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(A) study on characteristics of solid state detector for X-ray computed tomography = X선 단층 촬영용 고체형 검출기 특성에 관한 연구
서명 / 저자 (A) study on characteristics of solid state detector for X-ray computed tomography = X선 단층 촬영용 고체형 검출기 특성에 관한 연구 / Seong-Kyu Ahn.
저자명 Ahn, Seong-Kyu ; 안성규
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2000].
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8010938

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MNE 00008

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초록정보

고방사능 물질을 취급하는 시설(Hot Cell facility)의 운영시 관련 시설이나 주요 기기 및 장치는 필연적으로 방사성 핵종에 의한 오염이 뒤따른다. 이러한 오염은 시설이나 장치의 노화현상을 초래하여 수명을 단축시키고 누적된 오염물질은 작업환경을 악화시킨다. 따라서 설비 및 시설물들의 제염을 통하여 방사능으로 오염된 고방사능 시설의 작업환경을 개선시킬 수 있다. 주된 오염대상으로는 금속류나 콘크리트를 들 수 있다. 금속류의 경우는 주로 표면에만 오염이 되며 다공성 물질인 콘크리트의 경우는 금속류와는 달리 표면오염 후 내부로 방사성 핵종이 침투해 들어간다. 이러한 침투 메커니즘은 핵종확산에 의한 것이며 그 거동을 분석함으로써 제염시점이나 피폭 기준에 맞는 제염 조건을 가능하게 한다. 특히 콘크리트는 시간에 따라 그 내부에 수분함량이 계속적으로 변화하기 때문에 이러한 사항을 고려해주기 위해 확산영역을 두 가지로 가정하여 모델링하였다. 결과적으로, 본 연구를 통하여 나온 콘크리트 내부에 확산된 핵종들의 농도 분포를 통하여 제염시점과 잔류방사능에 의한 작업자 피폭 기준에 맞는 제염 조건을 제시하는 것이 가능 하다고 판단된다.

물체의 단면 정보를 얻을 수 있는 영상 장치인 X-선 전산화 단층 촬영 기기 (X-ray Computed Tomography System)는 의료용이나 산업용으로 널리 쓰인다. X선을 계측하는 검출기는 섬광체와 광다이오드를 이용한 고체형 검출기가 가장 널리 쓰이고 있으며, 이러한 검출기에 있어서 검출 효율을 환자의 방사선 피폭과 직접적인 관계가 있어, 피폭의 감소와 양질의 영상을 획득하기 위해서는 검출 효율을 분석하고, 검출기 각 구성 요소들의 영향을 분석, 평가하는 것은 매우 중요하다. 이를 위해서 검출 효율을 정의하고 이를 결정하는 각 요소들의 효율들을 계산을 통해 예측, 분석하였다. 몬테칼로 시뮬레이션을 통해 산란 X-선과 간섭(cross talk)에 의한 검출 효율의 저하와 조준기(collimator)와 칸막이(spacer)의 두께와 높이 변화에 대한 이들의 감쇄 정도를 계산하여 전체 검출 효율에 미치는 영향을 평가하였다. 계산 결과 입사 X-선에 대해 약 20%의 산란 X-선이 존재하고, 적정의 조준기를 사용해 이를 3% 정도 줄일 수 있으며, 간섭(cross talk)에 의한 검출 효율의 저하는 그 영향이 미비한 것으로 나타났다. 또한 검출이 구성요소 중 가장 중요한 섬광체의 두께와 표면처리, 반사체의 종류에 따른 X-선 흡수 효율과 광다이오드로의 광신호 수집 효율을 계산하였다. 이러한 흡수 효율과 광수집 효율을 검출기 두께에 따라 상보적인 관계를 가지며, 최대의 신호를 검출하기 위한 최적의 섬광체 두께가 존재하게 된다. 본 연구 범위에서의 검출 효율은 최대 0.78로서, 섬광체의 두께와 표면 처리에 따라 0.1~0.2 정도의 검출 효율 변화가 있는 것으로 예측되었다. 본 연구에서 수행한 검출 효율의 예측은 단층 촬영용 검출기 제작이나 성능 평가에 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MNE 00008
형태사항 iv, 44 p. : 삽도 ; 26 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 안성규
지도교수의 영문표기 : Gyu-Seong Cho
지도교수의 한글표기 : 조규성
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 원자력공학과,
서지주기 Reference : p. 42-43
주제 Computed tomography
Solid state detector
Detective quantum efficiency
Light collection efficiency
Collimatior
단층촬영
고체형검출기
검출효율
광수집효율
조준기
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