KR20090119036A - Radiation sensor scintillator, and method of fabricating and applying the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 방사선 센서용 섬광체, 및 그 제조 및 응용 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로 세슘 나트륨 세륨 브로마이드 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 sodium cerium bromide 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 브로마이드(CsBr), 나트륨 브로마이드(NaBr)와 세륨 브로마이드(CeBr3)를 모체로 하는 세슘 나트륨 세륨 브로마이드(Cs2NaCeBr6) 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 sodium cerium bromide (Cs 2 NaCeBr 6 ) scintillator based on cesium bromide (CsBr), sodium bromide (NaBr) and cerium bromide (CeBr 3 ).
세슘 나트륨 세륨 브로마이드 섬광체는 380 ~ 460 nm 범위의 발광 파장 및 415 nm의 최대 피크 파장을 가질 수 있다.The cesium sodium cerium bromide scintillator may have an emission wavelength in the range of 380-460 nm and a maximum peak wavelength of 415 nm.
세슘 나트륨 세륨 브로마이드 섬광체는 10 mm3 이상의 크기를 가질 수 있다.The cesium sodium cerium bromide scintillator may have a size of at least 10 mm 3 .
세슘 나트륨 세륨 브로마이드 섬광체는 분말, 단결정 또는 다결정 형태를 가 질 수 있다.Cesium sodium cerium bromide scintillators can have a powder, monocrystalline or polycrystalline form.
또한, 상기한 다른 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 방사선 센서용 섬광체의 제조 방법을 제공한다. 이 방법은 세슘 브로마이드(CsBr), 나트륨 브로마이드(NaBr)와 세륨 브로마이드(CeBr3)로 이루어진 모체를 준비하는 단계 및 모체로부터 세슘 나트륨 세륨 브로마이드(Cs2NaCeBr6)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 include preparing a matrix of cesium bromide (CsBr), sodium bromide (NaBr) and cerium bromide (CeBr 3 ), and growing cesium sodium cerium bromide (Cs 2 NaCeBr 6 ) from the parent. .
모체를 준비하는 단계는 세슘 브로마이드와 나트륨 브로마이드와 세륨 브로마이드를 2:1:1 몰비로 혼합하는 단계 및 혼합된 세슘 브로마이드와 나트륨 브로마이드와 세륨 브로마이드를 진공 분위기에서 석영 앰플에 주입하여 밀봉하는 단계를 포함할 수 있다.The preparation of the matrix includes mixing cesium bromide, sodium bromide, and cerium bromide in a 2: 1: 1 molar ratio, and injecting the mixed cesium bromide, sodium bromide, and cerium bromide into a quartz ampoule in a vacuum atmosphere to seal it. can do.
석영 앰플은 일 단부가 뾰족한 형태일 수 있다.The quartz ampoule may have a pointed shape at one end.
세슘 나트륨 세륨 브로마이드를 육성하는 단계는 브리지만 방식을 이용할 수 있다.The step of growing cesium sodium cerium bromide may use the bridging method.
육성된 세슘 나트륨 세륨 브로마이드를 원통형으로 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further comprise preparing the grown cesium sodium cerium bromide into a cylinder.
이에 더하여, 상기한 또 다른 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 방사선 센서를 제공한다. 이 방사선 센서는 상기한 세슘 나트륨 세륨 브로마이드(Cs2NaCeBr6) 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 sodium cerium bromide (Cs 2 NaCeBr 6 ) 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 나트륨 세륨 브로마이드 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 나트륨 세륨 브로마이드 섬광체가 응용될 수 있으며, 특히 세슘 나트륨 세륨 브로마이드 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, the cesium sodium cerium bromide scintillator with high sensitivity to radiation, high light output, and short fluorescence decay time can be provided according to the problem solving means of the present invention. Accordingly, cesium sodium cerium bromide scintillators may be applied to medical imaging systems, such as an Anger camera, computerized tomography system, positron emission tomography system, or single photon emission tomography system for obtaining radiographic images, in particular cesium sodium cerium The bromide scintillator is very suitable for positron emission tomography systems because of its very fast decay time characteristics. 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 나트륨 세륨 브로마이드(Cs2NaCeBr6) 섬광체일 수 있다. 이 세슘 나트륨 세륨 브로마이드 섬광체는 세슘 브로마이드(CsBr)와 나트륨 브로마이드(NaBr)와 세륨 브로마이드(CeBr3)를 모체로 할 수 있다.The scintillator for a radiation sensor according to an embodiment of the present invention may be cesium sodium cerium bromide (Cs 2 NaCeBr 6 ) scintillator. This cesium sodium cerium bromide scintillator can be based on cesium bromide (CsBr), sodium bromide (NaBr) and cerium bromide (CeBr 3 ).
세슘 나트륨 세륨 브로마이드 섬광체의 제조 방법은 세슘 브로마이드와 나트륨 브로마이드와 세륨 브로마이드로 이루어진 모체를 준비하는 단계 및 모체로부터 세슘 나트륨 세륨 브로마이드를 육성하는 단계를 포함할 수 있다.The method for producing cesium sodium cerium bromide scintillator may include preparing a matrix consisting of cesium bromide, sodium bromide and cerium bromide, and growing cesium sodium cerium bromide from the mother.
모체를 준비하는 단계는 세슘 브로마이드와 나트륨 브로마이드와 세륨 브로마이드를 2:1:1 몰비로 혼합하는 단계 및 혼합된 세슘 브로마이드와 나트륨 브로마이드와 세륨 브로마이드를 진공 분위기에서 일 단부가 뾰족한 석영 앰플(ampul)에 주입하여 밀봉하는 단계를 포함할 수 있다. 진공 분위기는 약 10-5 torr일 수 있다.The step of preparing the matrix was performed by mixing cesium bromide, sodium bromide, and cerium bromide in a 2: 1: 1 molar ratio, and mixing the mixed cesium bromide, sodium bromide, and cerium bromide into a quartz ampule having one end point in a vacuum atmosphere. Injecting and sealing may be included. The vacuum atmosphere may be about 10 −5 torr.
세슘 나트륨 세륨 브로마이드를 육성하는 단계는 브리지만(bridgman) 방식을 이용할 수 있다. 혼합된 세슘 브로마이드와 나트륨 브로마이드와 세륨 브로마이드를 밀봉하고 있는 석영 앰플을 브리지만 전기로를 이용하여 단결정의 세슘 나트륨 세륨 브로마이드를 육성할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 단결정의 세슘 나트륨 세륨 브로마이드의 육성 조건들인 브리지만 전기로에서 석영 앰플의 하강 속도 및 결정 성장부의 온도 기울기는 각각 0.18 mm/h 및 10 ℃/cm로 하였다. 이러한 육성 조건들은 모체의 양 또는 석영 앰플의 크기에 따라 달라질 수 있으며, 브리지만 전기로에서 석영 앰플의 하강 속도 및 결정 성장부의 온도 기울기는 서로 상보성을 가지는 특징이 있다. 일 단부가 뾰족한 석영 앰플을 사용한 이유는 단결정의 세슘 나트륨 세륨 브로마이드를 육성시키기 위한 단결정의 씨결정(seed crystal)이 용이하게 생성시키기 위한 것이다.The step of growing cesium sodium cerium bromide may use a bridgman method. A single crystal of cesium sodium cerium bromide can be grown using a Bridgman electric furnace in a quartz ampoule sealing the mixed cesium bromide, sodium bromide and cerium bromide. The falling rate of the quartz ampoule and the temperature gradient of the crystal growth section were 0.18 mm / h and 10 ° C./cm, respectively, in the Bridgman electric furnace, which were the growth conditions of the single crystal cesium sodium cerium bromide according to the embodiment of the present invention. These growth conditions may vary depending on the amount of the mother or the size of the quartz ampoule, and the falling speed of the quartz ampule and the temperature gradient of the crystal growth part in the Bridgeman electric furnace have complementarity characteristics. The reason why one end of the quartz ampoule is used is to easily generate a single crystal seed crystal for growing single crystal cesium sodium cerium bromide.
단결정의 세슘 나트륨 세륨 브로마이드를 원통형으로 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이는 단결정의 세슘 나트륨 세륨 브로마이드의 섬광 특성을 조사하기 위한 것일 수 있다. 단결정의 세슘 나트륨 세륨 브로마이드를 일정한 크기로 자른 후, 모든 표면을 연마하여 원통형의 세슘 나트륨 세륨 브로마이드 섬광체를 제조할 수 있다. 단결정의 세슘 나트륨 세륨 브로마이드의 모든 표면은 연마 천(polishing cloth) 위에서 0.02 μm 크기의 산화 알루미늄(Al2O3) 분말을 연마제로 사용하는 연마 공정으로 연마될 수 있다. 세슘 나트륨 세륨 브로마이드 섬광체는 10 mm3 이상의 크기를 가질 수 있다.The method may further include preparing a single crystal of cesium sodium cerium bromide into a cylinder. This may be to investigate the flash properties of the single crystal cesium sodium cerium bromide. A single crystal of cesium sodium cerium bromide may be cut to a certain size and then all surfaces may be polished to produce a cylindrical cesium sodium cerium bromide scintillator. All surfaces of the monocrystalline cesium sodium cerium bromide 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. The cesium sodium cerium bromide scintillator may have a size of at least 10 mm 3 .
이와는 달리, 세슘 나트륨 세륨 브로마이드 섬광체는 분말(powder) 형태 또는 다결정(poly crystal) 형태의 세슘 나트륨 세륨 브로마이드 섬광체로도 제조될 수 있다.Alternatively, the cesium sodium cerium bromide scintillator may also be prepared as cesium sodium cerium bromide scintillator in powder form or polycrystalline form.
본 발명은 상기한 세슘 나트륨 세륨 브로마이드 섬광체를 포함하는 방사선 센서를 제공할 수 있다. 방사선 센서는 의학 분야 또는 산업 분야에서 방사선 검출 장치로 사용될 수 있다. 세슘 나트륨 세륨 브로마이드 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 sodium cerium bromide scintillator. The radiation sensor may be used as a radiation detection device in the medical field or the industrial field. Radiation sensors, including cesium sodium cerium bromide scintillators, can 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, At least one radiation dose selected from alpha 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 증배관에서 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 was amplified using an amplifier (× 10 or × 100), followed by a 400 MHz Flash Analog to Digital Converter (FADC), and then analyzed using a ROOT program.
도 1을 참조하면, 세슘 나트륨 세륨 브로마이드 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 나트륨 세륨 브로마이드 섬광체는 380 ~ 460 nm 범위의 발광 파장 및 415 nm의 최대 피크(peak) 파 장을 가질 수 있다. 또한, 세슘 나트륨 세륨 브로마이드 섬광체의 광 출력은 25,000 phs/MeV 정도임을 알 수 있다.Referring to Figure 1, the emission spectrum measured in the
도 2를 참조하면, 세슘 나트륨 세륨 브로마이드 섬광체의 형광 감쇠 시간 특성을 알아보기 위해 세슘 나트륨 세륨 브로마이드 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 나트륨 세륨 브로마이드 섬광체는 두 개의 시간 성분을 가지는 것을 알 수 있다. 두 개의 시간 성분은 각각 79 ns인 빠른 시간 성분과 502 ns인 느린 시간 성분이다. 빠른 시간 성분인 79 ns는 전체 형광의 대부분인 96.5%를 차지하며, 느린 시간 성분인 502 ns는 전체 형광의 3.5%를 차지한다. 이에 따라, 세슘 나트륨 세륨 브로마이드 섬광체는 79 ns인 빠른 시간 특성을 갖는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, fluorescence decay times measured by irradiating 137 Cs 662 keV gamma rays to the cesium sodium cerium bromide scintillator are illustrated to determine the fluorescence decay time characteristics of the cesium sodium cerium bromide scintillator. 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 sodium cerium bromide scintillator according to the embodiment of the present invention has two time components. The two time components are a fast time component of 79 ns and a slow time component of 502 ns, respectively. The fast time component 79 ns accounts for 96.5% of the total fluorescence and the slow time component 502 ns accounts for 3.5% of the total fluorescence. Accordingly, it can be seen that the cesium sodium cerium bromide scintillator has a fast time characteristic of 79 ns.
도 3을 참조하면, 세슘 나트륨 세륨 브로마이드 섬광체의 에너지 분해능을 알아보기 위해 세슘 나트륨 세륨 브로마이드 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 나트륨 세륨 브로마이드 섬광체는 137Cs 662 keV 감마선에 대해 6.7% 정도의 에너지 분해능을 가지는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, values of scintillation phenomena measured by irradiating 137 Cs 662 keV gamma rays to the cesium sodium cerium bromide scintillator are shown to determine the energy resolution of the cesium sodium cerium bromide scintillator. 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, the cesium sodium cerium bromide scintillator according to an embodiment of the present invention has an energy resolution of about 6.7% for 137 Cs 662 keV gamma rays.
상기한 본 발명의 실시예에 따른 세슘 나트륨 세륨 브로마이드 섬광체는 방 사선에 대한 감도가 높고, 광 출력이 25,000 phs/MeV로 크며, 형광 감쇠 시간이 79 ns(96.5%)로 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 sodium cerium bromide scintillator according to the embodiment of the present invention has high sensitivity to radiation, a light output of 25,000 phs / MeV, and a fast fluorescence decay time of 79 ns (96.5%). And a gamma camera, a computed tomography system, a positron emission tomography system, or a single photon emission tomography system for acquiring a radiographic image. 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 (10)
Priority Applications (1)
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| KR1020080044835A KR20090119036A (en) | 2008-05-15 | 2008-05-15 | Radiation sensor scintillator, and method of fabricating and applying the same |
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| KR1020080044835A KR20090119036A (en) | 2008-05-15 | 2008-05-15 | Radiation sensor scintillator, and method of fabricating and applying the same |
Publications (1)
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ID=41602785
Family Applications (1)
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| KR1020080044835A KR20090119036A (en) | 2008-05-15 | 2008-05-15 | Radiation sensor scintillator, and method of fabricating and applying the same |
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-
2008
- 2008-05-15 KR KR1020080044835A patent/KR20090119036A/en not_active Application Discontinuation
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