본 연구에서 사용한 증감지 구성 물질은 $Gd_2O_2S:Tb^{3+}$이고 Spectrometer를 이용하여 관전압 증가에 따른 형광특성을 분석하였다. 관전압에 증가에 따른 방출 형광을 측정한 결과 청색, 녹색, 적색에 해당하는 형광을 확인하였고, 그 중에서 녹색 형광에 해당하는 $^5D_4-^7F_5$의 형광이 가장 강하게 나타났다. 또한 50 kVp와 120 kVp의 형광량을 비교한 결과 50 kVp의 형광량은 120 kVp의 9.56%에 해당하는 형광만 방출하는 것으로 나타났다. $Gd_2O_2S:Tb^{3+}$ 증감지를 이용한 X-선 촬영에서 100 kVp 이상의 높은 관전압을 사용 할 경우 필름에 도달하는 형광량과 강도가 급격히 증가하므로 적정농도의 영상을 획득하기위한 주의가 요구되어진다.
본 연구에서 사용한 증감지 구성 물질은 $Gd_2O_2S:Tb^{3+}$이고 Spectrometer를 이용하여 관전압 증가에 따른 형광특성을 분석하였다. 관전압에 증가에 따른 방출 형광을 측정한 결과 청색, 녹색, 적색에 해당하는 형광을 확인하였고, 그 중에서 녹색 형광에 해당하는 $^5D_4-^7F_5$의 형광이 가장 강하게 나타났다. 또한 50 kVp와 120 kVp의 형광량을 비교한 결과 50 kVp의 형광량은 120 kVp의 9.56%에 해당하는 형광만 방출하는 것으로 나타났다. $Gd_2O_2S:Tb^{3+}$ 증감지를 이용한 X-선 촬영에서 100 kVp 이상의 높은 관전압을 사용 할 경우 필름에 도달하는 형광량과 강도가 급격히 증가하므로 적정농도의 영상을 획득하기위한 주의가 요구되어진다.
In this study, $Gd_2O_2S:Tb^{3+}$ was used as the component of the intensifying screen, and this study aims at analysis of fluorescent feature depending on the increase of tube voltage using spectrometer. When the released fluorescence was measured according to the increase of tube voltag...
In this study, $Gd_2O_2S:Tb^{3+}$ was used as the component of the intensifying screen, and this study aims at analysis of fluorescent feature depending on the increase of tube voltage using spectrometer. When the released fluorescence was measured according to the increase of tube voltage, blue, green and red was observed, among which, $^5D_4-^7F_5$ which is applicable to green, was strongest. In addition, when the fluorescent of 50 kVp and 120 kVp were compared, 50 kVp was proved to release only 9.56% fluorescence of 120 kVp. In case when tube voltage which is higher than 100 kVp is used for the X-ray using $Gd_2O_2S:Tb^{3+}$ intensifying screen, the amount and strength of the fluorescence reaching the film increase drastically, so attention is demanded to get images of proper concentration.
In this study, $Gd_2O_2S:Tb^{3+}$ was used as the component of the intensifying screen, and this study aims at analysis of fluorescent feature depending on the increase of tube voltage using spectrometer. When the released fluorescence was measured according to the increase of tube voltage, blue, green and red was observed, among which, $^5D_4-^7F_5$ which is applicable to green, was strongest. In addition, when the fluorescent of 50 kVp and 120 kVp were compared, 50 kVp was proved to release only 9.56% fluorescence of 120 kVp. In case when tube voltage which is higher than 100 kVp is used for the X-ray using $Gd_2O_2S:Tb^{3+}$ intensifying screen, the amount and strength of the fluorescence reaching the film increase drastically, so attention is demanded to get images of proper concentration.
관전압 증가에 따른 방출형광스펙트럼 특성을 비교 분석하기 위하여 방사선발생장치(REX-RF, Listem, Korea)와 Gd2O2S:Tb3+의 증감지(Konica, Minolta KR II, USA)를 사용하였다. 그리고 방사선조사에 대한 방출 형광스펙트럼을 측정하기 위하여 Spectrometer(SM 32, Korea Spectral Products, Korea)를 사용하였다[Fig.
본 연구에 사용한 증감지는 Gd2O2S:Tb3+형광체로서 Gd2O2S는 빛을 흡수하고 활성제로 첨가된 Tb3+ 이온은 흡수된 에너지를 빛으로 방출한다. 활성제로 첨가된 Tb3+ 이온은 5D4 - 7FJ 전이에 의한 녹색 형광과 5D3- 7FJ 전이에 의한 청색형광을 방출하는 대표물질이다.
실험에서 사용한 증감지는 Gd3+를 모체로하는 Gd2O2S:Tb3+의 휘토류 증감지로서 Gd3+ 이온은 희토류 원소 중에서 4f 전자껍질에 7개의 전자들이 차있는 원소이다. 자성이 강하고 중성자를 흡수하는 힘이 크며, 14개가 들어갈 수 있는 4f 껍질에서 절반인 7개의 전자를 채우고 있으며 매우 안정된 8S7/2의 바닥상태를 가진다.
1]. 관전압 증가에 따른 방출형광스펙트럼은 비교 분석을 위하여 Origin Program(Version 8.5)을 이용하였고, 5D3와 5D4의 형광강도 변화와 5D4 - 7F5의 피크의 형광량을 구하여 비교분석하였다.
성능/효과
Fig. 3에서는 5D3 - 7FJ와 5D4 - 7FJ 방출형광스펙트럼을 50 kVp와 120 kVp로 두 개로 분리하여 비교한 결과 피크들에서 녹색 형광에 해당하는 5D4 - 7F5의 형광이 가장 강하게 나타났으며, 120 kVp와 비교하면 50 kVp에서는 형광강도가 작게 나타났다. 그리고 5D3의 방출 형광은 관전압에 관계없이 큰 변화를 나타내지 않았다.
5는 관전압 증가에 따른 스펙트럼의 형광량 변화를 나타내었다. 그 결과 100 kVp 이상에서 형광량의 증가가 크게 나타났다.
본 연구에서는 관전압이 50 kVp에서 10 kVp씩 증가함에 따라 형광량은 6∼23%까지 증가하였으며, 100 kVp에서 110 kVp로 증가할 때 방출되는 형광이 가장 많이 증가하는 것으로 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
형광작용을 이용한 증감지로 단시간 촬영이 가능해짐으로써 어떠한 이점을 얻었는가?
형광체는 모체와 활성제의 종류에 따라 방출형광의 특성이 달라지고[1], 방사선 분야에서 증감지는방사선에 의한 형광작용을 이용하여 사진 필름을 감광시킴으로써 환자의 피폭선량을 경감시키고, 단시간 촬영이 가능하게 되었다. 이러한 단시간 촬영은 피사체의 움직임에 의한 불선예도를 감소시키는 장점이 있다. X선 형광체 화합물 중에서 Gd2O2S:Tb3+는 높은 원자번호에 의한 고에너지의 높은 흡수율과 우수한 발광효율을 가지므로 현재 널리 이용되고 있으며, Gd2O2S:Tb3+의 발광특성을 향상시키기 위한 더 많은 연구가 진행되고 있다[2].
희토류 금속의 특유한 성질로 인하여 응용되는 분야는 어떠한가?
희토류 금속들은 그 특유한 물리적, 화학적 성질로 인하여 전자, 금속, 화학, 방사선 등 많은 분야에 있어 광학유리, 연마제, 형광재료, 기능성 광학재료, 금속첨가물, 고강도 세라믹스 등으로 매우 다양하게 응용되고 있다. 형광체는 모체와 활성제의 종류에 따라 방출형광의 특성이 달라지고[1], 방사선 분야에서 증감지는방사선에 의한 형광작용을 이용하여 사진 필름을 감광시킴으로써 환자의 피폭선량을 경감시키고, 단시간 촬영이 가능하게 되었다.
형광체의 특성은 무엇에 따라 달라지는가?
희토류 금속들은 그 특유한 물리적, 화학적 성질로 인하여 전자, 금속, 화학, 방사선 등 많은 분야에 있어 광학유리, 연마제, 형광재료, 기능성 광학재료, 금속첨가물, 고강도 세라믹스 등으로 매우 다양하게 응용되고 있다. 형광체는 모체와 활성제의 종류에 따라 방출형광의 특성이 달라지고[1], 방사선 분야에서 증감지는방사선에 의한 형광작용을 이용하여 사진 필름을 감광시킴으로써 환자의 피폭선량을 경감시키고, 단시간 촬영이 가능하게 되었다. 이러한 단시간 촬영은 피사체의 움직임에 의한 불선예도를 감소시키는 장점이 있다.
참고문헌 (10)
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Wang F, Chen X, Liu D, Yang B, Dai Y, "Experimental and theoretical study of pure and doped crystals: $Gd_2O_2S,\;Gd_2O_2S:Eu^{3+}\;and\;Gd_2O_2S:Tb^{3+}$ ", J. Mol. Struct, Vol. 1020, pp. 153-159, 2012.
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