• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.493-494
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• 2011

수 MeV~수십 MeV 양성자빔을 이용해 백금, 은 등의 나노입자 제조실험을 수행하였다. 나노 입자는 의료분야와 산업 분야에서 그 응용성이 다양해 여러 지 방법을 이용한 제조기술이 개발되고 있다. 전자빔, 감마선, 양성자빔 등의 방사선을 이용한 나노입자 제조방법은 가장 널리 이용되고 있는 화학적 제조방법에 비해 비교적 공정이 단순하다는 장점을 가지고 있지만 공정 변수의 제어방법이 확립되어 있지 않아 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 특히, 양성자빔의 경우 에너지에 따른 투과깊이의 조절과 플럭스나 총 선량, LET (Linear Energy Transfer) 등의 변수와 제조된 나노입자의 상관관계 등에 대한 연구가 선행되어야 한다. 본 논문에서는 백금산 용액을 이용한 나노입자 제조 결과와 대면적 양성자빔을 이용하기 위한 초음파 이용 나노입자제조장치의 제작 및 실험결과에 대해 논하고 향후 건설될 100MeV 선형 양성자가속장치의 나노입자 제조실험에의 응용을 위한 이용시설을 소개하고자 한다. 나노입자 제조실험은 한국원자력의학원의 MC-50 싸이클로트론을 이용하여 수행하였으며, 가속기로부터 인출되는 에너지는 35, 45MeV, 빔전류는 수십 nA~수${\mu}A$의 범위 내에서 조절하였다. 제조된 나노입자는 TEM을 이용하여 그 크기와 분포를 관찰하였다. 대면적의 양성자빔을 이용하는 경우, 수mm의 두께와 수십 cm의 직경을 가지는 원반 모양의 시료용기를 사용하여 양성자빔의 에너지와 선량을 정확히 조절할 수 있게 되는데 이 때 용기 내 시료와 양성자빔간의 균일한 반응을 위해 용액을 적절하게 섞어 주어야만 한다. 이러한 목적으로 초음파를 이용하여 나노입자 제조장치를 제작하여 실험을 수행하였다. 나노입자 제조는 현재 교과부의 지원으로 경주 건천지역에 건설되고 있는 100MeV 선형양성자가속기의 주요 이용 분야 중의 하나로 20MeV 빔라인 중 한 개의 빔라인과 표적실을 나노입자 제조 등의 실험을 위한 시설로 구축 중이다. 최대 평균전류 1.6mA 까지 가능하고 펄스폭은 0.05~1.33 msec까지 조절가능하도록 개발되고 있다.

• 한국진공학회지
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• 제18권6호
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• pp.418-425
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• 2009

권역별 싸이클로트론연구소에 설치되어 있는 KIRAMS-13 싸이클로트론에서 안정적이고 최적화된 양성자빔을 인출하기 위해서는 양성자빔의 횡단면 측정이 필수적이다. 빔의 횡단면 측정장치 중 비파괴적인 방법인 BIF(Beam Induced Fluorescence) 모니터는 그 구조가 상대적으로 간단하고 빔의 에너지 손실을 최소화하며 실시간 측정이 가능하다는 장점이 있다. 이 연구에서는 KIRAMS-13 싸이클로트론에서 양성자빔의 횡단면 측정을 위한 BIF 모니터를 설계하고 제작한 후 13 MeV 양성자빔 조사실험을 통하여 양성자 빔의 중심 및 반경을 측정하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.112-112
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• 2004

양전자 단층촬영(PETㆍ Positron Emission Tomography)에 가장 널리 사용되는 방사성의약품인 FDG는 방사성동위원소인$^{18}$ F가 사용되며, 이는 안정물질인 H$_2$$^{18}$ O을 액체표적에 주입한 후, 고 에너지의 양성자빔을 조사하여 생산한다. 표적은 내화학성 및 높은 인장강도론 가진 재질인 titanium으로 제조하며, 0.075mm의 얇은 박판이 양성자빔 입사부에 사용된다. H$_2$$^{18}$ O가 주입된 표적에 양성자빔이 입사되는 순간 표적 내부는 높은 에너지로 인하여 표적물은 고온상태로 기화가 일어나고 이것이 압력을 증가시켜 target window는 바깥쪽으로 팽창한다.(중략)

• 대한방사선치료학회지
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• 제25권2호
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• pp.107-113
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• 2013

목 적: 호흡동조 시스템을 이용한 양성자치료 시 생성되는 양성자빔을 측정하고 분석함으로써 호흡동조 양성자치료의 정확성을 검증하고자 한다. 대상 및 방법: 호흡동조 양성자치료를 실시한 환자 세 명의 치료계획을 이용하여 양성자 치료 시스템에서 양성자빔을 생성했다. 이때 자체 제작한 구동 팬톰을 사용하여 호흡동조 시스템을 적용해 분할 조사되는 양성자빔을 재현하였다. 양성자빔의 중요특성인 Range, Spread-Out Bragg Peak (SOBP), Output factor를 각 5회씩 측정하였으며 호흡동조 시스템을 적용하지 않은 연속 양성자빔에서도 동일한 항목들을 측정했다. Range와 SOBP 측정에는 Multi-Layer Ionization Chamber, Output factor 측정에는 Scanditronix Wellhofer와 Farmer chamber를 사용했다. 결 과: 호흡동조 시스템을 적용한 경우 세 환자의 평균 Range는 7.226, 12.216, 19.918 $g/cm^2$, SOBP는 4.950, 6.496, 8.486 $g/cm^2$, Output factor는 0.985, 1.026, 1.138 cGy/MU였으며, 적용하지 않은 경우 평균 Range는 7.230, 12.220, 19.920 $g/cm^2$, SOBP는 4.940, 6.512, 8.490 $g/cm^2$, Output factor는 0.984, 1.027, 1.136 cGy/MU로 측정됐다. 평균 Range의 차는 -0.004, -0.004, -0.002 $g/cm^2$, SOBP는 0.010, -0.016, -0.004 $g/cm^2$, Output factor는 0.001, -0.001, 0.002 cGy/MU로 나타났다. 결 론: 호흡동조 양성자치료 시 분할 조사된 양성자빔과 연속 조사된 양성자빔의 Range, SOBP 및 Output factor 모두 차이가 미미했다. 따라서 본 연구를 통해 호흡동조 시 발생된 양성자빔의 선질을 검증하였고 이를 이용한 양성자치료의 정확성 또한 확인할 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제22권2호
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• pp.108-115
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• 1990

0.5~l.2-MeV 양성자빔에 대한 X-선 발생단면적의 측정을 Cu와 Au에 대해 수행하였다. 이 실험에서는 SNU 1.5-MV 탄뎀 반데그라프 가속기에서 얻은 양성자빔을 표적에 입사시켰다. 여기서 방출된 X-선과 후방산란된 양성자는 Si(Li) X-선 검출기와 SSB(Silicone Surface Barrier) 하전입자 검출기를 이용해 동시 측정하였다. 그리하여 측정된 X-선 발생단면적은 다른 실험치들 및 PWBA(Plane Wave Born Approximation)와 ECPSSR(Perturbed Stationary State corrected Energy loss, Coulomb deflection, Relativistic effects)인 이론치들과 비교하였다. 1.0-MeV근처의 양성자에너지에 대해 측정치는 PWBA 값보다는 ECPSSR(D.D. Cohen et al., 1985) 값에 더 잘 일치함을 보였다. 특히, Au의 측정치는 1.2-MeV 양성자빔에 대해 9.69$\pm$0.39 bams이었고, ECPSSR 이론치와는 5% 이내로 일치했으며, 0.5~l.2-MeV 양성자에 대한 실험치는 대부분의 다른 실험치들과 30% 이내로 일치했다.

• 동위원소뉴스
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• 12호통권12호
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• pp.3-5
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• 1997

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2009년도 창립 20주년기념 특별학술발표회
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• pp.243-244
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• 2009

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.227-227
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• 2013

후쿠시마 원전 사고 이후로 원전의 안전에 대한 관심이 어느때 보다 크다. 기존의 원전이 가지고 있는 위험성을 획기적으로 줄인 가속기 구동 원자로(accelerator-driven nuclear reactor)에 대한 관심 또한 매우 크다. 양성자 가속기를 이용하여 양성자를 원자로 내부에 입사시켜 핵파쇄 반응으로 중성자를 생산하는 이 시스템은, 진공을 유지하여야 하는 가속기와 진공이 필요 없는 원자로가 서로 연결되어 있어서, 연결부에 양성자빔을 통과시키고 진공은 유지시키는 윈도우가 필요하다. 이 윈도우를 중심으로 가속기 구동 원자로에 필요한 진공 기술을 살펴본다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.89-89
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• 2017

가속기 기술을 이용한 재료에의 표면처리기술은 일정에너지를 가지는 이온이 재료표면에 충돌함으로서, 스퍼터링, 이온주입, 미세구조 변화 등의 현상을 이용하여 재료표면의 특성을 변화시켜 기계적, 화학적, 광학적, 전기적 특성 등을 변화시키는 표면개질기술에 활용되어져 왔다. 이러한 이온빔 표면처리기술은 이온의 종류나 시편의 제한 없이 치밀한 원자혼합물을 형성하고, 계면형성이 없고, 또한 저온공정이 가능하므로, 정밀도가 요구되는 부품의 내마모성과 내부식성 등을 포함한 기본적인 표면특성 뿐만 아니라 전기전도도, 친소수특성, 내광성 등 표면에 관계된 특성을 개선시키는 역할을 하며, 이온빔 믹싱, 이온빔 스퍼터링, 이온빔 전처리 후 코팅 등의 복합공정을 통해 보다 개선된 표면특성을 가지는 박막제조공정에 적용될 수 있다. 본 발표에서는 지난 10년간 가속기기술을 응용한 이온빔 장치기술 개발현황을 발표하고, 이러한 장치를 활용하여 이온빔 표면처리기술 사례인 내광성/내스크래치성 향상 고분자, 정전기방지, 초친수 표면처리, 기체투과도제어, 자외선차단 필름, 고속에칭기술 등의 기술개발 현황을 발표하고자 한다. 한국원자력연구원 양성자가속기연구센터에서는 수백 keV급의 이온빔 표면처리 장치 이외에도 100MeV 선형 양성자가속기를 이용하여 2013년부터 다양한 분야의 양성자빔/이온빔 이용자들에게 이온빔 장치와 20MeV와 100MeV 이용시설에서 양성자빔/이온빔 서비스를 제공하고 있다. 2016년 기준 이용자수는 양성자가속기 392명, 이온빔장치 279명이며, 이용자 수행과제는 양성자가속기, 이온빔장치 각각 130여개 과제가 수행되었다. 이러한 이용자들의 빔이용연구를 통해 20여편의 논문투고, 10여편의 특허출원의 성과를 얻었으며, 나노분야, 생명공학분야 등의 다양한 분야에서의 빔이용기술을 통해 활발한 연구가 이루어질 것으로 예상된다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2008년도 하계학술발표회 논문집
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• pp.239-240
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• 2008