• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제43권4호
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• pp.160-169
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• 2018

Background: This study aims to develop an integrated optical system that can simultaneously or selectively measure the signals obtained from radioluminescence (RL), thermoluminescence (TL), and optically stimulated luminescence (OSL), which are luminescence phenomena of materials stimulated by radioactivity, heat, and light, respectively. The luminescence mechanism of various materials could be investigated using the glow curves of the luminescence materials. Materials and Methods: RL/TL/OSL integrated measuring system was equipped with a X-ray tube (50 kV, $200{\mu}A$) as an ionizing radiation source to irradiate the sample. The sample substrate was used as a heating source and was also designed to optically stimulate the sample material using various light sources, such as high luminous blue light emitting diode (LED) or laser. The system measured the luminescence intensity versus the amount of irradiation/stimulation on the sample for the purpose of measuring RL, TL and OSL sequentially or by selectively combining them. Optical filters were combined to minimize the interference of the stimulation light in the OSL signal. A long-pass filter (420 nm) was used for 470 nm LED, an ultraviolet-pass filter (260-390 nm) was used for detecting the luminescence of the sample by PM tube. Results and Discussion: The reliability of the system was evaluated using the RL/OSL characteristics of $Al_2O_3:C$ and the RL/TL characteristics of LiF:Mg,Cu,Si, which were used as dosimetry materials. The RL/OSL characteristics of $Al_2O_3:C$ showed relatively linear dose-response characteristics. The glow curve of LiF:Mg,Cu,Si also showed typical RL/OSL characteristics. Conclusion: The reliability of the proposed system was verified by sequentially measuring the RL characteristics of radiation as well as the TL and OSL characteristics by concurrent thermal and optical stimulations. In this study, we developed an integrated measurement system that measures the glow curves of RL/TL/OSL using universal USB-DAQs and the control program.

• 암석학회지
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• 제10권3호
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• pp.202-211
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• 2001

루미네센스(luminescence)는 석영이나 장석 등과 같은 무기결정이 외부에서 에너지를 받아 흡수된 에너지를 빛으로 바꿔 외부에 방출하는 물리적인 현상이다. 가전자대(valence band)에 존재하는 하전입자들은 전리성 방사선에 의해 전자와 정공(hole)으로 이온화 되고, 이온화된 전자와 정공들은 결정 내에서 자유로이 움직이다가 결정 내에 존재하는 격자결함에 포획된다. 이러한 결정을 빛으로 여기하면 격자결함에 포획된 전자들이 결함에서 빠져 나와 발광중심(recombination center)에서 정공과 재결합하면서 빛을 동반하게 되는데, 이를 광 여기 루미네센스(optically stimulated luminescence; OSL)라 한다. 열 루미네센스(thermoluminescence; TL) 연대 측정법의 원리와 같이, 광 여기 루미네센스를 적당한 조건에서 관측하면 퇴적층의 연대 계산에 응용할 수 있다. 광 여기 루미네센스를 연대측정에 이용하면 빛에 민감한 전자들만 여기시킬 수 있는 장점이 있다. 이 연구에서는 신기 퇴적층으로부터 분리된 석영을 청색 파장의 빛으로 여기하여 그로부터 검출된 광 여기 루미네센스를 신기 퇴적층의 연대 산출에 응용하였다. 논문에서는 광 여기 루미네센스 연대측정법과 관련된 일련의 실험방법 및 최근에 소개된 연구성과, 그리고 앞으로 보다 신뢰도 높은 연대측정 결과를 얻기 위해 연구되어야 할 내용을 이 연구에서 수행한 신기 퇴적층의 연대측정 결과와 함께 기술하였다.

• 한국제4기학회지
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• 제20권1호
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• pp.28-38
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• 2006

1896년 Becquerel에 의해 우라늄의 방사능이 발견된 후, 방사붕괴 원리를 이용한 수많은 연대측정법이 개발되었고, 분석기기도 정밀화되면서 그 정확도도 날로 높아지고 있다. 방사성동위원소 연대측정법 중에서 ${14}^C$ 측정분야는 고고학에 있어서 최적의 연대측정법으로서 고고학 발전에 많은 도움이 되어왔다. 그러나 ${14}^C$ 측정법에 이용되는 유기물을 포함하는 시료가 문화층에 존재하지 않는 경우도 있어 다른 연대측정법이 필요하 다. 이러한 문제의 해결을 위해 현재 OSL연대측정법 (Optically Stimulated Luminescence dating method) 이 고고학 분야에서 자주 응용되고 있다. 본 연구 목적은 OSL의 고고학적 적용을 위한 시료채취와 적용상 문제점 등에 대해 검토하는데 있다.

• Journal of the Korean Physical Society
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• 제73권9호
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• pp.1377-1384
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• 2018

Accurate measurement of the absorbed dose and the effective dose is required in dental panoramic radiography involving relatively low energy with a rotational X-ray tube system using long exposures. To determine the effectiveness of measuring the irradiation by using passive dosimetry, we compared the entrance skin doses by using a radiophotoluminescent glass dosimeter (RPL) and an optically stimulated luminescence detector (OSL) in a phantom model consisting of nine and 31 transverse sections. The parameters of the panoramic device were set to 80 kV, 4 mA, and 12 s in the standard program mode. The X-ray spectrum was applied in the same manner as the panoramic dose by using the SpekCalc Software. The results indicated a mass attenuation coefficient of $0.008226cm^2/g$, and an effective energy of 34 keV. The equivalent dose between the RPL and the OSL was calculated based on a product of the absorbed doses. The density of the aluminum attenuators was $2.699g/cm^3$. During the panoramic examination, tissue absorption doses with regard to the RPL were a surface dose of $75.33{\mu}Gy$ and a depth dose of $71.77{\mu}Gy$, those with regard to the OSL were surface dose of $9.2{\mu}Gy$ a depth dose of $70.39{\mu}Gy$ and a mean dose of $74.79{\mu}Gy$. The effective dose based on the International Commission on Radiological Protection Publication 103 tissue weighting factor for the RPL were $0.742{\mu}Sv$, $8.9{\mu}Sv$, $2.96{\mu}Sv$ and those for the OSL were $0.754{\mu}Sv$, $9.05{\mu}Sv$, and $3.018{\mu}Sv$ in the parotid and sublingual glands, orbit, and thyroid gland, respectively. The RPL was more effective than the OSL for measuring the absorbed radiation dose in low-energy systems with a rotational X-ray tube.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제36권2호
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• pp.86-92
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• 2011

본 연구는 최근 생체내선량측정에서 유용성을 재평가 받고 있는 광자극발광선량계(optically stimulated luminescence dosimeters. OSLDs)와 다이오드 검출기를 병행하여 직장암 방사선치료 환자의 피부선량을 측정하고 치료계획시스템 에서 계산 선량과 측정 선량을 비교하여 OSL 선량계의 임상적 유용성을 평가하고자 하였다. 각 OSL 선량계의 고유한 교정상수를 측정하고 10 명의 직장암 환자를 대상으로 3 부위를 설정하여 측정하였다. 기준 흡수선량 100 cGy에 대하여 OSL 선량계의 교정상수는 6 MV X-선의 경우 1.17, 10 MV X-선의 경우 1.28 이었다. 또한 직장암 환자들의 피부선량은 측정 부위별로 치료계획시스템에서 계산 선량과 비교하여 다이오드 검출기는 1.16 ~ 2.83%의 선량증가를 보였고 OSL 선량계는 1.36 ~ 2.17%의 선량증가를 보였다. 특히 피부면의 굴곡이 심한 회음부(perineum)에서 계산된 선량과 전달 선량간 차이가 증가되었으며 다이오드 검출기보다 OSL 선량계가 측정값의 변화가 상대적으로 작았다. 따라서 OSL 선량계는 기존에 사용하던 이온함 및 다이오드 검출기를 대신하여 방사선량학적 오차의 검증 및 생체내선량측정에서 임상적으로 적용이 가능하였으며 직장암 환자의 굴곡이 심한 회음부 주변의 선량 평가에 대한 연구가 계속되어야 할 것으로 판단된다.

• 분석과학
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• 제22권1호
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• pp.51-56
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• 2009

천리포 해안사구 퇴적층에 대한 연대측정을 Optically Stimulated Luminescence (OSL)을 이용하여 Single Aliquot Regeneration (SAR) 법 중 열처리 조건을 일부 수정하여 실시하였다. 예열과 cut-heat을 각각 $260^{\circ}C$ 10 초 $-220^{\circ}C$ 0 초와 $270^{\circ}C$ 10 초 $-270^{\circ}C$ 10 초의 두 가지 조합을 적용하였다. 예열 및 cutheat의 열처리 과정을 변화시킴으로써 원하는 신호만을 선별하는 것이 가능했으며, 이를 등가선량을 구하는데 이용하였다. 또한 시료를 $75{\mu}m$, $150{\mu}m$, $200{\mu}m$의 표준체로 크기를 4개의 영역으로 구분하였고, 열처리 조건의 변화와 입자의 크기가 달라짐에 따라 등가선량이 다르게 측정되어 다른 연대가 산출되었다. 그 결과는 방사성탄소연대측정법에 의한 연대와 비교하였다. 입자의 크기에 따라 다른 연대가 산출된 것으로 미루어 천리포 해안사구 퇴적지층은 토양의 유입원이 혼합되어 구성되었음을 추정할 수 있었다.

• 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.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제37권1호
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• pp.10-15
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• 2012

개인 선량계로 활용될 수 있는 광자극발광(OSL: optically stimulated luminescence) 측정장치의 개발과 이를 위한 이론적 배경 및 개발된 장치의 성능에 대하여 기술하였다. OSL 측정장치는 자극광원과 시료로부터 자극 발광된 광신호 사이의 간섭효과를 최소화하기 위하여 다양한 광학적 필터 조합을 구성해야 하는데, 여기서는 자극광에는 GG420 필터를, 측정부에는 UG11과 BG39 필터로 $Al_2O_3:C$ OSL 물질에 최적화된 광학적 필터를 구성하였다. 자극광원으로 Luxeon V형 고휘도 Blue LED를 선택함으로서 충분한 광량을 확보하였다. 또한 장비 제어 및 측정을 위하여 PC와 OSL 장치 사이에 다양한 제어보드들이 이용되며, 전체 장치의 자동화 및 장치제어는 LabView 프로그램을 이용하여 개발하였다. 개발된 OSL 장치의 신뢰도 및 재현성 평가를 위해 대표적인 OSL 물질인 $Al_2O_3:C$를 이용하여 OSL 특성곡선을 측정하고 이를 기존 상용 OSL 측정장치와 비교하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제42권1호
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• pp.69-76
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• 2017

Background: Time-resolved optically stimulated luminescence (TR-OSL) is a very useful method for calculating the lifetimes of crystalline quartz and feldspar. Materials and Methods: A compact TR-OSL system was developed, comprising a heater assembly manufactured using Kanthal wire, 2 powerful blue light-emitting diodes (LED, LXHL-PB02) for optical stimulation equipped with VIS liquid light guides, and a photomultiplier tube combined with an optical filter for luminescence detection. A pulse generated from the data acquisition board (NI PCI 6250) was used to initiate on/off signals in LED and TR-OSL measurements. Results and Discussion: The TR-OSL and background signals measured using this TR-OSL system using quartz samples were very similar to those reported in a previous study. Additionally, the lifetimes of the build-up and TR-OSL signals were calculated as $27.4{\pm}2.2{\mu}s$ and $30.3{\pm}0.6{\mu}s$, respectively, in good agreement with the findings of a previous study. Conclusion: It was concluded that the developed TR-OSL system was very reliable for TR-OSL signal measurements and lifetime calculations.

• 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.