• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제39권2호
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• pp.81-88
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• 2014

최근, 인체 내 양성자 빔의 선량 분포를 검증하기 위해 새로운 개념의 영상기법인 감마 꼭지점 영상(gamma vertex imaging, GVI)이 제안되었다. GVI는 양성자 빔과 매질과의 핵반응으로 인해 발생하는 즉발감마선의 발생 위치를 결정하기 위해 입사한 감마선을 전자 변환기에서 전자로 변환한 후 전자의 궤적을 추적하는 방법을 사용한다. GVI 영상장치는 감마선을 전자로 변환하기 위한 전자 변환기, 전자 궤적을 추적하기 위한 2대의 양면 실리콘 스트립 검출기(double-sided silicon strip detector, DSSD)와 전자의 에너지 결정을 위한 섬광체 흡수부 검출기로 이루어진다. 본 연구에서는 GVI 영상 장치를 구성하는 DSSD 전용의 신호처리 장치를 구성하는 핵심 장치인 전하 민감형 전치증폭기(charge sensitive preamplifier, CSP) 모듈과 성형 증폭기 모듈을 개발하였으며, 상용 제품과 성능을 비교해 보았다. 감마선원의 에너지 스펙트럼 측정 결과, 자체제작 CSP 모듈이 상용 제품보다 에너지 분해능이 약간 낮은 것을 확인하였으며, 성형 증폭기의 경우 거의 동일한 성능을 보여주는 것을 확인할 수 있었다. 개발된 신호처리 장치의 노이즈의 크기를 나타내는 $V_{rms}$ 값은 6.48 keV으로 평가되었으며, 이는 145 ${\mu}m$의 DSSD에 전달되는 전자의 에너지( > ~51 keV)를 고려할 때 본 장치를 이용하여 전자의 궤적을 충분히 정확하게 결정할 수 있음을 확인할 수 있음을 보여준다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제4권1호
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• pp.21-28
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• 1979

공기중 산란감마선의 조직등가선량을 수정 단일산란근사법에 의하여 계산하였다. 공기중 산란 조직등가선량은 축적인자 및 지수감쇄 등 관심위치에서의 에너지 스펙트럼 및 3차원의 기하학적 산란체적을 고려하여 계산하였다. 이 계산방법은 차폐벽으로 둘러쌓인 농학적이용 목적의 대표적 감마조사시설과 시설의 방사선원의 방출감마선이 일정 범위내에만 조사되도록 하는 장치가 부착된 조사시설에 적용할 수 있도록 수정하였다. 선원과 피조사체 사이의 거리가 35m에서 300m 내에 있는 여러 위치에서의 에너지 스펙트럼, 각분포 그리고 조직등가선량율에 대한 계산결과를 얻었다. 3차원 계산방법에 의하여 구한 본 계산결과와 2차원 계산방법에 의하여 얻은 결과를 실제 측정값과 비교한 결과에 의하여 본 결과가 전반적으로실제 측정값과 좋은 일치를 보여 주었다. 만일에 차폐체에서의 에너지와 각 분포가 중요하지 않다고 하면 3차원 계산방법을 도입한 단일산란근사법은 일반적으로 감마조사 시설에서 공기중 산란방사선 문제들을 취급하는 데에 적합함을 알았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.287-287
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• 2011

동시 계수 도플러 넓어짐 양전자 소멸 분광법으로 n, p형 Cz-Si의 시료에 양성자를 0, 4 MeV 에너지와 조사량의 변화에 의한 결함을 측정하였으며, 고체 구조 특성에 대하여 조사하였다. 양전자와 전자의 쌍소멸로 발생하는 511 keV 감마선 스펙트럼의 수리적 해석 방법인 S-변수와 W-변수를 사용하여, 구조 변화를 측정하였다. 양성자 조사에너지의 세기에 따라 결함이 증가하였으며, 양성자의 조사량의 변화에 대하여는 큰 변화가 없었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제17권3호
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• pp.321-328
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• 2019

본 연구에서는 원자력 사고 또는 방사선 비상 시 지표면에 침적될 수 있는 감마선방출 핵종의 방사능을 신속하게 평가하기 위해 이용될 수 있는 NaI(Tl), $LaBr_3$(Ce) 및 $CeBr_3$ 섬광검출기의 성능을 비교 평가하였다. 검출성능은 최소검출가능방사능(MDA, Minimum Detectable Activity)을 통해 평가하였으며, 각 검출기의 지표면 침적 감마선방출 핵종에 대한 검출효율은 수학적 모델링과 점선원을 이용하여 반실험적으로 산출하였다. MDA 평가를 위한 백그라운드 감마선에너지스펙트럼은 비교적 넓고 평탄한 초지에서 측정되었으며, 원자력 사고 시 방출될 수 있는 주요 핵종에 대한 각 검출기의 MDA를 산출하였다. 그 결과 일반 환경방사능 준위에서 지표면 침적 감마핵종에 대한 각 검출기의 MDA 크기는 대체로"NaI(Tl)> $LaBr_3$(Ce)> $CeBr_3$"로 평가되었으며, 백그라운드 준위가 유사한 에너지 영역에서는 분해능이 가장 우수한 $LaBr_3$(Ce)에서 최소 값을 보였다. 이는 관심 핵종의 감마선에너지 영역에 대한 각 검출기의 자체 및 측정 환경 백그라운드, 측정 효율, 그리고 에너지 분해능 특성을 바탕으로 비교 분석되었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 1부
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• pp.327-331
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• 2012

양전자 소멸 분광법을 이용하여 X선으로 디지털 의료 영상을 회득하는 형광체를 X선 조사에 의한 형광체의 원자 크기 정도 결함의 특성을 조사하였다. 양전자와 전자의 쌍소멸에서 발생하는 511 KeV 감마선 스펙트럼의 수리적 해석 방법인 S-변수를 사용하여 결함의 정도를 측정하였다. 임상에서 X-선을 이용한 디지털 의료영상을 획득할 때 형광체로 사용하고 있는 시료를 사용기간별로 0, 2, 4, 6 구분하여 시료를 실험하였다. 각 시료들에서 측정된 S-변수는 0.4932부터 0.4956 정도의 변화를 보였다. 이에 상응하는 실험 방법으로 같은 시료에 X-선의 에너지와 조사시간 즉 6 MV 및 15 MV의 X-선을 사용하여 3, 6, 9, 그리고 12 Gy의 조사량을 변화시키면서 결함의 정도를 측정 비교하였다. 이 결과 형광체가 시용기간이 길어서 X선에 노출된 횟수가 많을수록 결함의 정도는 증가하는 경향을 보였고 X선의 에너지 강도가 강할수록 결함의 정도가 증가하는 경향을 보였다. 이것은 방사선에 노출된 빈도가 많을수록 영상을 획득하는데 보다 많은 선량이 요구되는 점과 영상의 화질이 저하는 현상을 결함특성 측정을 통하여 규명 하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권3호
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• pp.151-156
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• 2014

본 연구의 목적은 붕소 중성자 포획 치료 시 집적된 붕소 영역에서 중성자 선속의 변화와 그에 따른 방출된 즉발 감마선의 검출 시뮬레이션을 통하여 치료 영역에 대한 영상화의 가능성을 확인하고자 함이다. 전산 모사를 통하여 (1) 붕소 유무에 따른 중성자의 영향, (2) 내부와 외부에서의 즉발 감마선량 검출, (3) 즉발 감마선에 대한 에너지 스펙트럼 검출을 수행하였다. 모든 전산 모사는 Monte Carlo n-particle extended (MCNPX, Ver.2.6.0, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, USA)를 이용하여 가상의 물 팬텀과 열중성자(thermal neutron) 소스, 붕소 영역을 지정하였다. 열중성자의 에너지는 1 eV 이하의 에너지였으며 선속은 2,000,000 n/sec.로 설정하였다. 이 때, 발생된 즉발 감마선의 검출은 물 팬텀과 수직 방향으로 위치시키고 납으로 둘러싸인 lutetium-yttrium oxyorthosilicate (Lu0,6Y1,4Si0,5:Ce; LYSO) 섬광체 검출기를 이용하였다. 붕소가 존재하는 영역인 5 cm 깊이에서의 28 분할로서 대략 0.18 cm의 bin을 도출하여 붕소 영역의 얕은 깊이에서부터 급격하게 저하되는 것을 확인하였다. 또한 붕소 영역이 시작되는 지점인 9 cm 깊이에서 감마선의 피크 레벨을 확인하였다. 그리고 478 keV 지점에서 정확한 즉발 감마선 피크가 관찰되는 것을 확인하였다. 478 keV의 즉발 감마선 피크는 41 keV의 반치폭으로 에너지 분해능 값은 8.5%로 측정되었다. 결론적으로 붕소 중성자 포획 치료 시 발생되는 즉발 감마선의 계측으로 치료가 행해지는 부위를 감마 카메라 또는 단일 광자 방출 단층 촬영 기기에서 영상화할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제4권1호
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• pp.41-53
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• 1993

L-alanine 단결정의 전자 스핀 공명 신호를 100K까지의 온도 영역에서 측정하였다. L-alanine 단결정을 중수에서 수화용액용법으로 성장시켰으며, 이렇게 성장된 결정에 co bait-60 감마선을 32Gy 조사시키었다. 중수에서 성장된 L-alanine 단결정의 스펙트럼은 보통 L-alanine의 것과 초미세구조가 같게 나타났으며, 중앙공명선의 FWHM은 25%가 개선되었다. 감마선이 조사될 때 L-alanine에 생성되는 자유기는 H$_3$CCR(R=COOH) 형태의 화학구조를 가짐을 알 수 있다. 또한 L-alanine의 온도 의존성으로부터 상온에서 L-alanine자유기의 메틸기는 매우 빠르게 회전하며, 저온으로 갈수록 회전이 점점 정착됨을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.68-68
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• 2010

최근에 양전자의 고유 성질을 이용하여 반도체 및 도체의 표면, 계면 그리고 박막의 특성을 분석하는 기술로 소개되고 있다. 양전자는 양의 전하를 갖으며, 반물질인 전자와 쌍소멸하면서 감마선과 Auger 전자를 방출하는 특성을 이용하여 원소의 화학적 분석을 처음으로 증명하였다 (1987, UTA). 이후 도체 및 반도체의 표면 및 박막성장의 초기 성장 양상을 EAES, LEED와 상호보완적으로 활용하여 다양한 결과를 보고한 바 있다. 최근에는 기존의 양전자 이용 Auger전자 분광기의 단점을 극복하고 Time-Of-Flight(TOF) 시스템을 활용하여 향상된 성능과 Cu(100) 표면에서 얻은 전자 스펙트럼의 연구 결과를 소개하고자 한다. UTA의 TOF PAES 시스템을 이용하여 Si(100)표면에 Se 원자의 열적 안정성을 연구하였다. 1ML의 Se을 Si(100)위에 성장한 후 가열하면서 PAES의 스펙트럼을 반복적으로 취하였다. $800^{\circ}C$ 이상의 온도로 가열하는 경우 Se MVV Auger 피크는 약해지고 Si LVV 피크가 나타나기 시작했다. MgO(100) 표면과 Cu2O/ITO 시스템의 온도 안정성 결과를 보고하고 PAES의 향상된 표면 선택도 등 장점이 표면 분석 기술로서 적합함을 보고하고자 한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제5권2호
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• pp.13-20
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• 1994

본 연구에서는 감마선 조사, 전자선 조사방법에 의한 전자만의 주업 및 이온 주업 후 전자선조사 방법으로 전자들이 주입된 $\alpha$-$Al_2O_3$의 열자극 발광(Thermoluminescence : TL)에 관련된 결함 형태를 조사하였다. 감마선 조사된 $\alpha$-$Al_2O_3$의 열자극 발광 곡선은 380K, 415K, 440K, 460K 및 475K에서 TL peak가 나타났다. 광흡수 스펙트럼과 자외선 photobleaching 결과로부터 감마선 조사된 $\alpha$-$Al_2O_3$의 380K와 475K TL peak는 F center에, 415K TL peak는 $F^{+}$ center에 기인함을 알았다. 전자선 조사방법에 의하여 전자 주입된 $\alpha$-$Al_2O_3$의 열자극 발광 곡선은 380K, 415K, 440K 및 460K TL peak를 가졌고, $Li^{+}$ 이온 주입 후 전자선 조사방법으로 전자들이 주입된 $\alpha$-$Al_2O_3$는 440K에서 TL peak가 나타났다. 전자선 조사방법에 의한 전자만의 주입과 $Li^{+}$ 이온 주입 후 전자선 조사방법으로 전자들이 주입된 $\alpha$-$Al_2O_3$의 열자극 발광 특성은 380K TL peak는 F center에, 440K TL peak는 $F^{+}$ center에 기인함을 보였다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권5호
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• pp.133-137
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• 2017

본 연구의 목적은 GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission) Simulation을 사용하여 치료용 방사성동위원소인 I-131의 감마카메라/SPECT 영상을 획득하여, 실제 기기의 실험결과와 그 특성을 비교 및 분석 하여 GATE simulation의 정확성을 획득하는 것이다. 더 나아가 GATE simulation을 이용한 치료용 방사성동위원소를 위한 감마카메라/SPECT 영상 정량화 기반기술 연구가 가능함을 입증하고자 한다. 본 연구에서 Simulation상에서 구성한 SPECT System은 Stream-R Forte version 1.2 (Philips Medical System, Best and Heerlen, Netherlands)의 설계변수를 참고로 하였다. 감마카메라/SPECT 시스템에서의 I-131 영상특성을 이해하기 위하여 실제 Forte 시스템을 이용하여 산란물질을 사용하였을 때와 사용하지 않았을 때 에너지 스펙트럼 및 선 선원에 대한 선 응답함수 (Line Spread Function, LSF)와 반치폭 (Full Width at Half Maximum, FWHM)을 측정하였다. 또한 실제 실험과의 비교를 위하여 GATE simulation에서 구성한 시스템에서도 동일한 실험 조건 및 변수에 대하여 에너지 스펙트럼 및 선 선원에 대한 LSF 및 FWHM을 측정하였다. 그 결과 산란물질을 사용하지 않았을 때의 에너지 스펙트럼의 경우 실제 실험과 Simulation 모두 364 keV의 위치에서 에너지 피크를 나타내어 동일한 경향의 결과를 보였다. FWHM은 실제 실험과 Simulation 모두에서 선원과 검출기간의 거리가 증가함에 따라 그 크기가 증가하는 경향을 보였으며 오차율은 3.8%로 나타났다. 산란물질을 사용하였을 때의 에너지 스펙트럼 역시 실제 실험과 Simulation 경우 모두에서 비슷한 경향을 나타내었다. 결론적으로, GATE simulation은 치료용 방사성 동위원소에 대해서도 실제 기기의 특성 및 방사성 동위원소의 특징을 모두 반영하고 있으며 이를 이용하여 감마카메라/SPECT에서의 치료용 방사성 동위원소의 정량화에 대한 다양한 연구가 가능 할 것이라고 사료된다.