• 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.

• 분석과학
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• 제20권6호
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• pp.460-467
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• 2007

자연계에 존재하는 $^{238}U$, $^{235}U$, $^{232}Th$ 그리고 $^{40}K$의 감마선과 베타선에 대해 토양의 흡수선량을 평가하기 위한 유효 흡수선량 환산인자를 계산하였다. 이 때 감마선과 베타선에 대한 붕괴당 에너지, 반감기, 분기율등의 핵자료들은 National Nuclear Data Center (NNDC)의 최근 자료들을 이용하였다. 본 연구에서 계산한 흡수선량 인자 및 이를 이용하여 얻은 $^{238}U$, $^{232}Th$ 그리고 $^{40}K$의 베타선과 감마선에 유효흡수선량은 1998년 Aitken의 결과와 비교적 잘 일치하였지만, $^{235}U$의 경우는 많은 차이가 있음을 확인하였다. 한국 충북 청원군 오성에 있는 선사유적지(만수리) 내의 토양에 대해 고 분해능 감마선 분광 분석 장치(HP Ge 검출기)로 지각 방사선의 감마선 스펙트럼을 측정하고, 계산된 유효 흡수선량 환산인자를 이용하여 연간방사선량을 평가하였는데, 연간방사선량이 3.8~5.9 mGy/year으로 평가되었다. 또한 Rn 이하의 붕괴 핵종을 포함하여 연간방사선량을 평가하는 경우와, 이를 포함하지 않고 연간방사선량을 평가하는 경우는 9~30 % 차이를 나타내었다. 이 흡수선량 환산인자로 토양에 존재하는 자연 방사성 동위원소들의 베타선과 감마선에 대한 유효 흡수선량 평가법이 확립하였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제37권4호
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• pp.253-259
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• 2014

Traveling heater method(THM) 방법을 이용하여 성장시킨 CdZnTe(CZT) 단결정 방사선 소자에 대한 고에너지(high energy) 감마선 에너지 분해능(energy resolution)을 평가하고자 $6{\times}6{\times}12mm^3$ 크기의 CZT 소자를 제작하였다. 두꺼운 방사선 소자의 경우, 전자에 비해 상대적으로 이동속도가 느린 정공(hole)으로 인해 발생하는 hole-tailing 효과가 심화되어 고에너지 영역의 에너지 분해능이 저하되는 현상이 발생한다. 전자(electron)와 정공(hole)의 두 개의 전하 운반자(charge carrier) 중에서 하나의 전하 운반자를 선택적으로 수집하여 에너지 분해능을 높이는 것이 가능하다. 가상 Frisch-그리드(virtual Frisch-grid) 소자는 소자 내부의 가중 퍼텐셜(weighting potential)을 조절하여 전자에 의한 유도전류(induced current)만을 선택적으로 이용하는 방법으로써 제작 과정과 적용이 용이하다. 본 연구에서는 THM 방법으로 성장한 큰 부피의 CZT 방사선 소자의 특성과 가상 Frisch-그리드의 효용성을 평가하였다. 가상 Frisch-그리드의 적절한 위치와 너비는 Maxwell ver.14(ANSYS, 미국)를 이용하여 모의실험으로 정하였다. $^{137}Cs$ 동위원소를 이용한 펄스 높이 스펙트럼(pulse height spectrum) 측정에서 가상 Frisch-그리드를 적용했을 때 662 keV 피크에 대해 2.2%의 에너지 분해능을 확인할 수 있었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제22권3호
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• pp.143-151
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• 1997

NaI(TI) 검출기의 파고는 용도에 따라 변하기 때문에, 온도 변화는 분광분석기의 에너지 교정에 영향을 미친다. 외부 선원을 사용하여 파고의 온도 의존성을 보상할 수 있으나 이것은 바람직하지 않은 콤프턴 영향을 야기한다. 이 연구에서는 환경중의 감마선 스펙트럼에서 뚜렸한 $^{212}Pb$로부터의 239 keV 피크, $^{214}Pb$로부터의 351 keV 피크, 40K로부터의 1460 keV 피크, $^{208}Tl$으로 부터의 2614 keV 피크를 에너지 교정의 기준 피크로 사용하였다. 이들 피크를 이용하는 방법은 마이크로소프트사의 Visual Basic으로 프로그램화하였다. 이렇게 개발된 프로그램은 신뢰성과 적용성을 검증하기 위해 $-20^{\circ}C$ 부터 $10^{\circ}C$까지 변하는 온도에서 30분 간격으로 측정한 환경 스펙트럼에 적용하였다. 그 결과로써 일상의 기온에서 측정한 $3'{\times}3'$ NaI(Tl) 검출기의 스펙트럼에 대해 이 방식의 에너지 교정은 효과적임이 입증되었다.

• 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.

• 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.

• 한국방사선학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.245-249
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• 2013

천연 탄탈의 중성자포획에 의한 공명에너지를 측정하기 위하여 교토대학의 원자로연구소의 46-MeV 전자선형가속기의 광핵반응에서 발생하는 중성자를 이용하였다. 중성자포획에서 발생되는 즉발감마선을 BGO($Bi_4Ge_3O_{12}$)섬광검출장치로 측정하였다. 검출장치는 탄탈 시료에서 발생되는 즉발감마선을 기하학적으로 모두 측정하도록 만들어져 있으며 측정되어진 전기적 신호를 탄탈의 중성자 공명에너지 동정하는 스펙트럼구성에 사용하였다. 연구에서 사용되어진 중성자의 에너지는 1 ~ 200 eV 영역에 대하여 각각의 공명에너지를 분석하였다. 중성자에너지 측정은 중성자 비행시간법(TOF: Time-of-Flight)을 통하여 측정하였다. 광핵반응을 통한 중성자발생에서는 고에너지영역에서 강한 제동복사선이 발생하므로 수 keV영역 이하 영역의 중성자에너지에 대해서만 중성자공명을 측정하였다. 얻어진 Ta에 대한 중성자 포획 공명에너지 측정결과는 이전의 실험에 의한 측정 결과들 및 ENDF/B-VI와 Mughabghab의 평가된 값들과 비교 및 검토를 하였다. 측정되어진 공명들은 4.28 eV에서 거대 공명들을 측정하였고 그 이상의 에너지 영역의 다른 공명들도 이론에 의해서 계산되어진 값들과 비교하였다. 144.3 eV를 제외한 공명들은 평가값들과 거의 일치하는 경향을 보였다.

• 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.

• 한국진공학회지
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• 제13권2호
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• pp.92-98
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• 2004

양전자 소멸 분광법으로 시료에서 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-선 증감지로 0, 2, 4, 6년 동안 사용한 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.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제34권2호
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• pp.69-75
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• 2009

교육적 목적으로 감마선 검출기 계통의 특성에 대한 정보를 세밀하게 얻기 위하여, Delphi코드를 이용하여 전 에너지 흡수 피크 스펙트럼을 편리하게 분석할 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스 방식의 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 피크는 4개의 비선형 모양함수를 사용하여 최소제곱법으로 적합하였다. 이들 4개의 비선형함수 속에 들어있는 12개의 계수값들을 사용자 인터페이스 화면에서 결정하는 과정을 상세히 서술하였다. 개발된 프로그램을 HPGe 검출기에서 측정된 1 $\mu$Ci 밀봉 점선원 $^{137)Cs$ 661KeV 감마선의 피크분석에 적용하여 계수값 탐색의 예를 예시하였다.