A 3-D Measuring System of Thermoluminescence Spectra and Thermoluminescence of CaSO₄ : Dy, P

열자극발광 스펙트럼의 3차원 측정 장치와 CaSO₄ : Dy, P의 열자극발광

In this paper, a three-dimensional measuring system of thermoluminescence(TL) spectra based on temperature, wavelength and luminescence intensity was introduced. The system was composed of a spectrometer, temperature control unit for thermal stimulation, photon detector and personal computer for control the entire system. Temperature control was achieved by using feedback to ensure a linear-rise in the sample temperature. Digital multimeter(KEITHLEY 195A) measures the electromotive force of Copper-Constantan thermocouple and then transmits the data to the computer through GPIB card. The computer converts this signal to temperature using electromotive force-temperature table in program, and then control the power supply through the D/A converter. The spectrometer(SPEX 1681) is controlled by CD-2A, which is controlled by the computer through RS-232 communication port. For measuring the luminescence intensity during the heating run, the electrometer(KEITHLEY 617) measures the anode current of photomultiplier tube(HAMAMATSU R928) and transmits the data to computer through the A/D converter. And, we measured and analyzed thermoluminescence of $CaSO_4$ : Dy, P using the system. The measuring range of thermoluminescence spectra was 300K-575K and 300~800 nm, $CaSO_4$ : Dy. P was fabricated by the Yamashita's method in Korea Atomic Energy Research Institute(KAERI) for radiation dosimeter. Thermoluminesce spectra of the $CaSO_4$ : Dy, P consist of two main peak at temperature of $205^{\circ}C$, wavelength 476 nm and 572 nm and with minor ones at 658 nm and 749 nm.

본 논문에서는 열자극발광 스팩트럼을 온도, 파장, 발광강도의 3차원으로 측정할 수 있는 장치를 소개하고, 고감도 TLD인 $CaSO_4$ : Dy, P의 열자극발광을 이 장치를 이용하여 측정하였다. 측정시스템은 분광장치(spectrometer), 열자극을 위한 온도조절부, 광검출기(photon detector) 그리고 전체 시스템을 제어하고 측정 데이터를 기록 및 디스플레이하기 위한 컴퓨터로 구성되어 있다. 온도조절은 피드백(feedback)을 방식을 이용하였고, 피드백을 위한 온도는 디지털멀티미터로 측정하고 GPIB를 통하여 제어용 컴퓨터에 보내지고 컴퓨터는 전원공급기(power supply)를 제어하게 된다. 분광장치는 SPEX CD-2A를 통하여 컴퓨터에 의해 제어되고 광검출은 광증배관(photomultiplier tube)을 이용하여 측정하고 A/D 변환기를 통하여 컴퓨터에 보내져 저장되게 된다. 고강도 TL 물질인 $CaSO_4$ : Dy, P의 열자극발광을 위 장치를 이용하여 측정하였다. 측정영역은 온도 $30{\sim}300^{\circ}C$ 그리고 파장 300~800 nm였다. $CaSO_4$ : Dy. P 물질은 한국원자력연구소에서 Yamashita법으로 누적 방사선량 측정용으로 개발된 물질이다. 측정결과 온도 약 $250^{\circ}C$, 파장 약 476 nm 그리고 572 nm에서 2개의 주(main) 피크(peak)가 관측되었으며, 온도 $205^{\circ}C$, 파장 658 nm 그리고 749 nm에서 매우 약한 발광 피크가 관측되었다.