실리콘 광센서 기반 TL 및 선량평가 계측 연구

Silicon photodetector-based TL dosimetry and dose assessment systems

연구 내용

SiPM·SPAD 등 실리콘 광센서를 활용해 열발광(TL) 선량 계측의 검출한계와 재현성을 확보하고, 데드타임·전계 조건 및 기계학습 기반 보정으로 선량평가 정확도를 개선하는 연구

SiPM 기반 readout에서 이득 안정화와 신호 포화 보정 모델을 적용하여 TL 선량계의 재현성과 계측 동작 범위를 확보합니다. 또한 SPAD의 전계 조건이 1차 다크펄스와 DCR에 미치는 영향을 소자 파라미터 관점에서 분석하고, 방사선 검출 응용에 적합한 전계 엔지니어링 방향을 제시합니다. 더 나아가 TLD 응답 데이터를 기반으로 방사선장 분류와 혼합장 선량 추정에 ANN 및 LGBM 같은 기계학습 알고리즘을 적용하여 기존 DT 기반 평가의 편향과 분산을 낮추는 방향을 수행합니다.

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연구 흐름

초기에는 SiPM을 TL 측정에 적용하기 위해 검출기 특성과 온도 의존성을 검증하고, 기존 PMT 대비 재현성 확보 절차를 정립했습니다. 이후에는 고선량 영역에서 pile-up에 따른 포화가 발생하는 문제를 데드타임을 반영한 보정 모델로 해결하고, 신호 응답을 개선하는 방향으로 연구를 확장했습니다. 동시에 SPAD에서 전계 강화 메커니즘이 다크펄스에 미치는 영향을 소자 구조 조건과 함께 분석하여 DCR 저감의 설계 근거를 축적했습니다. 최근에는 TL 데이터 기반 방사선장 분류 및 선량환산을 ANN과 LGBM으로 수행하여 복수 알고리즘의 오차 특성을 비교·정리하는 흐름을 이어가고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

SiPM 기반 TL 선량계
SPAD 다크펄스 저감 설계
전계 조건 최적화 가이드
데드타임 보정 모델 적용
온도 안정화 readout 회로
방사선장 분류 기반 선량보정
혼합장 선량 추정 알고리즘
소형·휴대형 방사선 측정기
응답 비선형성 캘리브레이션
방사선 의료 계측 보조 시스템