KR20090119035A - Radiation sensor scintillator, and method of fabricating and applying the same - Google Patents

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KR20090119035A
KR20090119035A KR1020080044834A KR20080044834A KR20090119035A KR 20090119035 A KR20090119035 A KR 20090119035A KR 1020080044834 A KR1020080044834 A KR 1020080044834A KR 20080044834 A KR20080044834 A KR 20080044834A KR 20090119035 A KR20090119035 A KR 20090119035A
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박환배
글루
김성환
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Abstract

PURPOSE: A scintillator for a radiation sensor and a manufacturing and applying method thereof are provided to secure high sensitivity and high light output by applying a scintillator to a radiation sensor for measuring radiation dose like an ultraviolet ray, an X-ray, an electron beam, alpha and beta particles, a gamma-ray, and a neutron. CONSTITUTION: A scintillator for a radiation sensor has a cesium chloride and a cerium chloride as a matrix. The scintillator for the radiation sensor has a light emitting wavelength of 360~500nm and the maximum peak wavelength of 410 nm. The scintillator for the radiation sensor has the size more than 10 mm^3. The scintillator for the radiation sensor is formed as a powder, a single crystal, or a poly crystal.

Description

방사선 센서용 섬광체, 및 그 제조 및 응용 방법{Radiation Sensor Scintillator, and Method of Fabricating and Applying the Same}Radiation Sensor Scintillator, and Method of Fabricating and Applying the Same}

본 발명은 방사선 센서용 섬광체, 및 그 제조 및 응용 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로 세슘 세륨 클로라이드 방사선 센서용 섬광체, 및 그 제조 및 응용 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a scintillator for a radiation sensor, and a method of manufacturing and applying the same, and more particularly to a scintillator for cesium cerium chloride radiation sensor, and a method of manufacturing and applying the same.

섬광(Scintillation) 현상은 섬광체에 엑스선(X-ray) 등과 같은 방사선을 조사할 때, 방사선 조사와 동시에 빛이 발생하는 현상이다. 이때 발생한 빛을 포토다이오드(photodiode) 또는 광증배관(Photo-MultiplierTube : PMT) 등과 같은 적절한 광전 소자(photoelectric element)를 이용하여 측정함으로써, 방사선 정보가 획득될 수 있다. 이렇게 획득된 방사선 정보를 적절한 방식으로 처리함으로써, 방사선 영상이 획득될 수 있다.Scintillation is a phenomenon in which light is generated simultaneously with irradiation when the scintillator emits radiation such as X-rays. In this case, radiation information may be obtained by measuring the generated light using a suitable photoelectric element such as a photodiode or a photomultiplier tube (PMT). By processing the radiation information thus obtained in an appropriate manner, a radiographic image can be obtained.

섬광체(Scintillator)는 입사한 자외선(UltraViolet ray : UV ray), 엑스선, 알파선(α-ray), 베타선(β-ray), 전자선(electron ray), 감마선(γ-ray) 및 중성자선(neutron ray) 등과 같은 이온화 방사선을 가시광선 파장 영역의 빛으로 변환해 주는 방사선 센서로서, 전산화 단층촬영(Computed Tomography : CT) 시스템, 양 전자 방출 단층촬영(Positron Emission Tomography : PET) 시스템, 단일 광자 방출 단층촬영(Single Photon Emission Computed Tomography : SPECT) 시스템 또는 앵거 카메라(anger camera)라 불리는 감마 카메라(gamma camera) 등과 같은 의료 영상 시스템, 각종 방사선 검출기 및 공업용 방사선 센서 등과 같이 다양한 분야에 널리 이용되고 있다.Scintillator is composed of incident ultraviolet rays (UltraViolet ray (UV ray), X-ray, alpha ray (α-ray), beta ray (β-ray), electron ray, gamma ray (γ-ray) and neutron ray A radiation sensor that converts ionized radiation into light in the visible wavelength range, including Computed Tomography (CT) systems, Positron Emission Tomography (PET) systems, and single photon emission tomography. It is widely used in various fields such as medical imaging systems such as single photon emission computed tomography (SPECT) systems or gamma cameras called anger cameras, various radiation detectors, and industrial radiation sensors.

방사선 검출 효율이 높고, 그리고 형광 감쇠 시간이 짧은 섬광체가 다양한 분야에 응용될 수 있다. 대부분의 분야에서 응용되기 위한 이상적인 섬광체는 밀도가 높고, 원자번호가 크고, 광 출력이 크고, 잔광(afterglow)이 없으며, 그리고 형광 감쇠 시간(luminescence decay time)이 짧아야 한다. 또한, 섬광체는 발광 파장이 광전 소자의 스펙트럼과 일치해야하는 동시에 기계적으로 견고하고, 내방사선(radiation hardness) 정도가 높고, 그리고 가격이 낮아야 한다. 그러나 섬광체들은 각각의 장단점이 있기 때문에, 하나의 섬광체가 모든 분야에 이상적으로 응용될 수는 없다.Scintillators having high radiation detection efficiency and short fluorescence decay time can be applied to various fields. Ideal scintillators for most applications require high density, high atomic number, high light output, no afterglow, and short fluorescence decay time. In addition, the scintillator must have a light emission wavelength consistent with the spectrum of the optoelectronic device, while being mechanically robust, having a high degree of radiation hardness, and having a low price. However, because scintillators have their advantages and disadvantages, one scintillator may not be ideally suited for all applications.

1948년 호프스태터(Hofstadter)에 의해 NaI:Tl 섬광체가 등장한 이래, 섬광체는 방사선 의학, 핵물리학 또는 고에너지 물리학 등이 발전함에 따라, 현재까지 여러 가지 종류의 섬광체들이 개발되어 실용화되어 왔다. 주요한 섬광체들로는 NaI:Tl 섬광체를 시초로 하여 CsI, CsI:Tl 등과 같은 알칼리 할라이드(alkali halide) 섬광체들 외, BGO(Bi4Ge3O12), PbWO4, LSO(Lu2SiO5) 등과 같은 섬광체들이 있다. 밀도가 높은 BGO 섬광체는 전산화 단층촬영 시스템에 활용되고 있으며, 반면에 PbWO4 섬광체는 일반적으로 고에너지 물리학을 위해 개발되어 활용되고 있으며, 좋은 시간 분해능(τ = 40 ns)과 우수한 검출 효율을 갖는 LSO 섬광체는 양전자 방출 단층촬영 시스템에 활용되고 있다.Since the introduction of NaI: Tl scintillators by Hofstadter in 1948, scintillators have been developed and put into practical use as far as radiomedical, nuclear physics or high energy physics has developed. The main scintillators are based on NaI: Tl scintillators and alkali halide scintillators such as CsI, CsI: Tl, etc., BGO (Bi 4 Ge 3 O 12 ), PbWO 4 , LSO (Lu 2 SiO 5 ), etc. There are scintillators. Dense BGO scintillators are used in computed tomography systems, while PbWO 4 scintillators are generally developed and utilized for high energy physics, and LSOs with good time resolution (τ = 40 ns) and good detection efficiency Scintillators have been utilized in positron emission tomography systems.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 방사선에 대한 감도가 높고, 광 출력이 크며, 그리고 형광 감쇠 시간이 짧은 방사선 센서용 섬광체를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a scintillator for a radiation sensor having high sensitivity to radiation, high light output, and short fluorescence decay time.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 방사선에 대한 감도가 높고, 광 출력이 크며, 그리고 형광 감쇠 시간이 짧은 방사선 센서용 섬광체의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a scintillator for a radiation sensor having high sensitivity to radiation, high light output, and short fluorescence decay time.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 방사선에 대한 감도가 높고, 광 출력이 크며, 그리고 형광 감쇠 시간이 짧은 섬광체를 포함하는 방사선 센서를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a radiation sensor including a scintillator having high sensitivity to radiation, high light output, and short fluorescence decay time.

상기한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 방사선 센서용 섬광체를 제공한다. 이 섬광체는 세슘 클로라이드(CsCl)와 세륨 클로라이드(CeCl3)를 모체로 하는 세슘 세륨 클로라이드(CsCe2Cl7) 섬광체일 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a scintillator for a radiation sensor. The scintillator may be a cesium cerium chloride (CsCe 2 Cl 7 ) scintillator based on cesium chloride (CsCl) and cerium chloride (CeCl 3 ).

세슘 세륨 클로라이드 섬광체는 360 ~ 500 nm 범위의 발광 파장 및 410 nm의 최대 피크 파장을 가질 수 있다.Cesium cerium chloride scintillators may have an emission wavelength in the range of 360-500 nm and a maximum peak wavelength of 410 nm.

세슘 세륨 클로라이드 섬광체는 10 mm3 이상의 크기를 가질 수 있다.Cesium cerium chloride scintillators may have a size of at least 10 mm 3 .

세슘 세륨 클로라이드 섬광체는 분말, 단결정 또는 다결정 형태를 가질 수 있다.Cesium cerium chloride scintillators may have a powder, monocrystalline or polycrystalline form.

또한, 상기한 다른 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 방사선 센서용 섬광체의 제조 방법을 제공한다. 이 방법은 세슘 클로라이드(CsCl)와 세륨 클로라이드(CeCl3)로 이루어진 모체를 준비하는 단계 및 모체로부터 세슘 세륨 클로라이드(CsCe2Cl7)를 육성하는 단계를 포함할 수 있다.Moreover, in order to achieve the said another subject, this invention provides the manufacturing method of the scintillator for radiation sensors. The method may comprise preparing a parent consisting of cesium chloride (CsCl) and cerium chloride (CeCl 3 ) and growing cesium cerium chloride (CsCe 2 Cl 7 ) from the parent.

모체를 준비하는 단계는 세슘 클로라이드와 세륨 클로라이드를 1:2 몰비로 혼합하는 것일 수 있다.Preparing the parent may be mixing cesium chloride and cerium chloride in a 1: 2 molar ratio.

세슘 세륨 클로라이드를 육성하는 단계는 초클라스키 방식 또는 브리지만 방식을 이용할 수 있다.The step of growing cesium cerium chloride may use the Choklasky method or the bridgeman method.

육성된 세슘 세륨 클로라이드를 원통형으로 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further comprise preparing the grown cesium cerium chloride in a cylindrical shape.

이에 더하여, 상기한 또 다른 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 방사선 센서를 제공한다. 이 방사선 센서는 상기한 세슘 세륨 클로라이드(CsCe2Cl7) 섬광체를 포함할 수 있다.In addition, in order to achieve the above another object, the present invention provides a radiation sensor. This radiation sensor may comprise the cesium cerium chloride (CsCe 2 Cl 7 ) scintillator described above.

방사선 센서는 의학 분야 또는 산업 분야에서 방사선 검출 장치로 사용될 수 있다.The radiation sensor may be used as a radiation detection device in the medical field or the industrial field.

의학 분야에서 앵거 카메라, 전산화 단층촬영 시스템, 양전자 방출 단층촬영 시스템 또는 단일광자 방출 단층촬영 시스템에 포함될 수 있다.It may be included in the medical field in Anger cameras, computerized tomography systems, positron emission tomography systems or single photon emission tomography systems.

산업 분야에서 엑스선, 감마선, 자외선, 전자선, 알파입자, 베타입자 및 중성자 중에서 선택된 적어도 하나의 방사선량을 측정할 수 있다.In the industrial field, at least one radiation dose selected from X-rays, gamma rays, ultraviolet rays, electron beams, alpha particles, beta particles, and neutrons may be measured.

상술한 바와 같이, 본 발명의 과제 해결 수단에 따르면 방사선에 대한 감도가 높고, 광 출력이 크며, 그리고 형광 감쇠 시간이 짧은 세슘 세륨 클로라이드 섬광체가 제공될 수 있다. 이에 따라, 방사선 영상을 획득하기 위한 앵거 카메라, 전산화 단층촬영 시스템, 양전자 방출 단층촬영 시스템 또는 단일광자 방출 단층촬영 시스템 등과 같은 의학 영상 시스템에 세슘 세륨 클로라이드 섬광체가 응용될 수 있으며, 특히 세슘 세륨 클로라이드 섬광체는 감쇠 시간 특성이 매우 빠르기 때문에, 양전자 방출 단층촬영 시스템에 적합한 편이다. 아울러, 자외선, 엑스선, 전자선, 알파입자(α-particle), 베타입자(β-particle), 감마선 및 중성자 등과 같은 다양한 방사선에 대한 방사선량 측정을 위한 방사선 센서에 응용될 수도 있다.As described above, according to the problem solving means of the present invention, a cesium cerium chloride scintillator having a high sensitivity to radiation, a large light output, and a short fluorescence decay time may be provided. Accordingly, cesium cerium chloride scintillators may be applied to medical imaging systems, such as an Anger camera, a computed tomography system, a positron emission tomography system, or a single photon emission tomography system for obtaining radiographic images. Since the decay time characteristic is very fast, it is suitable for positron emission tomography systems. In addition, the present invention may be applied to a radiation sensor for measuring radiation dose for various radiations such as ultraviolet rays, X-rays, electron beams, alpha particles, beta particles, gamma rays, and neutrons.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다. 또한, 바람직한 실시예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다. 도면들에 있어서, 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호가 병기되어 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosure may be made thorough and complete, and to fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a clearer description. In addition, since it is in accordance with the preferred embodiment, reference numerals presented in the order of description are not necessarily limited to the order. In the drawings, like reference numerals designate like elements that perform the same function.

본 발명의 실시예에 따른 방사선 센서용 섬광체는 세슘 세륨 클로라이드(CsCe2Cl7) 섬광체일 수 있다. 이 세슘 세륨 클로라이드 섬광체는 세슘 클로라이드(CsCl)와 세륨 클로라이드(CeCl3)를 모체로 할 수 있다.The scintillator for a radiation sensor according to an embodiment of the present invention may be cesium cerium chloride (CsCe 2 Cl 7 ) scintillator. This cesium cerium chloride scintillator can be based on cesium chloride (CsCl) and cerium chloride (CeCl 3 ).

세슘 세륨 클로라이드 섬광체의 제조 방법은 세슘 클로라이드와 세륨 클로라이드로 이루어진 모체를 준비하는 단계 및 모체로부터 세슘 세륨 클로라이드를 육성하는 단계를 포함할 수 있다.The method for producing cesium cerium chloride scintillator may include preparing a parent material consisting of cesium chloride and cerium chloride and growing cesium cerium chloride from the parent.

모체를 준비하는 단계는 세슘 클로라이드와 세륨 클로라이드를 1:2 몰비로 혼합하는 것일 수 있다. 세슘 세륨 클로라이드를 육성하는 단계는 초클라스키(Czochralski) 방식 또는 브리지만(bridgman) 방식을 이용할 수 있다. 혼합된 세슘 클로라이드와 세륨 클로라이드를 도가니에 넣고, 초클라스키 장치 내에서 용융시킨 후, 미리 제조된 단결정의 씨결정(seed crystal)을 이용하는 초크랄스키 방식으로 단결정의 세슘 세륨 클로라이드를 육성할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 단결정의 세슘 세륨 클로라이드의 육성 조건들인 결정 인장 속도 및 결정 회전 속도는 각각 2.5 mm/h 및 30 rpm으로 하였다. 이러한 육성 조건들은 모체의 양 또는 결정의 크기에 따라 달라질 수 있으며, 초클라스키 장치에서 결정 인장 속도 및 결정 회전 속도는 서로 상보성을 가지는 특징이 있다.Preparing the parent may be mixing cesium chloride and cerium chloride in a 1: 2 molar ratio. The step of growing cesium cerium chloride may use a Czochralski method or a bridgman method. Mixed cesium chloride and cerium chloride can be placed in a crucible, melted in a Choklasky apparatus, and then single crystal cesium cerium chloride can be grown by the Czochralski method using a previously prepared single crystal seed crystal. . Crystal growth rate and crystal rotation speed, which are the growth conditions of the single crystal cesium cerium chloride according to the embodiment of the present invention, were 2.5 mm / h and 30 rpm, respectively. These growth conditions may vary depending on the amount of the parent or the size of the crystal, and the crystal tensile speed and the crystal rotation speed in the Choklasky apparatus are characterized by complementarity.

단결정의 세슘 세륨 클로라이드를 원통형으로 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이는 단결정의 세슘 세륨 클로라이드의 섬광 특성을 조사하기 위한 것일 수 있다. 단결정의 세슘 세륨 클로라이드를 일정한 크기로 자른 후, 모든 표면을 연마 하여 원통형의 세슘 세륨 클로라이드 섬광체를 제조할 수 있다. 단결정의 세슘 세륨 클로라이드의 모든 표면은 연마 천(polishing cloth) 위에서 0.02 μm 크기의 산화 알루미늄(Al2O3) 분말을 연마제로 사용하는 연마 공정으로 연마될 수 있다. 세슘 세륨 클로라이드 섬광체는 10 mm3 이상의 크기를 가질 수 있다.The method may further include preparing a single crystal cesium cerium chloride in a cylindrical shape. This may be to investigate the flash properties of cesium cerium chloride of a single crystal. After the cesium cerium chloride of a single crystal is cut to a certain size, all surfaces may be polished to prepare a cylindrical cesium cerium chloride scintillator. All surfaces of the single crystal cesium cerium chloride can be polished by a polishing process using 0.02 μm aluminum oxide (Al 2 O 3 ) powder as an abrasive on a polishing cloth. Cesium cerium chloride scintillators may have a size of at least 10 mm 3 .

이와는 달리, 세슘 세륨 클로라이드 섬광체는 브리지만 방식으로 제조될 수 있으며, 분말(powder) 형태 또는 다결정(poly crystal) 형태의 세슘 세륨 클로라이드 섬광체로도 제조될 수 있다.Alternatively, the cesium cerium chloride scintillator may be prepared in a bridging manner and may also be made of cesium cerium chloride scintillator in powder or polycrystal form.

본 발명은 상기한 세슘 세륨 클로라이드 섬광체를 포함하는 방사선 센서를 제공할 수 있다. 방사선 센서는 의학 분야 또는 산업 분야에서 방사선 검출 장치로 사용될 수 있다. 세슘 세륨 클로라이드 섬광체를 포함하는 방사선 센서는 의학 분야에서 앵거 카메라, 전산화 단층촬영 시스템, 양전자 방출 단층촬영 시스템 또는 단일광자 방출 단층촬영 시스템에 포함될 수 있으며, 산업 분야에서 엑스선, 감마선, 자외선, 전자선, 알파입자, 베타입자 및 중성자 중에서 선택된 적어도 하나의 방사선량을 측정할 수 있다.The present invention can provide a radiation sensor comprising the cesium cerium chloride scintillator. The radiation sensor may be used as a radiation detection device in the medical field or the industrial field. Radiation sensors containing cesium cerium chloride scintillators may be included in anger cameras, computerized tomography systems, positron emission tomography systems or single photon emission tomography systems in the medical field, and in the industrial field include X-rays, gamma rays, ultraviolet rays, electron beams, alpha At least one radiation dose selected from particles, beta particles and neutrons can be measured.

도 1 내지 도 3은 각각 본 발명의 실시예에 따른 방사선 센서용 섬광체의 발광 스펙트럼, 형광 감쇠 시간 특성 그래프 및 137Cs 662keV 감마선에 대한 에너지 분해능 그래프들이다.1 to 3 are graphs showing emission spectra, fluorescence decay time characteristics, and energy resolution graphs for 137 Cs 662keV gamma rays, respectively, of the scintillator for a radiation sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

실온에서의 상대적인 광 출력과 형광 감쇠 시간은 RbCs 광전자 증배관을 사용하는 파고 분석장치(pulse height analysis system)로 측정한 것이다. 광전자 증 배관에서 나온 신호는 증폭기(×10 또는 ×100)를 사용하여 증폭한 후, 400 MHz 플래시 아날로그 디지털 변환기(Flash Analog to Digital Converter : FADC)를 거친 다음 ROOT 프로그램을 사용하여 분석하였다.Relative light output and fluorescence decay time at room temperature were measured with a pulse height analysis system using RbCs photomultipliers. The signal from the photomultiplier tube was amplified using an amplifier (× 10 or × 100), followed by a 400 MHz Flash Analog to Digital Converter (FADC), and analyzed using a ROOT program.

도 1을 참조하면, 세슘 세륨 클로라이드 섬광체의 광 출력 특성을 알아보기 위해 분광기를 사용하여 300 ~ 600 nm 범위에서 측정한 발광 스펙트럼이 도시되어 있다. 도시된 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 세슘 세륨 클로라이드 섬광체는 360 ~ 500 nm 범위의 발광 파장 및 410 nm의 최대 피크(peak) 파장을 가질 수 있다. 또한, 세슘 세륨 클로라이드 섬광체의 광 출력은 30,700 phs/MeV 정도임을 알 수 있다.Referring to FIG. 1, the emission spectrum measured in the range of 300 to 600 nm using a spectrometer is shown to determine the light output characteristics of cesium cerium chloride scintillator. As shown, the cesium cerium chloride scintillator according to an embodiment of the present invention may have an emission wavelength in the range of 360 to 500 nm and a maximum peak wavelength of 410 nm. In addition, it can be seen that the light output of cesium cerium chloride scintillator is about 30,700 phs / MeV.

도 2를 참조하면, 세슘 세륨 클로라이드 섬광체의 형광 감쇠 시간 특성을 알아보기 위해 세슘 세륨 클로라이드 섬광체에 137Cs 662 keV 감마선을 조사하여 측정한 형광 감쇠 시간들이 도시되어 있다. 그래프에서 얇은 실선은 실제 측정값들이고, 굵은 실선은 실제 측정값들의 추세선이다. 도시된 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 세슘 세륨 클로라이드 섬광체는 하나의 시간 성분을 가지는 것을 알 수 있다. 하나의 시간 성분은 50 ns이다. 이에 따라, 세슘 세륨 클로라이드 섬광체는 50 ns인 빠른 시간 특성을 갖는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, fluorescence decay times measured by irradiating cesium cerium chloride scintillator with 137 Cs 662 keV gamma rays are illustrated. The thin solid line in the graph is the actual measurement value, and the thick solid line is the trend line of the actual measurement values. As shown, it can be seen that the cesium cerium chloride scintillator according to an embodiment of the present invention has one time component. One time component is 50 ns. Accordingly, it can be seen that the cesium cerium chloride scintillator has a fast time characteristic of 50 ns.

도 3을 참조하면, 세슘 세륨 클로라이드 섬광체의 에너지 분해능을 알아보기 위해 세슘 세륨 클로라이드 섬광체에 137Cs 662 keV 감마선을 조사하여 측정한 섬광 현상의 값들이 도시되어 있다. 그래프에서 얇은 실선은 실제 측정값들이고, 굵은 실선은 실제 측정값들의 통계적으로 계산한 선이다. 도시된 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 세슘 세륨 클로라이드 섬광체는 137Cs 662 keV 감마선에 대해 5.5% 정도의 에너지 분해능을 가지는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, values of scintillation phenomena measured by irradiating cesium cerium chloride scintillator with 137 Cs 662 keV gamma rays are illustrated. The thin solid line in the graph is the actual measurement, and the thick solid line is the statistically calculated line of the actual measurement. As shown, it can be seen that the cesium cerium chloride scintillator according to the embodiment of the present invention has an energy resolution of about 5.5% for 137 Cs 662 keV gamma rays.

상기한 본 발명의 실시예에 따른 세슘 세륨 클로라이드 섬광체는 방사선에 대한 감도가 높고, 광 출력이 30,700 phs/MeV로 크며, 형광 감쇠 시간이 50 ns로 빠른 시간 특성을 보이기 때문에, 방사선 영상을 획득하기 위한 감마 카메라, 전산화 단층촬영 시스템, 양전자 방출 단층촬영 시스템 또는 단일 광자 방출 단층촬영 시스템에 포함되어 사용될 수 있다. 특히 시간 특성이 매우 빠르기 때문에, 양전자 방출 단층촬영 시스템용 섬광체로 적합하다. 아울러, 자외선, 엑스선, 전자선, 알파입자, 베타입자, 감마선 및 중성자 등과 같은 다양한 방사선에 대한 방사선량 측정을 위한 방사선 센서에 포함되어 사용될 수도 있다.The cesium cerium chloride scintillator according to the embodiment of the present invention has a high sensitivity to radiation, a light output of 30,700 phs / MeV, and a fast fluorescence decay time of 50 ns, thereby obtaining a radiographic image. For use in a gamma camera, a computed tomography system, a positron emission tomography system, or a single photon emission tomography system. In particular, because of their very fast time characteristics, they are suitable as scintillators for positron emission tomography systems. In addition, it may be used in a radiation sensor for measuring the radiation dose for various radiations such as ultraviolet rays, X-rays, electron beams, alpha particles, beta particles, gamma rays and neutrons.

앞서 개시된 예시적인 바람직한 실시예들을 이용하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 범위는 개시된 실시예들에 한정되지 않습니다. 오히려, 본 발명의 범위에는 다양한 변형 예들 및 그 유사한 구성들이 모두 포함될 수 있도록 하려는 것입니다. 따라서, 청구범위는 그러한 변형 예들 및 그 유사한 구성들 모두를 포함하는 것으로 가능한 폭넓게 해석되어야 합니다.Although the present invention has been described using the above-described exemplary preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to the disclosed embodiments. Rather, the scope of the present invention is intended to include various modifications and similar constructions. Accordingly, the claims should be construed as broadly as possible to encompass all such variations and similar constructions.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방사선 센서용 섬광체의 발광 스펙트럼 그래프;1 is a light emission spectrum graph of a scintillator for a radiation sensor according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 방사선 센서용 섬광체의 형광 감쇠 시간 특성 그래프;2 is a graph of fluorescence decay time characteristics of a scintillator for a radiation sensor according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방사선 센서용 섬광체의 137Cs 662keV 감마선에 대한 에너지 분해능 그래프.Figure 3 is a graph of energy resolution of 137Cs 662keV gamma rays of the scintillator for radiation sensors according to an embodiment of the present invention.

Claims (9)

세슘 클로라이드와 세륨 클로라이드를 모체로 하는 세슘 세륨 클로라이드 섬광체.Cesium cerium chloride scintillator based on cesium chloride and cerium chloride. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 360 ~ 500 nm 범위의 발광 파장 및 410 nm의 최대 피크 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 세슘 세륨 클로라이드 섬광체.Cesium cerium chloride scintillator characterized by having an emission wavelength in the range of 360 to 500 nm and a maximum peak wavelength of 410 nm. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 10 mm3 이상의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 세슘 세륨 클로라이드 섬광체.Cesium cerium chloride scintillator having a size of 10 mm 3 or more. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 분말, 단결정 또는 다결정 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 세슘 세륨 클로라이드 섬광체.Cesium cerium chloride scintillator, characterized in that it has a powder, monocrystalline or polycrystalline form. 세슘 클로라이드와 세륨 클로라이드로 이루어진 모체를 준비하는 단계; 및Preparing a matrix consisting of cesium chloride and cerium chloride; And 상기 모체로부터 세슘 세륨 클로라이드를 육성하는 단계를 포함하는 세슘 세 륨 클로라이드 섬광체의 제조 방법.Cesium cerium chloride scintillation method comprising the step of growing cesium cerium chloride from the parent. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 모체를 준비하는 단계는 상기 세슘 클로라이드와 상기 세륨 클로라이드를 1:2 몰비로 혼합하는 것을 특징으로 하는 세슘 세륨 클로라이드 섬광체의 제조 방법.The preparing of the parent compound is a method of producing cesium cerium chloride scintillator, characterized in that the mixing of the cesium chloride and the cerium chloride in a 1: 2 molar ratio. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 세슘 세륨 클로라이드를 육성하는 단계는 초클라스키 방식 또는 브리지만 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 세슘 세륨 클로라이드 섬광체의 제조 방법.The step of growing the cesium cerium chloride is a method of producing a cesium cerium chloride scintillator, characterized in that using the Choklasky method or Bridgeman method. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 육성된 세슘 세륨 클로라이드를 원통형으로 제조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세슘 세륨 클로라이드 섬광체의 제조 방법.A method for producing cesium cerium chloride scintillator further comprising the step of producing the grown cesium cerium chloride in a cylindrical shape. 세슘 클로라이드와 세륨 클로라이드를 모체로 하는 세슘 세륨 클로라이드 섬광체를 포함하는 방사선 센서.A radiation sensor comprising a cesium cerium chloride scintillator based on cesium chloride and cerium chloride.
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