 g을 사용하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 단계 (c)에서 ZnS(Ag)는 용매 100 g에 대하여 235 ~ 245 g을 사용하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  12. 제 6항에 있어서, 상기 단계 (c)에서 접착제가 시아노에틸 풀룰란, 시아노에틸 폴리비닐알콜 또는 이들이 7:3으로 혼합된 혼합 시아노 레진인 사용되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  13. 제 8항에 있어서, 상기 단계 (d)에서 섬광체층을 형성하기 위해 사용하는 스크린 프린터의 사이즈가 250 ~ 300 메쉬인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5981959A (en) 1997-12-05 1999-11-09 Xerox Corporation Pixelized scintillation layer and structures incorporating same
JP2001228251A (ja) 2000-02-21 2001-08-24 Aloka Co Ltd スミヤ式放射線測定方法及び装置
JP2005009872A (ja) 2003-06-16 2005-01-13 Canon Inc シンチレーションプレートおよびその製造方法

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