UO2-6wt%Gd2O3가연성 독물질 소결체에 미량첨가한 Al 화합물(Al(OH)3, ADS(aluminium disterate), Al(OH)3+ADS)이 소결성 및 미세조직에 미치는 영향을 고찰하고자 하였다. 이를 위하여 Al이 첨가된 UO2-6wt%Gd2O3압분체를 1700˚C, 수소 분위기에서 4시간동안 소결한 후 특성시험을 수행하였다 Al을 첨가한 UO2-6wt%Gd2O3의 소결밀도는 94% T.D.이상이였고, ADS를 이용한 Al 첨가가 개기공도 감소에 상대적으로 크게 기여하였다. 또한 Al을 첨가하면 10μm 이상의 큰 기공과 1μm 이하의 작은 기공은 많이 줄어들었고 첨가된 Al 화합물의 종류와는 무관하게 평균 기공크기는 2-3μm였다. 그리고 Al을 첨가하지 않은 소결체의 결정립은 이중 결정립 형태를 갖는 반면에 Al을 첨가하면 결정립은 균일하였다. 특히, ADS를 첨가한 소결체의 평균 결정립 크기는 4.6μm로 가장크게 증가하였다.

Gd박막의 강자성-상자성 상전이 온도(Tc)이동을 조사했다. 강자성-상자성 상전이 온도에서 전기저항이 변화되는 변곡점을 관측하여 Tc를 결졍하였는데, 두께가 6600Å인 Gd박막의 상전이 온도는 bulk상태의 Gd의 전이온도보다 4±0.3˚C정도 아래로 이동됨을 알았다. 이것은 강자성 Gd박막의 Tc이동에 대한 최초의 측정이며, 실험과 finite-sime scaling이론을 비교 분석했다.

본 연구에서는 연성을 형광체 층이 가질 수 있다면 외부의 기계적 외력에 대하여 장기간 안정성을 확보 할 수 있을 것으로 기대하였다. 이에 본 연구에서는 스크린 프린팅 공법을 통하여 유연한 Gd2O2S:Tb 증감 지를 제작하였고 장기적인 외력에 의한 피로누적과 반복적인 외력에 의한 피로누적에 따른 영향을 고찰하 고자 RMS 분석과 히스토그램을 분석을 통하여 영상 균일도를 평가하였다. 연구 결과, 지속적인 외력에 대 하여는 지배적인 픽셀 영역이 일정하게 유지되면서 RSD가 10% 이내를 만족하였으나, 반복적인 외력의 경우 지배적인 픽셀 영역이 3 영역으로 분할되며 영상 균일도에 악영향을 미치며 RSD가 10% 이상으로 증가 하는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 기존 방사선증감지에 대비하여 기계적 안정성을 확보함으 로써 곡면 검출기의 적용 가능성을 제시하였으나 아직까지 플렉시블 검출기에 적용하기 위해서는 추가적 인 연구가 필요할 것으로 사료된다. 이러한 결과 유연성을 가진 방사선 증감지는 다양한 곡면에 적용이 가 능하므로 향후 핵의학, 치료용, 산업 분야 등과 같은 다양한 분야에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구의 목적은 DR (digital radiography) 장비에서 팬텀을 이용하여 간접변환방식의 CsI:Tl 검출기와 Gd₂O₂S 검출기를 중심으로 두께가 두꺼운 흉부 팬텀과 중간 두께의 대퇴부 팬텀, 그리고 피사체의 두께가 얇은 손 팬텀의 영상을 획득하고 SNR과 CNR을 분석하여 검출기의 특성을 알아보고자 하였다. 피사체 두께 변화에 따른 SNR과 CNR을 측정한 결과 중간 두께의 대퇴부 팬텀과 두께가 얇은 손 팬텀을 촬영 하였을 때 SNR과 CNR은 Gd₂O₂S 검출기보다 CsI:Tl 검출기에서 높게 나타났음을 확인 할 수 있었다. 그러나 두께가 두꺼운 흉부 팬텀을 사용하였을 때는 Gd₂O₂S 검출기의 SNR이 80∼125 kVp 일 때와 CNR이 80∼110 kVp 일 때 CsI:Tl 검출기 보다 값이 높게 나타났고, 저관전압에서 고관전압으로 갈수록 SNR과 CNR은 모두 증가하였다. 중간 두께의 대퇴부 팬텀에서 CsI:Tl 검출기의 SNR과 CNR은 40∼50 kVp 일 때 증가하다 고관전압으로 갈수록 감소하는 것을 확인 할 수 있었고, Gd₂O₂S 검출기의 SNR과 CNR은 40∼60 kVp 일 때 증가하다 고관전압으로 갈수록 감소하는 것을 확인 할 수 있었다. 두께가 얇은 손 팬텀에서 CsI:Tl 검출기의 SNR과 CNR은 저관전압에서 감소하다가 고관전압으로 갈수록 증가하면서 100∼110 kVp에서는 감소하였고, Gd₂O₂S 검출기의 SNR과 CNR은 고관전압으로 갈수록 감소하는 것을 확인하였다. MTF는 0.5 ∼3 lp/mm에서 CsI:Tl 검출기가 Gd₂O₂S 검출기보다 6.02∼90.90%로 높음 보여주고 있고, DQE는 0.5∼3 lp/mm에서 CsI:Tl 검출기가 Gd₂O₂S 검출기보다 66.67∼233.33% 높음 보여주고 있다. 결론적으로 MTF와 DQE의 비교에서는 CsI:Tl 검출기가 Gd₂O₂S 검출기보다 높게 나타났지만, 두꺼운 흉부 팬텀에서 일정 관전압 구간에서는 저가의 Gd₂O₂S 검출기가 고가의 CsI:Tl 검출기보다 SNR과 CNR이 높다는 것을 확인하였다. 흉부 X선 검사 시 CsI:Tl 검출기보다 Gd₂O₂S 검출기를 사용하여 우수한 화질의 흉부 영상을 구현함으로써 검사에 유용할 것으로 판단되어지며, 사용자 입장에서 검출기 형태를 결정 할 때 가격 대비 성능을 고려 해볼 사항으로 판단된다.

본 논문에서는 Li6Gd(BO3)3:Ce3+ 할라이드 섬광체를 초크랄스키법으로 육성하고, 육성된 단결정의 X선에 대한 섬광 및 열형광 특성에 대하여 조사하였다. Li6Gd(BO3)3:Ce3+의 섬광스펙트럼은 Ce3+이온의 4f→5d 천이에 따라 파장범위가 370~500 nm, 피이크 파장은 423 nm 및 455 nm이었다. 섬광감쇠시간 특성은 60 ns의 빠른 시간 특성 성분(25%), 787 ns의 중간 시간특성 성분(29%)과 5.9μs의 느린 성분(46%)의 3개로 구성되며, 잔광에 기여한 포획준위의 물리적 변수를 열형광 측정법에서 분석한 결과, 2개의 포획준위에 기인하며 각 포획 준위의 활성화에너지, 발광차수 및 주파수 인자의 평균값은 각각 0.65 eV, 1.01 및 6.9×108s-1 및 0.96 eV, 1.79 및 3.1×1012 s-1 이었다.

본 연구에서 사용한 증감지 구성 물질은 Gd2O2S:Tb3+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 5D4 - 7F5의 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. Gd2O2S:Tb3+ 증감지를 이용한 X-선 촬영에서 100 kVp 이상의 높은 관전압을 사용 할 경우 필름에 도달하는 형광량과 강도가 급격히 증가하므로 적정농도의 영상을 획득하기위한 주의가 요구되어진다.

유역에 강우가 발생하였을 때, 지표 흐름이 어떠한 양상으로 발달되는지에 대한 문제는 유역의 유출수문곡선이나 유사유출량을 산정하거나 하천 형성과 발달을 이해하기 위한 기본적인 문제이다. 지표수 흐름방향 탐색을 위해 여러 기법들이 연구되어 왔으며, 가장 기본적인 D8(Deterministic 8)방법(O’Callaghan and Mark, 1984)부터 흐름방향의 다양성을 도입한 GD8(Global D8)방법(Paik, 2008)에 이르기까지 다양한 방법이 개발되었다. 이러한 지표수 흐름방향 탐색방법은 위치수두의 차이만 고려하기에 계산영역에 웅덩이(pit)와 같은 부분이 존재하면 흐름방향을 구할 수 없다. 따라서 DEM(digital elevation model)에서 이러한 웅덩이가 발견되면 DEM의 오차로 간주하고 이런 웅덩이를 메우는 전처리 작업을 거치는 것이 보통이다. 그러나, DEM의 오차가 아닌 실제의 웅덩이가 존재할 경우 이런 접근법은 한계를 가진다. 예를 들어 화산 지형의 분화구와 같은 분지 지형에서는 흐름이 분지 외부로 연결되지 않는 문제가 발생한다. 실제 자연 현상에서는 강우 발생 초기에는 분지 지형에 우수가 저류되어 호수를 이루게 되며 강우가 증가함에 따라 호수의 수위가 점차 상승하다가 어떠한 임계수위를 넘어서게 되면 최종적으로 외부 흐름에 연결되는 현상이 나타난다. 본 연구에서는 이러한 상황을 모의할 수 있도록 기존의 지표수 흐름방향 탐색기법인 GD8을 개량하는 것을 제안하였다. 이 초기 시도에서 제안하는 방법은 유역에 발생한 강우와 GD8을 통해 산출된 흐름 방향을 고려하여 시간에 따른 우수의 흐름 변화 및 유역 출구에서의 유출수문곡선을 탐색하는 방법이다. 이러한 모형은 실제 지표면에 강우가 발생했을 때, 지표면에 저류되는 지면 저류 효과를 정량적으로 분석할 수 있으며 지형 형상에 따라 흐름이 하나로 확정되던 기존 해석 방법과는 달리 시간에 따른 흐름의 변화를 해석할 수 있다는 장점을 갖는다. 특히, 유역 내의 저수지로 인해 강우 초기에는 유출수문곡선에 기여하지 않다가 일정 이상의 강우 발생시에 유출이 발생하는 동적 유출해석이 가능하며, 이는 유역의 유출량 산정 뿐만 아니라 홍수와 같은 자연재해 분석에도 유용한 자료로 활용이 가능할 것이다.

본 연구는 고해상도 디지털 X선 영상 검출기 적용을 위해 미세 Gd2O2S:Tb 형광체 분말을 저온 액상법을 이용하여 합성하였다. 제조된 형광체 분말을 이용하여 입자침전법을 이용하여 형광체 필름을 제작하여 발광특성을 조사하였다. 측정결과, Tb 첨가농도에 따른 상대적인 발광량 측정결과 5 wt%의 첨가농도에서 가장 높은 발광효율을 보였으며, 첨 가농도가 증가할수록 소광현상에 의한 발광강도가 급격히 감소하는 경향을 보였다. 또한 270 ㎛ 두께의 Gd2O2S:Tb에 서 2945 pC/cm2/mR의 발광 강도를 가졌으며, 발광 강도가 거의 포화되는 것을 관찰할 수 있었다. 끝으로 제조된 형광 체의 영상획득 성능을 평가하기 위해 상용화된 CMOS 센서를 이용하여 X선 영상을 획득하여 MTF, NPS를 측정하여 DQE 평가를 수행하였다. 측정결과, DQE(0)의 값은 37%로 다소 낮은 값을 보였다. 향후 필름 제조 공정상의 문제점 을 해결한다면, DQE를 개선할 수 있을 것으며, 고해상도 의료 방사선 영상 시스템 적용에 유용하게 적용 가능할 것으 로 판단된다.

본 연구에서는 GD8 방법을 이용하여 수치고도모형(DEM)으로부터 제주도의 하천망을 추출, 경사와 지형지수의 공간분포를 구하고 유역면적의 초과확률분포 등의 지형학적 특성을 분석하였다. GD8으로 추출된 하천망은 실제 제주도 지형도에 나타난 하천분포와 유사하였으며 지형지수의 분포는 하천망의 분포와 밀접한 상관성을 보였다. 유역면적의 초과확률분포는 높은 상관계수를 갖는 멱함수(power-law)의 형태를 따르는 것으로 확인되었다. 이는 하천망이 프랙탈(fractal) 구조를 가지고 있음을 보여주는 한 예라고 할 수 있다. 이상의 분석을 통하여 GD8 방법이 수치고도모형을 이용한 수문지형분석에 적절한 방법인 것으로 판단하게 되었다.

이 연구에서는 알코올과 증류수를 특정비율로 혼합한 특수용매를 사용하여 합성한 Gd2O3:Eu 나노 분말이 Europium(Eu)함량에 따라 어떤 입자특성과 발광특성을 가지게 되는지에 대하여 조사하였다. 액상법에 사용된 이 용매는 Gadolinium(Gd)과 Europium(Eu)의 용해되는 시간을 현저히 줄임으로써, 실험시간이 단축됨을 확 인하였다. 이번 실험에서 Gd2O3:Eu 나노 powder 형광체의 입자특성은 SEM(scanning electron microscope)과 EDX(Energy Dispersive X-ray)를 사용하였으며, 나노 powder의 발광특성은 PL(Photoluminescence), CL(CathodeLuminescence)을 사용하여 측정하였다. 결정들은 30nm∼40nm의 크기의 결정을 가졌고 발광특성 은 약 620nm의 특정 파장에서 크게 반응함을 알 수 있었으며, Europium(Eu)함량이 1wt%에서 3wt%, 5wt% 로 늘어날수록 Photon의 count가 증가하게 되어 발광효율이 증가함을 알 수 있었다.