• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.432-432
• /
• 2013

현대에 이르러 직접방식 엑스선 검출기에서는 기존의 a-Se을 주로 이용하였지만, 고전압 인가에 따른 회로 손상과 짧은 수명, 그리고 누설전류에 따른 안전의 문제 등으로 낮은 에너지 밴드갭과 높은 흡수효율, 비저항 등에 의거한 다양한 대체 물질에 대한 연구가 활발하게 이루어져가고 있다. 본 논문에서는 직접방식 엑스선 검출물질로 전기이동도와 흡수효율이 뛰어나고, 밴드갭이 낮아 태양전지분야 뿐만 아니라 최근 엑스선 검출물질로 각광받고 있는 CdTe를 선정하였다. 연구의 목적은 PVD (Physical Vapor Deposition)방식의 CdTe 검출 물질의 제작과정에서 CdTe가 기화되어 하부전극 기판에 증착될 시, 하부전극 기판 온도에 따른 CdTe의 박막형성과 전기적 측정을 실시하여 그에 따른 최적의 증착조건을 선정하는 것이다. 하부전극 기판으로는 Au/glass를 사용하였으며 증착 시, $200^{\circ}C$, $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$로 나누어 특성을 평가하였다. 시료는 파우더형태의 다결정CdTe를 120 g를 사용하여 증착완료 시, 약 $100{\mu}m$의 박막두께를 구현하였다. PVD증착의 조건으로는 Mo재질의 보트를 사용하였으며, 증착 시 진공도는 $5{\times}10^{-6}$ Torr, 보트온도는 약 $350^{\circ}C$ 소요시간은 5시간이었다. 증착이 완료된 CdTe의 표면구조와 전기적 특성평가를 위해 SEM촬영을 실시하였고, 전기적 특성 평가를 위해 CdTe표면에 Au를 PVD방식으로 증착하였다. 실험 결과 SEM촬영을 이용한 표면특성에서는 하부전극 기판의 온도가 높아질수록 표면 결정입자가 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 전기적 특성에서도 하부전극 기판의 온도가 증가할수록 RQA-5 조건의 70 kVp, 100 mA, 0.03 sec 엑스선에 대한 우수한 민감도와 암전류 값을 확인하였다. 이러한 결과는 증착과정에서 온도에 따른 다결정 CdTe의 표면결정 크기 증가는 동일한 면적에서 표면결정 수의 감소를 뜻한다. 이는 결정간의 경계에서 트랩 되어지는 전자가 감소하고, 전자의 이동도 또한 높은 효율을 나타냄을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구를 통하여 CdTe기반의 직접방식 엑스선 검출기 제작과정에서 증착 시 하부전극기판 온도가 증가할수록 결정의 크기가 증가하여 최적의 전기적 특성을 나타냄을 검증할 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제3권1호
• /
• pp.17-21
• /
• 2009

최근 의료진단 분야와 다른 적용분야를 위해 대면적 매트릭스 구조의 엑스선 영상이 활발하게 연구되어 오고 있다. 본 연구에서는, 의료진단을 위한 새로운 평판형 디지털 엑스선 가스 검출기를 제안하고 그에 따른 특성을 검증하고자 한다. 대기압에 반해 가스를 주입하는 어려움 때문에 챔버 형태의 구조로 만들어 질 뿐, 평판형 디지털 엑스선 가스 검출기는 아직 어디에서도 연구된 바 없다. 이에 본 연구에서는 디스플레이 패널 제작 기술을 이용하여 샘플제작을 성공하였다. 실험적인 측정을 위해 만들어진 샘플은 상판에는 유리기판위에 전극, 절연층, 산화마그네슘 보호막을 형성하였으며, 하판에는 엑스선 형광층과 전극을 형성하였다. 누설전류와 엑스선 민감도를 측정하였으며, 전기장에 대한 민감도의 선형성 측정 등의 전기적 특성평가를 실시하였다. 이에 대한 결과로 안정된 누설전류와 엑스선 민감도를 얻었다. 그리고 조사 선량에 따라 좋은 선형성을 보이는 등 넓은 진단 동적영역을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 평판형 엑스선 가스 검출기의 디지털 엑스선 영상 검출기로의 적용 가능성을 확인 할 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제12권7호
• /
• pp.929-934
• /
• 2018

영상의 질 향상과 물질 분석 등을 위해 엑스선을 카운팅하여 검출하기 위한 연구가 활발하다. 본 연구에서는 MPPC 어레이를 사용하여 엑스선 포톤 카운팅을 위한 검출기를 설계하였고, 시뮬레이션을 통해 검출기 특성을 평가하였다. GATE를 사용하여 엑스선과 섬광체와 반응한 위치 정보를 획득하였고, 이 정보를 DETECT2000의 빛 발생 위치로 사용하였다. 0.5 mm와 1 mm 두께의 GAGG 섬광체를 사용하였으며, $4{\times}4$ 어레이의 MPPC를 통해 발생된 빛을 획득하였다. 각 채널별로 획득한 빛의 신호를 통해 영상을 재구성하여 설계한 검출기의 분해능을 확인하였다. 0.5 mm와 1 mm 두께의 GAGG 섬광체에서 모두 2 lp/mm 이상의 영상을 획득하였다. 본 검출기를 엑스선 시스템에 사용할 경우 포톤 카운팅이 가능한 저비용의 시스템을 구축할 수 있을 것이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2022년도 추계학술대회
• /
• pp.245-247
• /
• 2022

엑스선 후방산란 영상획득기술은 물체에서 산란되는 엑스선을 활용하여 피조사체 내부 영상을 획득할 수 있는 기술로 영상획득을 위해서는 시스템은 엑스선 발생장치와 산란 엑스선을 측정하기 위한 검출시스템을 포함하여야 한다. 엑스선 후방산란 영상획득장치는 고속으로 회전하는 회전 콜리메이터를 통해 생성되는 엑스선을 샘플링 간격으로 실시간 신호를 획득하여야 하며 이를 위해서는 고속 신호획득장치가 요구된다. 우리는 후방산란 영상획득장치를 위해 대면적 플라스틱 섬광체(500×600×50mm3)와 광증배관으로 구성된 후방산란 엑스선 획득용 센서부에서 생성되는 신호의 변환 및 전달하기 위한 고속 다채널 신호획득장치를 개발하였다. 개발한 후방산란 영상획득용 검출시스템은 최소 15u초 간격으로 신호의 획득이 가능하며 최대 6채널의 신호의 변환 및 전달이 가능한 시스템으로 고속 후방산란 엑스선 영상획득이 가능하다. 개발된 검출시스템은 개별 센서의 보정을 위한 전압, 신호이득, 저레벨 제거 등의 원격 조절 기능을 포함한다. 현재 우리는 다양한 조건에서 엑스선 후방산란 영상획득을 적용 시험을 수행하고 있다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제15권5호
• /
• pp.705-713
• /
• 2021

엑스선 영상 시스템으로부터 획득한 영상의 공간주파수에 대한 해상도를 분석하기 위해 변조전달함수(modulation-transfer function, MTF)를 계산한다. 일반적으로 검출기의 응답함수는 슬릿-카메라를 사용하여 선분포함수(line-spread function, LSF)를 획득하고, 푸리에 변환을 거쳐 변조전달함수를 도출한다. 엑스선이 항상 슬릿-카메라 중심에 입사해야 된다는 조건 때문에 실험자에 의해 발생하는 검출기와 슬릿-카메라의 기울임은 검출기 성능에 영향을 미치게 된다. 이와 더불어 기울임에 확대율이 더해진다면 엑스선 영상 시스템의 성능평가에 문제가 발생할 것이다. 본 연구에서는 실험적 오차에 기인하여 이를 변조전달함수, 즉 푸리에 도메인에서 실험과 분석모델을 해석하였고, 공간주파수에 미치는 영향을 분석하였다. 나아가 다양한 엑스선 영상 시스템에 있어 성능평가가 실시되어야 할 것이고, 실험적 오차는 불가결하게 발생하며 이를 허용할 수 있는 범위에 대한 검토가 이루어져야 한다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.345-353
• /
• 2021

디지털 래디오그라피 이미징 시스템으로 환자의 병변 진단에 있어 도움을 줄 수도 있으나 인체에 입사되는 엑스선이 물질과의 상호작용으로 인해 산란선이 발생되면 엑스선 영상의 신호 및 노이즈 특성에 영향을 미치게 된다. 인체를 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA)로 간주하고 PMMA에서 발생되는 산란선이 엑스선 영상에 미치는 특성을 관찰하기 위해 공간 영역에서 신호 및 노이즈 분석뿐만 아니라 공간주파수 영역에서 노이즈-파워 스펙트럼(noise-power spectrum, NPS) 그리고 제로주파수에서 양자검출효율(detective quantum efficiency, DQE)을 계산하였다. PMMA 두께 증가에 따라 신호는 감소, 노이즈는 증가하였으며 전반적인 공간주파수에서 노이즈-파워 스펙트럼의 저하가 확인되었다. 이러한 특성을 바탕으로 제로주파수 성능 또한 저하되는 결과를 보였다. 간접변환방식 검출기의 산란선에 의한 제로주파수 성능을 보다 정량적으로 분석하기 위해 몬테칼로 시뮬레이션과의 비교분석이 이루어져야 할 것이다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제10권6호
• /
• pp.451-456
• /
• 2016

방사선 검사로 환자의 병을 진단하기 위해서는 방사선 피폭이 따르게 된다. 최소한의 피폭으로 병변을 진단하는 일반촬영에 이중 엑스선 에너지 기법의 임상적용 가능성을 SNR 및 화질 점수화의 지표로 조사하였다. 이중 엑스선 에너지 기법은 검출기로 사용되는 두 개의 Image Plate 사이에 0.5 mm 두께의 Cu와 Al 필터를 추가함으로써 구현하였다. 한 번의 엑스선 조사로 획득된 두 IP 영상을 Subtraction 및 Enhance Contrast 기법을 적용하여 획득하였다. Enhance 영상은 첫 번째 IP에서 획득한 First 영상보다 SNR이 우수한 것으로 측정되었다. 이 일반촬영의 이중 엑스선 에너지 기법은 피폭선량을 줄이면서 영상의 품질을 높일 수 있는 방법으로 임상에서 매우 유용하게 적용될 수 있을 것이다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.215-222
• /
• 2016

엑스선유방촬영술은 다양한 유방질환 중 석회화 병변을 진단하는데 가장 효과적인 방법이다. 환자의 의료피폭 저감과 진단에 필요한 최적의 영상을 얻기 위해서는 성능유지를 지속적으로 관리해야 한다. 엑스선유방촬영술에서 엑스선을 발생시키는 양극의 경사각도는 중심선을 기준으로 하기 때문에 조사야 내의 위치에 따라 엑스선관의 유효초점이 미세하게 달라질 수 있어 공간분해능의 차이가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 디지털 엑스선유방촬영장치에서 검출기 위치에 따른 LSF를 측정하여 MTF를 계산함으로써 공간분해능 변화에 대해서 연구하였다. 와이어 직경에 대한 변화에서 $50{\mu}m$ 직경의 와이어의 경우 가장 높은 공간주파수 값을 나타냈으며 검출기의 픽셀보다 작은 직경을 갖는 와이어를 사용해야 검출기의 공간주파수에 따른 응답을 바르게 구할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 조사야 내의 검출기의 위치에 따라서 공간주파수는 중심부분의 와이어가 나머지 와이어보다 우수한 MTF 특성을 보였으나, 그 차이는 미소하게 나타났다. 또한 중앙부분에서 반치폭 또는 유효초첨이 가장 작게 나타났으며 중앙에서 벗어날수록 반치폭이 증가하여 공간분해능이 낮아진 것으로 나타났다.

• 한국광학회지
• /
• 제13권3호
• /
• pp.189-196
• /
• 2002

파장 50 $\AA$ 이하의 연엑스선 영역에서 사용될 평면결상형 연엑스선 분광기의 구성요소와 정렬조건을 결정하고 분광기의 분광학적 특성을 해석하였다. 평면결상형 연엑스선 분광기는 토로이드거울, 실틈, 비등간격 오목에돌이발, 연엑스선 검출기로 구성되어 있다. 토로이드거울과 홈간격이 2400 grooves/mm인 비등간격 오목에돌이발을 사용하여 공간분해된 빛띠가 단일 평면 위에 결상되도록 분광기를 구성하였다. 토로이드거울은 연엑스선 광선이 에돌이발에 비스듬하게 입사할 때 발생되는 비점 수차를 보상하기 위해 사용되었다. 파면수차 이론을 적용하여 분광기가 가지는 파장분해와 공간분해를 계산하고, 에돌이 현상에 대한 스칼라 이론을 적용하여 에돌이발의 에돌이효율을 계산하였다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.289-295
• /
• 2018

대부분의 진단용 방사선 장치는 엑스선을 사용하며, 엑스선은 다양한 에너지를 갖는 스펙트럼을 갖는다. 진단 영상에서 엑스선의 정량적 및 정성적 분석은 선량을 줄이면서 영상 화질을 유지하는데 필수적이다. 본 연구의 목적은 진단 영상에 사용되는 엑스선 스펙트럼을 몬테칼로 시뮬레이션으로 측정하는 것이다. 다양한 엑스선 에너지 스펙트럼이 몬테칼로 시뮬레이션으로 측정되었다. 이 스펙트럼들은 다항식을 보간 한 양극 텅스텐 모델에 의해 계산된 결과와 비교하였다. 엑스선 관전압은 50, 60, 80, 100, 110 kV 였다. 검출기로는 카드뮴 텔루라이드와 비정질 셀레늄 물질을 사용하였다. 엑스선 에너지 스펙트럼의 시뮬레이션 결과는 참조 결과와 일치하였고, NRMSD 값은 최소 1.1%에서 최대 5.7%를 보였다. 시뮬레이션 결과에 의하면 진단 영상을 획득할 때 적절한 관전압의 선택을 가능하게 할 것이다. 또한, 영상 획득 전 환자에 전달되는 선량을 예측하는데 기여할 것이다.