• 전기전자학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.337-343
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• 2016

본 연구에서는 SiPM에 열진공증착법을 이용하여 증착한 미세기둥 구조의 CsI:Tl의 감마선 분광특성연구를 진행하였다. SEM장비를 사용하여 미세기둥 구조의 CsI:Tl의 두께와 각각의 CsI:Tl 미세기둥의 두께를 측정하였다. SEM 관측 결과 CsI:Tl의 두께는 $450{\mu}m$, $600{\mu}m$이다. SiPM에 $450{\mu}m$, $600{\mu}m$ 두께로 증착한 미세기둥 구조의 CsI:Tl은 표준 감마선원인 $^{133}Ba$, $^{137}Cs$를 사용하여 감마선의 분광특성 평가를 진행하였다. SiPM에 증착한 미세기둥 구조 CsI:Tl의 분광특성 평가는 $^{137}Cs$ 감마선 세기에 따른 응답 선형성과, 감마선 에너지 스펙트럼을 측정하였다. SiPM에 증착한 두께 $450{\mu}m$와 $600{\mu}m$ CsI:Tl은 감마선 세기에 따라 선형성을 나타났다. 또한 $^{133}Ba$과 $^{137}Cs$의 감마선 에너지 스펙트럼 측정 결과 $450{\mu}m$ 두께의 CsI:Tl은 $^{133}Ba$에 대한 특성이 좋게 평가되었고, $600{\mu}m$ 두께의 CsI:Tl은 $^{137}Cs$에서 우수한 특성을 확인할 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.27-35
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• 2017

본 연구의 목적은 DR (digital radiography) 장비에서 팬텀을 이용하여 간접변환방식의 CsI:Tl 검출기와 $Gd_2O_2S$ 검출기를 중심으로 두께가 두꺼운 흉부 팬텀과 중간 두께의 대퇴부 팬텀, 그리고 피사체의 두께가 얇은 손 팬텀의 영상을 획득하고 SNR과 CNR을 분석하여 검출기의 특성을 알아보고자 하였다. 피사체 두께 변화에 따른 SNR과 CNR을 측정한 결과 중간 두께의 대퇴부 팬텀과 두께가 얇은 손 팬텀을 촬영 하였을 때 SNR과 CNR은 $Gd_2O_2S$ 검출기보다 CsI:Tl 검출기에서 높게 나타났음을 확인 할 수 있었다. 그러나 두께가 두꺼운 흉부 팬텀을 사용하였을 때는 $Gd_2O_2S$ 검출기의 SNR이 80~125 kVp 일 때와 CNR이 80~110 kVp 일 때 CsI:Tl 검출기 보다 값이 높게 나타났고, 저관전압에서 고관전압으로 갈수록 SNR과 CNR은 모두 증가하였다. 중간 두께의 대퇴부 팬텀에서 CsI:Tl 검출기의 SNR과 CNR은 40~50 kVp 일 때 증가하다 고관전압으로 갈수록 감소하는 것을 확인 할 수 있었고, $Gd_2O_2S$ 검출기의 SNR과 CNR은 40~60 kVp 일 때 증가하다 고관전압으로 갈수록 감소하는 것을 확인 할 수 있었다. 두께가 얇은 손 팬텀에서 CsI:Tl 검출기의 SNR과 CNR은 저관전압에서 감소하다가 고관전압으로 갈수록 증가하면서 100~110 kVp에서는 감소하였고, $Gd_2O_2S$ 검출기의 SNR과 CNR은 고관전압으로 갈수록 감소하는 것을 확인하였다. MTF는 0.5~3 lp/mm에서 CsI:Tl 검출기가 $Gd_2O_2S$ 검출기보다 6.02~90.90%로 높음 보여주고 있고, DQE는 0.5~3 lp/mm에서 CsI:Tl 검출기가 $Gd_2O_2S$ 검출기보다 66.67~233.33% 높음 보여주고 있다. 결론적으로 MTF와 DQE의 비교에서는 CsI:Tl 검출기가 $Gd_2O_2S$ 검출기보다 높게 나타났지만, 두꺼운 흉부팬텀에서 일정 관전압 구간에서는 저가의 $Gd_2O_2S$ 검출기가 고가의 CsI:Tl 검출기보다 SNR과 CNR이 높다는 것을 확인하였다. 흉부 X선 검사 시 CsI:Tl 검출기보다 $Gd_2O_2S$ 검출기를 사용하여 우수한 화질의 흉부영상을 구현함으로써 검사에 유용할 것으로 판단되어지며, 사용자 입장에서 검출기 형태를 결정 할 때 가격대비 성능을 고려 해볼 사항으로 판단된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권4호
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• pp.835-840
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• 2020

A position-sensitive CsI(Tl) crystal array coupled with the multi-anode position sensitive photomultiplier tube (PS-PMT), Hamamatsu H8500C, has been developed at the Institute of Modern Physics. An effective, fast, and economical readout circuit based on discretized positioning circuit (DPC) bridge was designed for the 64-channel multi-anode flat panel PSPMT. The horizontal and vertical position resolutions are 0.58 mm and 0.63 mm respectively for the 1.0 × 1.0 × 5.0 ㎣ CsI(Tl) array, and the horizontal and vertical position resolutions are 0.86 mm and 0.80 mm respectively for the 2.0 × 2.0 × 10.0 ㎣ CsI(Tl) array. These results show that the CsI(Tl) crystal array with low cost could be applied in the fields of medical imaging and high-resolution gamma camera.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 추계학술대회 논문집 Vol.15
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• pp.420-423
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• 2002

In recent years, there has been keen interest in developing f1at panel detectors for all modalities of radiology, including gerneral radiology, fluoroscopy(angiography and cardiology), electronic portal imaging, and mammography. In this paper, we report the new hybrid x-ray detector consisted of CsI(Tl) photoemission layer and a-Se photoconductor layer to resolve conventional x-ray detector such as the direct detector using a-Se and the indirect detector using CsI(Tl)/a-Si. To design the structure of CsI(Tl)/a-Se detector, the penetrated energy spectrum and absorption fraction was estimated using MCNP 4C code. Experimental results showed that the absorption fraction of $500{\mu}m-Se$ film and $150{\mu}m-CsI\left(Tl \right)/a-Se\left( 30{\mu}m \right)$ film is 70% at 70 kVp. The absorption energy is 90% at $350{\mu}m-CsI(Tl)$.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제29권4호
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• pp.251-256
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• 2004

Phoswich 검출기를 제작하기 위하여 무기 섬광체인 CsI(Tl), $CdWO_4(CWO),\;Bi_4Ge_3O_{12}(BGO)$와 $Gd_2SiO_5:Ce(GSO)$의 특성을 연구하였다. CsI(Tl), CWO, BGO 및 GSO 섬광체의 radioluminescence 중심파장은 550 nm, 475 nm, 490 nm 및 440 nm이였고, neutral filter를 사용하여 측정한 CsI(Tl), CWO, BGO 및 GSO 섬광체의 절대광량은 각각 54890 phonon/MeV, 17762 phonon/MeV, 8322 phonon/MeV 및 8932 phonon/MeV이였으며, single photon method로 측정한 형광감쇠시간은 각각 $1.3{\mu}s,\;8.17{\mu}s$, 213 ns 및 37 ns이였다. 플라스틱 섬광체와 CsI(Tl) 섬광체를 사용하여 phoswich 검출기를 제작하였고 PSD(pulse shape discriminator) 방법으로 ${\beta}$ 입자와 ${\gamma}$ 선을 구별하며 각각의 방사선에 대한 파고 스펙트럼을 측정하였다.

• 대한방사선방어학회:학술대회논문집
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• 대한방사선방어학회 2011년도 추계 학술발표회 및 심포지엄
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• pp.122-123
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• 2011

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제18권3호
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• pp.256-260
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• 2014

Columnar-structured cesium iodide (CsI) scintillators doped with thallium (Tl) are frequently used as x-ray converters in medical and industrial imaging. In this study we investigated the imaging characteristics of CsI:Tl films with various reflective layers-aluminum (Al), chromium (Cr), and titanium dioxide ($TiO_2$) powder-coated on glass substrates. We used two effusion-cell sources in a thermal evaporator system to fabricate CsI:Tl films on substrates. The scintillators were observed via scanning electron microscopy (SEM), and scintillation characteristics were evaluated on the basis of the emission spectrum, light output, light response to x-ray dose, modulation transfer function (MTF), and x-ray images. Compared to control films without a reflective layer, CsI:Tl films with reflective layers showed better sensitivity and light collection efficiency, and the film with a $TiO_2$ reflective layer showed the best properties.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제29권4호
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• pp.263-268
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• 2004

한국원자력연구소에서 감마선과 전자를 동시측정하기 위한 목적으로 제작된 Prototype phowich를 이용하여 감마선에 대한 섬광체의 비선형성에 대한 연구를 수행하였다. 제작된 Prototype phoswich는 $2'{\times}2'$ CsI(Tl)와 Plastic scintillator 그리고 하나의 PMT로 구성되어 있다. 몬테칼로 방법을 이용하여 $^{137}Cs$과 $^{60}Co$ 선원의 Prototype phoswich 계측기의 반응함수(Detector Response Function, 이하 DRF)를 구하였으며 이를 점증하기 위하여 제작된 Prototype phoswich를 이용, 실험을 통하여 DRF를 구한 뒤 비교하였다. 계측기의 DRF를 정확하게 모사하기 위하여 CsI(Tl) 섬광체의 Electron response와 섬광체 내에서의 광전효과를 고려하는 Simplified elec윤on cascade sequence 정보를 이용하여 CsI(Tl) 섬광체의 감마선에 대한 비선형성을 계산하였다. $^{137}Cs$ 선원의 경우 전산모사를 통하여 구한 DRF 결과는 실험값과 비교적 잘 일치함을 알 수 있었으나 $^{60}Co$의 경우에는 선원의 결과와는 달리 전산모사 결과와 실험값에 약간의 차이가 남을 알 수 있었다. 이는 $^{137}Cs$ 선원과는 달리 $^{90}Co$은 1.17 MeV와 1.13 MeV 두 개의 광자를 동시에 방출하기 때문에 동시효과에 의한 불착실성 등이 그 외 다른 불확실성 등과 함께 증폭되어 나타나기 때문이다. 본 연구를 통해 Phoswich내 CsI(Tl)의 감마선 비선형성에 대한 분석을 수행하였으며 이를 통하여 비선형성이 고려된 개선된 Phoswich DRF를 생산하고 이를 실험값과 비교 검증할 수 있었다. 섬광체의 Electron channel운g effect, Doppler broadening effect 및 Transfer resolution 등과 같은 후속연구가 추가된다면 좀더 정확한 Phoswich의 DRF를 전산 모사하는 것이 가능해질 것이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제34권1호
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• pp.25-30
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• 2009

Micro-columnar CsI(Tl) is the most popular scintillator material which is used for many indirect digital X-ray imaging detectors. The light scattering at the surface of micro-columnar CsI(Tl) scintillator was studied to find the correlation between the surface roughness and the resultant image resolution of indirect X-ray imaging detectors. Using a commercially available optical simulation program, Light Tools, MTF (Modulation Transfer Function) curves of the CsI(Tl) film thermally evaporated on glass substrate with different thickness were calculated and compared with the experimental estimation of MTF values by the edge X-ray image method and CCD camera. It was found that the standard deviation value of Gaussian scattering model which is determined by the surface roughness of micro-columns could certainly change the MTF value of image sensors. This model and calculation methodology will be beneficial to estimate the overall performance of indirect X-ray imaging system with CsI(Tl) scintillator film for optimum design depending on its application.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권10호
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• pp.3421-3430
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• 2021

Spherical NaI(Tl) detectors are used in gamma-ray spectrometry, where the gamma emissions come from the nuclei with energies in the range from a few keV up to 10 MeV. A spherical detector is aimed to give a good response to photons, which depends on their direction of travel concerning the detector center. Some distortions in the response of a gamma-ray detector with a different geometry can occur because of the non-uniform position of the source from the detector surface. The present work describes the calibration of a NaI(Tl) spherical detector using both an experimental technique and a numerical simulation method (NSM). The NSM is based on an efficiency transfer method (ETM, calculating the effective solid angle, the total efficiency, and the full-energy peak efficiency). Besides, there is a high probability for a source-to-detector distance less than 15 cm to have pulse coincidence summing (CS), which may occur when two successive photons of different energies from the same source are detected within a very short response time. Therefore, γ-γ ray CS factors are calculated numerically for a ¹⁵²Eu radioactive cylindrical source. The CS factors obtained are applied to correct the measured efficiency values for the radioactive volumetric source at different energies. The results show a good agreement between the NSM and the experimental values (after correction with the CS factors).