방전플라스마 소결에 의한 SiO2 유리의 방사선 발광과 열여기 발광

전문가 제언

○ 우리나라는 에너지 빈곤국이기 때문에 연료공급의 안정성과 고도기술의 준 국산에너지 및 유리한 경제성 때문에 현재 원자력발전소 24기가 가동 중에 있다. 또한 4개의 원전이 건설되고 있어 핵물질의 양과 용도, 이동경로를 추적하고 원전 근로자 및 인근 주민들의 방사선 피폭에 큰 관심을 갖고 관리하여야 한다. 또한 의학 발달로 방사선치료가 급증하고 있어 방사선 작업종사자 및 환자들에 대한 정확한 방사선피폭 량의 측정도 필요하다.

 

○ β선, γ선, 중성자선 등의 방사선을 체외로부터 받는 피폭선량은 열형광 선량계(TLD), 필름배지, 포켓선량계, 형광 유리선량계 등의 측정기로 측정한다. TLD는 CaF2, LiF, 질산칼슘, 산화실리콘마그네슘 등을 방사선조사한 후 가열하면 발광하는 성질을 이용한 것이고, 형광유리 선량계에는 은으로 활성화된 인산유리 등이 사용되며 방사선 조사 후에 자외선을 쪼이면 형광을 발생하는 성질을 이용하고 있다.

 

○ 본고에서는 SiO2 나노 분말을 진공 중에서 방전플라스마 소결법으로 제조하여 유리의 구조적 결함과 불순물에 의한 산소공석의 존재와 함께 디옥사실리란과 실릴렌구조가 생긴다고 한다. X선을 조사하면 유리 중의 전자와 정공이 생기고 운동에너지가 여기되는 발광 중심으로 이동하게 되고 낮은 온도에서는 e1 상태를 거쳐 e2→g2 방사전이에 의한 511nm 발광이 일어나고 온도가 높아지면 e2에 있는 에너지는 ？E2를 넘어 e1로 이동한 후 e1→g1 방사전이 하면서 385nm 발광을 한다. 본고에서 제조된 SiO2 나노분말 소결체는 160℃에서 관찰되는 TSL의 글로우 곡선은 전달된 X선 선량에 따라서 직선적으로 증가하기 때문에 방사선 측정용 시편으로 저렴하게 생산할 수 있다는 장점이 있다.

 

○ 국내에서는 방사선 측정용 재료에 관한 연구는 찾아보기 어렵고 한국의학물리학회, 방사선방어학회지에는 선량계를 이용한 응용논문이 있다. 한국원자력연구소에서 피폭선량을 고감도로 탐지하는 PIN 다이오드와 Gd 트랜지스터를 담은 휴대형 소형 선량계 및 경기대 의학물 연구실에서 방사선량에 비례해 중합반응을 일으키는 겔 합성으로 선량계 제작을 시도하였다. 선량계 국산제품의 대량생산이 필요하다.

저자

Go Okada, Safa Kasap and Takayuki Yanagida

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

124(5)

잡지명

J. of Ceramic Society Japan

과학기술
표준분류

재료

페이지

541~545

분석자

김*호

분석물

• 방전플라스마 소결로 제조된 SiO2 유리의 방사선 발광과 열여기 발광.pdf [534,820 byte]

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