새롭게 개발된 SrI2 신틸레이터의 성능 평가

전문가 제언

○ 무기 섬광 결정은 주로 할로겐원소인 무기염과 발광중심 역할을 하는 소량의 불순물(activator)로 구성되며 가장 대표적인 무기결정 섬광검출기는 Tl을 불순물로 첨가한 NaI(Tl) 검출기이다. 이 검출기는 밀도가 3.67g/cm3으로 상당히 높고 원자번호가 높은 I(53)를 함유하고 있으므로 감마선에 대한 검출효율이 높다. 그러나 기계적·열적 충격에 약하고 조해성이 있으므로 알루미늄 등으로 밀폐하여 공기와의 접촉을 차단하여 사용한다.

○ 무기 섬광체 중에 1960년대에 개발된 SrI2(Eu) 신틸레이터는 미국의 로렌스 리버모어 국립 연구소 연구 팀이 수분함량이 낮은 고품질의 재료를 사용하여 우수한 성능을 가질 수 있는 신틸레이터를 개발하였다. 일반적으로 반도체 검출기보다 검출특성이 미미하다고 알려져 있었지만 에너지 분해능이 좋고, 광출력이 높고 백그라운드가 낮은 장점을 가지고 있어 여러 응용분야에 활용할 수 있게 되었다.

 

○ 이 논문에서는 처음으로 광전자 증배관(PMT), 또한 애벌란시 광 다이오드(avalanche photodiode, APD)와 멀티 픽셀 광자계수기(MPPC) 같은 다른 광센서와 결합하여, 새롭게 개발 SrI2(Eu)의 신틸레이터의 기본 성능 특성을 평가한 내역을 소개하고 있다. 특히 신틸레이터의 최적 분해능, 온도 의존성, 고유의 배경 방사선을 평가하고, 신틸레이터 볼륨의 가능한 효과와 균질성을 논의하여 핵의학, 국토안보, 발전소 검사 분야에 활용될 수 있음을 확인한 내용을 담고 있다.

 

○ 검출기의 세계시장 규모는 의료분야 및 고에너지 물리분야 등에 필요한 섬광체의 필요성 증가로 2018년도에 32억 달러로 연 평균 6.5%의 성장률이 전망된다고 보고되었다. 종전에는 무기섬광체의 성능개선이 어떤 한계에 부딪치고 있었으나 마이크로 인하법(micro-pulling down method) 등의 새로운 결정성장 기술의 발전으로 그 활용도가 높아질 것으로 예상된다. 이 기술은 종래 기술인 Bridgman법보다 매우 빨라서 새로운 물질을 신속하게 스크리닝 할 수 있는 장점이 있어 이 분야의 여러 적용연구에 기여하리라 본다.

저자

M. Takabe, A. Kishimoto, et. al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

831()

잡지명

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A

과학기술
표준분류

에너지

페이지

260~264

분석자

강*환

분석물

• 새롭게 개발된 SrI2 신틸레이터의 성능 평가.pdf [535,696 byte]

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