최근 진단 X선 검출기 적용을 위한 방사선 검출물질로 반도체 화합물에 대한 많은 연구가 되고 있다. 본 연구에서는 반도체 화합물 중 광민감도가 우수하고 X선 흡수율이 높은 CdS 반도체를 이용하여 검출센서를 제작하였으며, 진단 X 선 발생장치에서의 에너지 영역에 대한 검출특성을 조사함으로써 적용 가능성을 평가하였다. 센서 제작은 CdS 센서로 부터의 신호 획득 및 정량화를 위한 Line voltage selector(LCV)를 제작하였으며, 전압감지회로 및 정류회로부를 설계 제작하였다. 또한 X선 노출조건에 따른 상호연관 알고리즘을 이용하였으며, DAC 컨트롤러와의 Interface board를 설 계 제작하였다. 성능평가는 X선 발생장치의 조사조건인 관전압, 관전류 및 조사시간별 저항변화에 따른 전압파형 특성 을 오실로스코프로 획득하여 ANOVA 프로그램을 이용하여 데이터를 통계 처리 및 분석하였다. 측정결과, 관전압과 관 전류이 증가할수록 오차의 비가 감소하였으며, 90 kVp에서 6%, 320 mA에서 0.4% 이하의 좋은 특성을 보였으며, 결 정계수는 약 0.98로 1:1의 상관관계를 보였다. X선 조사시간에 따른 오차율은 CdS 물질의 늦은 반응속도에 기인하여 조사시간이 길어질수록 지수적으로 감소하는 것을 알 수 있었으며, 320 msec에서 2.3%의 오차율을 보였다. 끝으로 X 선 선량에 따른 오차율은 약 10% 이하였으며, 0.9898의 결정계수로 매우 높은 상관관계를 보였다.

최근 광도전체와 형광체 기반의 디지털 방사선 검출기가 많은 관심을 받고 있으며, 이를 상업화 하기위한 많은 연구 들이 이뤄지고 있다. 디지털 방사선 검출기를 제작하는 방법에서 크게 직접변환방식과 간접변환방식이 있다. 본 연구 는 기존에 직접변환방식에 널리 사용되어 지고 있는 비정질 셀레늄(Amorphous seleinum)기반의 디지털 방사선검출 기 보다 좋은 SNR(Signal-to-noise ratio) 동작 특성을 가지는 X선 검출 물질을 제작하여 X선 조사시 두께와 전기장 형성에 따른 차이점을 알아보기 위한 것이다. 본 연구에서는 기존의 진공 증착법이 두꺼운 대면적 필름제조가 어렵다 는 문제점을 해결하고자 Screen-Print Method를 이용하여 전도성을 가진 ITO (Indium-tin-oxide)가 코팅 된 유리 판에 제작하였다. 본 연구에 사용된 X-선 검출물질로는 다결정 HgI2 를 사용하였으며, 시편의 두께를 150μm로 제작 하였으며, 3cm×3cm 크기로 제작하였다. 상부전극은 Magnetron sputtering system을 사용하여 3cm×3cm, 2cm×2cm, 1cm×1cm의 크기로 각각 다르게 하여 ITO(Indium-tin-oxide)를 증착 시킨 후, X선 조사시 HgI2의 민감 도와 누설전류, SNR 등을 측정하여 필름의 전기적 검출 특성을 정량적으로 평가하였으며, I-V테스트는 전류 적분 (integration) 모드를 사용하였다. 그 결과 전극의 크기에 따라 신호량 증가 특성을 확인할 수 있었지만 신호량의 증 가와 동시에 누설전류 또한 증가함으로써 전극의 크기에 따라 오히려 SNR 특성이 감소됨을 확인하였다. 향후 다양한 두께와 최적의 전극물질을 통해 신호대 잡음비를 개선시키기 위한 연구를 통해 최적화해야 할 것이다.

경기만 표층퇴적물 시료 96정점에 대하여 고분해능 X선 회절분석기와 Siroquant v3.0 프로그램을 이용하여 광물조성을 구하였다. 연구해역 표층퇴적물은 조암광물이 대부분을 차지하며(석영 63.8%, 사장석 12.9%, 알카리장석 11.7%, 백운모 4.3%, 각섬석 1.2%, 흑운모 0.5%), 점토광물(일라이트 2.4%, 녹니석 1.4%, 카올리나이트 0.4%) 및 소량의 탄산염광물(방해석 0.1%, 아라고나이트 0.3%)로 구성되어 있다. 조립질 퇴적물은 연구해역 북쪽, 남쪽과 중앙부에서 많이 분포하며, 세립질 퇴적물은 연구해역 중앙부 북쪽과 남쪽에 동서 방향으로 긴 형태의 분포를 보인다. 연구해역의 남쪽에는 석영의 함량이 상대적으로 높은 조립질 퇴적물이 퇴적되고, 연구해역 북쪽에서는 사장석, 백운모, 각섬석 등의 함량이 높은 조립질 퇴적물이 퇴적되는 것으로 나타난다. 연구해역 중앙부의 남쪽에는 일라이트의 함량이 상대적으로 높은 세립질 퇴적물이 퇴적되고, 연구해역 중앙부의 북쪽에서는 녹니석과 카올리나이트의 함량이 상대적으로 높은 세립질 퇴적물이 퇴적되는 것으로 나타난다.

최근 의료영상분야에서 형광체와 광도전체 물질을 이용한 디지털 평판형 X선 영상검출기가 폭넓게 이용되고 있다. 본 연구는 CsI:Na 형광체층과 광민감도가 우수한 비정질 셀레늄(a-Se)층의 이중 접합구조로 구성된 변환구조 설계를 위한 몬테카를로 시뮬레이션과 X선에 대한 광학적 및 전기적 반응특성을 조사하였다. 먼저 CsI:Na의 발광스펙트럼과 a-Se의 광흡수 스펙트럼을 측정하여 X선에 의한 신호 변환특성을 분석하였다. 또한, 인가전기장의 함수에 따른 X선 민감도을 측 정하여 상용화된 a-Se(500㎛)의 직접변환 검출기와 비교 평가하였다. 측정결과로부터, 10 V/μm에서 CsI:Na(180 ㎛)/a-Se(30㎛) 변환센서의 X선 민감도는 7.31 nC/mR-cm2 이고, a-Se(500㎛) 검출기는 3.95nC/mR-cm2로 약 2배 정 도 높은 값을 보였다.

최근 디지털 방사선 영상획득을 위한 평판형 X선 검출기에 이용되는 광도전체(a-Se, HgI2, PbO, CdTe, PbI2 등)에 대 한 관심이 증대되고 있다. 본 연구에서는 HgI2 와 a-Se 필름 변환체에 대해 X선에 대한 전기적 신호검출 특성을 조사하였 다. 수백 마이크로의 두꺼운 광도전체 필름 제작을 위해 HgI2는 입자침전방법을 이용하였고, a-Se은 종래의 진공열증착법 을 이용하였다. 제작된 시편에 대한 전기적 특성 실험은 누설전류, 신호응답 특성, 민감도 등을 측정하였다. 실험결과로부 터, HgI2는 상용화된 a-Se에 비해 낮은 동작전압특성과 우수한 신호 발생율을 보임을 알 수 있었다.

HgI2의 경우 타 광도전체 물질(a-Se, a-Si, Ge, etc)등에 비해 X선 민감도가 우수하며, 낮은 인가전압에서 구동이 용이한 특성을 가지고 있다. 이러한 특징을 바탕으로 본 연구에서는 HgI2 (Mercury Iodide) 기반의 평판형 디지털 방 사선 광도전체 필름을 두께에 따른 구현에 관한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 기존의 PVD(Physical Vapor Deposition)방법의 두꺼운 대면적 필름제조가 어려운 문제점을 해결하 기 위해 Screen printing 방법을 사용하였다. 바인더의 종류로는 PVB (Polyvinylbutyral)와 DGME (Diethylene Glycol Monobutyl Ether)와 계면활성제 역할을 하는 DGMEA (Diethylene Glycol Monobutyl Ether Acetate)로 제작하는 바인더를 사용하여 Screen Printing법을 이 용하여 각각의 다른 두께를 가지는 다결정의 HgI2 (Mercury Iodide) 필름을 제작하였다. 제작된 필름의 전기적 특성을 dark current, X-선 sensitivity와 SNR(Signal to -Noise Rate) 등을 측정하여 정량 적으로 평가 하였다. 그 결과 DG계 200um의 근사하게 제작한 HgI2 (Mercury Iodide) 필름의 전기적특성이 가장 좋 게 측정되었다. 얻어진 결과로 볼 때 HgI2 기반의 의료용 광도전체 필름은 기존의 a-Se(Amnorphous seleinum; a-se)를 이용한 디지털 방사선 광도전체 필름의 대체 적용에 대해 충분한 가능성을 보였다.

유기양이온(hexadecylpyridinium chloride monohydrate (HDP+))으로 개질시킨 유기벤토나이트의 특성을 유기탄소함량 측정, 마이크로-X 선회절 분석, 전기영동 이동성 측정을 이용하여 관찰하고, 무처리 벤토나이트와 유기벤토나이트의 요오드에 대한 흡착성을 비교 조사하였다. 벤토나이트는 유기양이온인 HDP+에 대해서 높은 친화력을 보여주었다. 마이크로-X선 회절 분석 결과에 의하면 유기벤토나이트는 저면 간격에 있어서 현저하게 팽창을 하였고, 이는 유기 양이온이 벤토나이트의 층간에 충분히 삽입되었음을 의미한다. 전기영동 이동성 측정에 의하면벤토나이트의 양이온 교환 용량 이상의 유기 양이온으로 치환시킨 유기벤토나이트의 경우 무처리 벤토나이트와 전혀다른 표면 전하분포를 나타냄을 알 수 있다. 요오드의 흡착능에 있어서, 무처리 벤토나이트는 요오드를 전혀 흡착하지 못한 반면, 벤토나이트의 양이온 교환용량의 200% 양으로 개질 시킨 유기벤토나이트의 경우 요오드 439 mmol/kg를 흡착하였다. 유기 벤토나이트에 흡착된 요오드의 분자 환경은 요오드 K-edge와 LIII-edge X-선 흡수 분광을 이용하여 연구하였다. 유기벤토나이트의 요오드 X선 흡수 변연 구조를 통해 유기벤토나이트에 흡착된 요오드의 경우 KI 표준용액의 구조와 유사함을 알 수 있었다. 광범위 X-선 흡수 미세구조의 선형 결합 분석결과는 유기 복합체와 반응한 요오드의 비율이 벤토나이트에 흡착된 유기 복합체의 양이 증가함에 따라 같이 증가함을 나타냈다. 본 연구를 통해, 벤토나이트의 개질 특성에 의해 요오드의 흡착 환경이 현저하게 달라짐을 관찰할 수 있었으며, 음이온성 방사성 요오드를 포함하는 핵폐기물 저장소 주변의 방어벽 물질로 유기벤토나이트의 적용 가능성을 살펴 볼 수 있었다.

의료영상 시스템을 통해 볼 수 있는 모든 X-선 영상은 피사체 본래의 특성만이 표현된 영상이 아닌 그 영상 시스템 고유의 특성이 반영된 영상이라 할 수 있다. 영상화질에서 시스템에 의한 열화는 시스템응답함수인 변 조전달 함수(modulation transfer function; MTF)로 설명되며 잡음력 스펙트럼(noise power spectrum; NPS) 으로 설명할 수 있다. 이 때, 열화된 영상은 영상시스템의 MTF와 NPS를 정확하게 측정함으로써 그 시스템의 특성에 따라 설계된 필터에 의해 원영상에 가깝게 복원(restoration)될 수 있다. 본 논문에서는, 영상복원 시뮬 레이션을 통해 기존의 직접 역필터링(direct-inverse filtering), 제한된 역필터링(limited-inverse filtering), 위너 필터링(Wiener filtering) 기법을 바탕으로 열화된 영상을 원 영상에 가깝도록 복원하고 복원영상의 화질 을 정량적으로 평가하였다.

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.

2001년 황해 2차 탐사에서 채취된 89개 표층 퇴적물 시료에 대하여 고분해능 X선 회절분석기와 Siroquant v.3.0 프로그램을 이용하여 광물조성을 구하였다. 황해 표층 퇴적물은 주구성광물(석영 57.8%, 사장석 16.0%, 알카리 장석 10.0%), 점토광물 및 방해석 등으로 구성되어 있다. 점토광물 중에는 일라이트(8.7%)가 가장 많고, 녹니석(2.6%)이 두번째로 많으며, 카올리나이트(0.6%)는 매우 소량들어 있고, 스멕타이트는 존재하지 않는 것으로 밝혀졌다. 석영 함량은 황해의 가장자리에 많고, 산동 반도 남동쪽에서 제주도 남서쪽을 연결하는 북서-남동 방향을 따른 해역에서 매우 낮다. 이런 분포 경향은 조립질 퇴적물인 모래의 분포 경향과 일치한다. 이를 통하여 조립질 퇴적물은 많은 양의 석영으로 구성되어 있으며, 황해의 동쪽과 남서쪽으로 많은 양이 유입되었을 가능성이 크다고 추정할 수 있다. 일라이트의 분포는 석영과 반대되며, 세립질 퇴적물과 비슷한 경향을 나타낸다. 이것은 세립질 퇴적물의 상당한 양이 황해의 북서쪽으로부터 공급되었을 가능성을 보여준다. 이번 연구 결과만 가지고 황해 퇴적물의 근원지를 정확하게 규명하는 것은 힘들기 때문에, 이와 비슷한 일련의 연구가 계속되어야 할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 a-Se 기반 디지털 X-선 영상장치의 저대조도 특성을 평가하기 위하여 contrast-detail 곡선 해석을 수행하였다. 본 실험에 사용된 X-선 영상장치는 픽셀크기가 139㎜×139㎜이고 유효면적이 46.7㎝×46.7㎝인 a-Si TFT 기판 위에 500㎜ 두께의 광전도체가 코팅된 구조를 갖고 있다. Contrast-detail 곡선을 측정하기 위하여 우선 주어진 촬영조건(즉, 40, 50, 60, 70, 80 kVp, and 16 mA.s)에서 상용 팬톰 인 CDRAD 2.0을 사용하여 X-선 영상을 획득한 후, 그 영상으로부터 IQFinv 인자를 사용하여 그 특성을 최종 평가하였다. 평가된 IQFinv 값은 주어진 광 플루언스(즉, 1.8×105, 5.9×105, 11.3×105, 19.4×105, and 29.4×105 photons/㎟)에서 각각 24.4, 35.3, 39.2, 41.5, 43.4으로 광 플루언스가 증가할수록 점진적으 로 증가하였으며 이는 광 플루언스가 증가할수록 영상의 가독성이 향상됨을 나타낸다.

High pressure X-ray diffraction study was carried out on a natural FeO(OH)-goethite to investigate its compressibility at room temperature. Energy dispersive X-ray diffraction method was employed using Mao-Bell type diamond anvil cell with Synchrotron Radiation. MgO powder was compressed together with goethite for the high pressure determinations. Bulk modullus was determined to be 147.9 GPa by the Birch-Murnaghan equation of state under assumption of K0' of 4. This value was subjected to compare with its structural analogs and related materials.

Polycrystalline ZrH2 in tetragonal crystal system has been compressed in a modified Bassett-type diamond anvil cell up to 36.0 GPa at room temperature. X-ray diffraction data did not indicate any phase transitions at the present pressure range. The pressure dependence of the a-axis, c-axis, c/a and molar volume of ZrH2 was determined at pressures up to 36.0 GPa. Assuming the pressure derivative of the bulk modulus (K0') to be 4.11 from an ultrasonic value on Zr, bulk modulus (K0) was determined to be 160Gpa by fitting the pressure-volume data to the Birch-Murnaghan equation of state. Same sample was heated at 500℃ at the pressure of 9.8 GPa in a modified Sung-type diamond anvil cell. Unloaded and quenched sample revealed that the original tetragonal structure transforms into a hexagonal structured phase with a zero-pressure molar volume change of ~115.5%.

점토광물들은 지질환경에 따라 다양한 화학성분을 갖게되는데, 화학성분의 변화는 X-선 회절도형 회절선 intensity에도 영향을 미치기 때문에 점토광물들의 정확한 정량분석을 위하여서는 유사한 화학식을 표준시료를 필요로 하게 된다. 대부분의 경우 특정성분의 표준시료를 확보하기 어렵지만, X-선 회절도형 계산방법을 응용하면 표준시료를 사용하지 않고 점토광물들의 정량분석을 실시할 수 있다. 대부분 심해저 퇴적물은 smectite, illite, chlorite, kaolinite듣 점토광물들을 함유하고 있는데, 특정한 화학성분을 갖는 이러한 네가지 점토광물들의 X-선 회절도형을 NEWMOD 프로그램을 이용하여 계산하였다. smectite와 illite의 001 회절선, chlorite의 004회절선, kaolinite의 002회적선의 이론적 peak intensity들을 계산된 X-선 회절도형으로부터 구하여 각 광물들의 MIF(Mineral Intensity Factor)값을 결정하였다. 실험에서 얻어진 시료의 peak intensity는 MIF값을 이용하여 교정하면 peak intensity값과 각 광물들의 wt%가 비례하도록 된다. 각 광물들의 wt% 총합계는 100wt%가 되도록 설정한 후 각 광물들의 구성비율을 이용하여 정량화 하였다. 이러한 정량분석방법은 분석하려는 광물의 화학식과 거의 비슷한 표준시료를 준비하지 않아도 되기때문에, X-선 회절도형의 계산방법을 이용한 정량분석은 표준시료를 구할 수 없거나 구하기 힘든 경우 유용하게 사용될 수 있다. 회절도형계산을 이용한 정량분석 방법은 서로 비슷한 지질환경에서 산출된 점토광물들을 대량으로 빠른 시간내에 분석하는데 이용할 수 있다.