진단 X선 검출기 적용을 위한 CdS 센서 제작 및 성능 평가 (The fabrication and evaluation of CdS sensor for diagnostic x-ray detector application)

서지정보

· 발행기관 : 한국방사선학회
· 수록지 정보 : 한국방사선학회논문지 / 4권 / 2호 / 21 ~ 25페이지
· 저자명 : 박지군, 이미현, 최영준, 정봉재, 최일홍, 강상식

초록

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 X선 발생장치에서의 에너지 영역에 대한 검출특성을 조사함으로써 적용 가능성을 평가하였다. 센서 제작은 CdS 센서로부터의 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 설계 제작하였다. 성능평가는 X선 발생장치의 조사조건인 관전압, 관전류 및 조사시간별 저항변화에 따른 전압파형 특성을 오실로스코프로 획득하여 ANOVA 프로그램을 이용하여 데이터를 통계 처리 및 분석하였다. 측정결과, 관전압과 관전류이 증가할수록 오차의 비가 감소하였으며, 90 kVp에서 6%, 320 mA에서 0.4% 이하의 좋은 특성을 보였으며, 결정계수는 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 X선 선량에 따른 오차율은 약 10% 이하였으며, 0.9898의 결정계수로 매우 높은 상관관계를 보였다.

영어초록

Recently, various semiconductor compounds as radiation detection material have been researched for a diagnostic x-ray detector application. In this paper, we have fabricated the CdS detecton sensor that has good photosensitivity and high x-ray absorption efficiency among other semiconductor compounds, and evaluated the application feasibility by investigating the detection properties about energy range of diagnostic x-ray generator. We have fabricated the line voltage selector(LCV) for a signal acquisition and quantities of CdS sensor, and designed the voltage detection circuit and rectifying circuit. Also, we have used a relative relation algorithm according to x-ray exposure condition, and fabricated the interface board with DAC controller. Performance evaluation was investigated by data processing using ANOVA program from voltage profile characteristics according to resistive change obtained by a tube voltage, tube current, and exposure time that is a exposure condition of x-ray generator. From experimental results, an error rates were reduced according to increasing of a tube voltage and tube current, and a good properties of 6%(at 90 kVp) and 0.4%(at 320 mA) ere showed. and coefficient of determination was 0.98 with relative relation of 1:1. The error rate according to x-ray exposure time showed exponential reduction because of delayed response velocity of CdS material, and the error rate has 2.3% at 320 msec. Finally, the error rate according to x-ray dose is below 10%, and a high relative relation was showed with coefficient of determination of 0.9898

참고자료

· 없음