실리콘 광센서를 이용한 무기섬광결정의 특성 조사 = Determination of the Scintillation Properties of Inorganic Single Crytals by Using a Silicon Photodiode

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The luminesecence and the scintillation properties of CsI(Tl), Gd₃Al₂Ga₃O₁₂:Ce (GAGG) and Lu_{0.6}Y_{1.4}SiO_{0.5}:Ce (LYSO) single crystals were measured by using 1 × 1 cm² a Hamamatsu silicon photodiode under γ-ray excitation. In order to determine the emission wavelengths, we excited the crystals by using an X-ray source. The scintillation properties of the sample crystals were measured under γ-ray excitation. We measured the energy resolutions and the light yields of the sample crystals under γ-ray excitation from ^{137}Cs, ^{22}Na and ^{60}Co radioactive sources. We observed 10% difference in the energy resolutions and the light yields of CsI(Tl) and GAGG. In the case of LYSO, measuring the energy resolution and the light yield was difficult because the size of LYSO (1.5 × 0.3 × 0.3 cm³) was different from the sizes of CsI(TI) and GAGG (1 × 1 × 1 cm³) and because the quantum efficiency was very low when using a silicon photodiode for the emitted wavelength.

국문 초록 (Abstract)

1 × 1 cm² 크기의 Hamamatsu 실리콘 광센서에 다양한 섬광결정을 결합하여 γ-선에 의한 섬광결정의 섬광특성을 측정하였다. 먼저 X-선 발생 장치를 이용하여 섬광결정의 발광파장 영역을 확인한 후, 실리콘 광센서에 섬광결정을 부착하여 γ-선에 대한 섬광결정의 섬광특성을 조사하였다. 무기섬광결정으로 CsI(Tl), Gd₃Al₂Ga₃O₁₂:Ce (GAGG) 와 Lu)_{0.6}Y_{1.4}SiO_{0.5}:Ce (LYSO) 를 사용하였고, ^{137}Cs, ^{22}Na, ^{60}Co의 γ-선에 대하여 상대적 섬광량 및 에너지 분해능에 대한 연구를 하였다. CsI(Tl)과 GAGG는 상대적 섬광량 및 에너지 분해능의 측정값이 10%정도의 차이를 보였다. LYSO의 경우 다른 두 섬광결정과 크기가 달랐으며 발광파장영역에 대한 실리콘 광센서의 양자효율이 낮아서 측정에 어려움이 있었다.

참고문헌 (Reference)

1 K. Yamaoka, 52 : 2765-, 2005

2 C. L. Melcher, 40-41 : 1214-, 1989

3 K. Kamada, 1698-, 2012

4 J. G. Wierzbicki, 787-, 1994

5 I. G. Valais, 55 : 785-, 2008

6 G. H. Chae, "Scintillation Properties of and Proton-induced Effect on CdWO4 Crystals" 한국물리학회 63 (63): 1455-1460, 2013

7 G. F. Knoll, "Radiation Detection and Measurement" John Wiley & Sons 2000

8 "Ocean Optics Co."

9 "Notice Korea Co."

10 "HAMAMATSU Co."

11 "CERN"