• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제41권3호
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• pp.222-228
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• 2016

Background: We are developing a small size dosimeter for dose estimation in particle therapies. The developed dosimeter is an optical fiber based dosimeter mounting an radiation induced luminescence material, such as an OSL or a scintillator, at a tip. These materials generally suffer from the quenching effect under high LET particle irradiation. Materials and Methods: We fabricated two types of the small size dosimeters. They used an OSL material Eu:BaFBr and a BGO scintillator. Carbon ions were irradiated into the fabricated dosimeters at Heavy Ion Medical Accelerator in Chiba (HIMAC). The small size dosimeters were set behind the water equivalent acrylic phantom. Bragg peak was observed by changing the phantom thickness. An ion chamber was also placed near the small size dosimeters as a reference. Results and Discussion: Eu:BaFBr and BGO dosimeters showed a Bragg peak at the same thickness as the ion chamber. Under high LET particle irradiation, the response of the luminescence-based small size dosimeters deteriorated compared with that of the ion chamber due to the quenching effect. We confirmed the luminescence efficiency of Eu:BaFBr and BGO decrease with the LET. The reduction coefficient of luminescence efficiency was different between the BGO and the Eu:BaFBr. The LET can be determined from the luminescence ratio between Eu:BaFBr and BGO, and the dosimeter response can be corrected. Conclusion: We evaluated the LET dependence of the luminescence efficiency of the BGO and Eu:BaFBr as the quenching effect. We propose and discuss the correction of the quenching effect using the signal intensity ratio of the both materials. Although the correction precision is not sufficient, feasibility of the proposed correction method is proved through basic experiments.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권2호
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• pp.429-436
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• 2022

Investigations of retrospective dosimetry have shown that components of mobile phones are suitable as emergency dosimeters in case of radiological incidents. For physical dosimetry, components can be read out using optically stimulated luminescence (OSL), thermoluminescence (TL) and phototransferred thermoluminescence (PTTL) methods to determine the absorbed dose. This paper deals with a feasibility study of display glass from modern mobile phones that are measured by thermally assisted (Ta) optically stimulated luminescence. Violet (VSL, 405 nm) and infrared (IRSL, 850 nm) LEDs were used for optical stimulation and two protocols (Ta-VSL and Ta-IRSL) were tested. The aim was to systematically investigate the luminescence properties, compare the results to blue stimulated Ta-BSL protocol (458 nm) and to develop a robust measurement protocol for the usage as an emergency dosimeter after an incident with ionizing radiation. First, the native signals were measured to calculate the zero dose signal. Next, the reproducibility and dose response of the luminescence signals were analyzed. Finally, the signal stability was tested after the storage of irradiated samples at room temperature. In general, the developed Ta-IRSL and Ta-VSL protocols indicate usability, however, further research is needed to test the potential of a new protocol for physical retrospective dosimetry.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제16권3호
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• pp.463-470
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• 2015

최근 개인선량계로 사용이 증가하고 있는 수동형 선량계인 OSLD와 능동형 선량계인 EPD의 상대 반응도(relative response), 측정 불확도(uncertainty of measurement)를 계산하여 방향의존성(angular dependence)을 비교, 분석하였다. OSLD는 수평, 수직방향의 $0^{\circ}{\sim}{\pm}90^{\circ}$ 범위에서 평균 상대 반응도는 0.97, 0.95의 작은 변화를 보였고 방향의존성에 대한 불확도는 0.65, 0.62로 전체 불확도에 미치는 영향은 미미한 것으로 판단되었다. EPD는 $0^{\circ}{\sim}{\pm}60^{\circ}$ 범위에서 수평, 수직방향 평균 상대 반응도는 0.94, 0.97로 확인되어 IEC 61526 규정을 만족하였다. 방향의존성에 대한 불확도는 수평, 수직방향에서 0.44, 0.40로 전체 불확도에 미치는 영향은 미미하였다. 그러나 수평방향에서 $+90^{\circ}$, $-90^{\circ}$ 방향의 상대 반응도는 0.60, 0.37이고 수직방향에서 $+90^{\circ}$ 방향의 반응도는 0.06으로 반응도의 큰 변화를 관찰할 수 있었다. OSLD의 방향 의존성은 $0^{\circ}{\sim}{\pm}90^{\circ}$ 범위까지 EPD에 비해 우수하였으며 EPD의 경우 구조적 특징으로 반응도가 급변하는 특정방향이 존재하였다. 따라서 수동형선량계와 보조선량계의 병행사용이 개인피폭선량측정의 정확도를 기할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제40권1호
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• pp.46-54
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• 2015

열이나 빛의 자극에 의한 물질의 발광현상, 즉 열자극발광(thermoluminescence, TL)과 광자극발광(optically stimulated luminescence, OSL)의 메커니즘을 규명하고, 이 현상을 방사선량의 측정에 활용할 수 있는 새로운 발광물질을 개발하는데 활용할 수 있는 측정장치를 개발하였다. 이는 열자극과 광자극을 동시에 가할 수 있는 장치로서, 열자극에 필요한 온도제어를 위하여 35 kHz의 정현파 전원으로 변환하여 스트립 형태의 발열부에 걸어주게 되며, 최대 $20K{\cdot}s^{-1}$의 온도상승률로 약 1K의 정밀도로 온도를 제어할 수 있었다. 광자극을 위한 광원으로 중심파장이 470 nm인 Luxeon V형 고휘도 LED 등 여러 파장영역의 LED나 레이저를 사용할 수 있도록 하였다. 대표적으로 470 nm의 LED로 $Al_2O_3$:C의 OSL을 측정하는 경우, 시료의 발광에서 자극광을 분리시키기 위하여 LED의 자극광은 단파장차단필터인 GG420을 통과시켜서 시료에 걸리게 하고, 시료의 발광은 대역통과필터인 UG11를 통과하여 광증배관에 걸리게 하였다. 아울러 시료에 따라 LED나 필터들을 다르게 조합할 수 있도록 하여 시료의 발광특성에 맞는 최적의 측정을 수행할 수 있다. PC로 측정장치의 전체적인 제어가 이루어지며 LabView로 개발한 제어프로그램은 그래픽사용자환경(GUI)으로 되어 있다. 이 연구를 통해서 개발한 장치로 LiF:Mg,Cu,Si와 $Al_2O_3$:C를 표준시료로 하여 TL과 OSL을 측정하였고, 이들의 발광특성이 기존에 알려진 특성을 재현하여 이 장치가 신뢰할 수 있는 성능을 내는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제6권6호
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• pp.499-505
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• 2012

개인피폭선량계인 열형광선량계(TLD)와 광자극형광선량계(OSLD)를 진단방사선 영역에서 사용할 때 에너지와 조사 횟수, 투시촬영 시간, 산란선 노출 일 수 등에 따라 측정값이 차이가 있는지를 상대비와 상대비 간격으로 알아보았다. 에너지에 따라서는 TLD의 상대비($1.81{\pm}0.41$)가 OSLD의 상대비($1.40{\pm}0.26$)보다 높았고, 조사 횟수에 따라서는 TLD의 상대비($2.10{\pm}0.10$,)보다 OSLD의 상대비($2.33{\pm}0.09$)가 더 높았다. 투시촬영 시간에 따른 상대비와 산란선 노출일수에 따른 상대비는 두 선량계가 유의한 차이가 없었으나 산란선 노출일수에 따른 상대비의 간격이 0.2 이내로 나타나 직접선의 상대비 간격보다 좁았다. 이는 직접선의 측정결과보다 산란선의 측정에 있어 TLD와 OSLD의 결과값에 신뢰가 높다고 할 수 있다. 따라서 방사선 피폭상황에 따라 선량계 간에 상대비가 다소 차이가 날 수 있음을 인지하고, 경우에 따라서는 두 가지 선량계를 이용하여 교차평가를 함으로써 선량 측정 결과값에 대한 신뢰성을 높일 수 있을 것이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권6호
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• pp.2113-2119
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• 2024

This study presents the development and characterization of a prototype TL/OSL reader for the retrospective dose assessment of individuals in radiological emergencies. The reader is portable, semi-automatic, and capable of accurate measurements. The dimension of the reader is 25 × 25 × 37 cm³ and the weight is about 15 kg. The reader consists of a sample moving stage, a heating module, an optical stimulation module, a detection module, a data acquisition (DAQ) unit, a nitrogen gas control module, and a PC with a GUI program. The reader has three measurement modes: TL, CW_OSL, and custom mode. The reader was characterized using commercial thermal luminescence dosimeters (TLD, LiF:Mg,Cu,Si) and optically stimulated dosimeters (OSLD, Al₂O₃:C), as well as fortuitous materials, such as display glasses and resistors of mobile phone. The results showed that the reader is capable of measuring signals with a detection limit of up to 0.02 mGy using a commercial dosimeter. In the dose recovery test using fortuitous materials, the reconstructed doses obtained three days post-irradiation closely aligned with the initially administered doses. As a result, this study suggests that the developed TL/OSL reader is a promising instrument for emergency dose assessment at accident sites.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.473-479
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• 2023

본 연구에서는 고 에너지를 이용한 전립샘암의 방사선 치료 시 발생되는 광중성자의 선량을 광자극발광선량계를 사용하여 측정하였다. 이에 따른 복부에 발생되는 유효선량에 의한 유전적 위험확률을 연구하고자 하였다. 15 MV 에너지 발생이 가능한 의료용 선형가속기 True Beam STx(Varian Medical Systems, USA)와 방사선 치료 계획 시스템(Eclipse, Varian Medical System, USA)을 사용하였다. 선형가속기 Couch 위에 인체팬텀을 설치하고, 광중성자 선량의 측정은 Albedo Neutron Optical Stimulation Luminescence Neutron Detector(Landauer Inc., IL, USA)를 사용하였다. VMAT과 3C-CRT 의 복부에서 광중성자 선량값은 VMAT이 3D-CRT에 비하여 2배 이상 높은 52.8 mSv 였다. 전립샘암의 방사선 치료 시, 광중성자 선량으로 인한 복부에 발생되는 유효선량에 의한 유전적 위험확률은 VMAT는 1,000명 당 3.2명, 3D-CRT는 1.4명이 발생률임을 산출하였다. 전립샘암의 방사선 치료 시 발생할 수 있는 큰 부작용이 있는 복부를 연구함으로써 전립샘암 환자들의 삶의 질과 확률적 영향을 연구하는데에 의미 있는 연구로 활용되어지길 기대한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권1호
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• pp.31-36
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• 2014

본 연구는 Co-60 감마선에서 광자극발광선량계(OSLD)의 재현성, 선형성 그리고 선량 의존성에 대한 특성평가를 수행하였으며, 기존의 방사선 치료 및 진단에서의 특성연구결과와 비교분석 하였다. 재현성에 대한 평가는 0.76%이며, 배치의 균질성은 1.5% 이내였다. 광자극발광선량계의 선형성 평가에서 3 Gy 이상의 선량에서는 상선형성이 나타나므로 조사된 선량과 카운트 값의 관계를 2차 함수에 적합하여 관계 모델을 만들었다. 반복적인 판독 횟수에 따른 카운트 값의 감소비율은 선량에 관계없이 1회당 0.04% 감소하였다. 방사선 조사 후 광자극발광선량계의 판독시간에 따른 카운트 값의 감쇠 곡선에서 반감기는 선량에 따라 0.68분(1 Gy), 1.04분(5 Gy), 1.10분(10 Gy)이였다. 소자를 30분간 광학적 어닐링 하였을 때 선량에 따라 지워진 정도는 88% (1 Gy), 90% (5 Gy), 92% (10 Gy)가 지워졌으며, 4시간 동안 어닐링 하였을 경우 선량에 관계없이 99%가 지워지는 것을 확인하였다. 광자극발광선량계를 사용하는 과정 사이에서 나타나는 불확도를 조사된 선량에 따라 고려한다면 Co-60 감마선에서 광자극발광선량계를 이용한 정확한 선량 평가가 가능할 것이다.