• Title/Summary/Keyword: 엑스선 튜브

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진공 밀봉된 탄소나노튜브 기반 디지털 엑스선 튜브

  • Song, Yun-Ho;Kim, Jae-U;Jeong, Jin-U;Gang, Jun-Tae;Choe, Seong-Yeol;Choe, Jeong-Yong;An, Seung-Jun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.08a
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    • pp.253.2-253.2
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    • 2013
  • 탄소나노튜브(CNT)는 나노미터의 직경과 마이크로미터의 길이를 갖는 기하학적 구조와 우수한 전계방출 특성으로 디지털 엑스선 소스와 같은 차세대 전자소스 소자에 활용되고 있다. 본 발표에서는 고밀착성의 CNT 에미터와 진공 브레이징 공정 개발을 기초로 설계, 제작된 CNT 기반 디지털 엑스선 튜브에 대해서 논의한다. 나노 필러를 함유한 페이스트를 제조하여 캐소드 기판에 대한 CNT 에미터의 밀착성을 향상시켰으며, 진공 브레이징을 고온에서 최적화함으로써 진공 밀봉된 엑스선 튜브내의 진공도를 안정적으로 확보하였다. 유방암 진단을 위한 디지털 단층합성 시스템용으로 50 mA 이상의 고전류 엑스선 튜브를 제작함과 아울러 근접 암치료 또는 강내형 엑스선 영상용으로 6 mm 이하의 직경을 갖는 초소형 엑스선 튜브를 제작하였다. 개발된 CNT 기반 엑스선 튜브는 우수한 안정성과 신뢰성을 보이며, 에너지와 강도를 쉽게 제어할 수 있는 디지털 특성도 잘 나타냈다.

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Trends on the Development of Carbon Nanotube-Based Digital X-ray Tube (탄소나노튜브 기반 디지털 엑스선 튜브 기술개발 동향)

  • Song, Y.H.;Kang, J.T.;Kim, J.W.;Choi, Y.C.;Park, S.;Jeong, J.W.
    • Electronics and Telecommunications Trends
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    • v.31 no.2
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    • pp.116-123
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    • 2016
  • 병원의 X선 및 CT 영상, 반도체 소자 내의 결함분석, 공항의 보안검색 등 다양한 분야에 X선이 사용되고 있다. 지금까지는 이러한 X선을 발생시키기 위해 고온으로 가열하여 전자를 방출시키는 열전자원이 사용됐으나, 높은 소비전력과 디지털 구동의 어려움 등의 단점이 존재한다. 이러한 한계를 극복하기 위해 전계방출원 기술, 특히 탄소나노튜브를 이용한 나노전자원의 제조 및 디지털 엑스선 튜브 응용 기술에 관한 연구가 최근 활발히 진행 중이다. 이 글을 통해 디지털 시대에 부합하는 탄소나노튜브 기반 나노전자원 및 이를 이용한 디지털 엑스선 튜브의 개념 및 제조기술을 소개하고, ETRI 및 다른 기관들에서 개발 중인 최신 기술개발 동향을 소개하고자 한다.

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Electron Emission Simulation of Carbon Nanotube-based Electron Emitter for Micro Focused X-ray Source

  • Lee, Seung-Ho;Ryu, Je-Hwang;Jung, Gyeong-Bok;Lee, Sung-Hoon;Kim, Kyung-Sook;Park, Hun-Kuk
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.08a
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    • pp.349-349
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    • 2011
  • 탄소나노튜브의 전자방출 특성을 활용하면 저전압으로 냉전자를 빠른 스위칭 속도로 전자를 용이하게 제어가 가능하다. 이로 인한 고성능 엑스선 소스를 이용하여 의료영상진단과 보안검색 분야에서 많이 사용될 것으로 예상이 된다. 본 연구에서는 고성능 탄소나노튜브 기반 엑스선의 미소초점 형성을 위한 전자 방출 시뮬레이션을 실시하였다. 3극관(애노드, 게이트, 캐소드)에서 2개의 포커싱 전극을 추가한 5극선관의 전자방출 궤적에 대한 시뮬레이션을 진행하였다. 3극관을 구성하여 애노드와 게이트에 일정 전압을 정해준 후, 2개의 포커싱 전극의 전압, 포커싱 전극간의 거리, 그리고 포커싱 전극의 내부직경을 조절함으로써 애노드 상에서의 전자의 초점이 작아지는 것을 알 수 있었다. 마이크로 포커스 엑스레이 소스는 의료영상진단에 있어서 고해상도 의료기기로의 응용이 가능하다.

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Optimum Design and Tolerance Analysis of Multilayer Mirror for Obtaining Characteristic X-ray of 17.5 keV (몰리브덴(Mo) 특성방사선 획득을 위한 다층박막 거울의 최적 설계 및 공차 분석)

  • Chon, Kwon-Su
    • Journal of the Korean Society of Radiology
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    • v.3 no.4
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    • pp.23-28
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    • 2009
  • Monochromatic X-ray can make a medical image of high contrast under a low radiation dose and can be easily generated by combining an X-ray tube and a multilayer mirror. A W/C multilayer mirror was optimally designed for a characteristic X-ray generated from a X-ray tube with Mo target. The d-spacing and the thickness ratio in design parameters were determined under the maximum-reflectivity condition. Tolerances for deposition and alignment of the W/C multilayer mirror were calculated. Within a deposition tolerance of 0.2nm and a alignment tolerance of ${\pm}0.01^{\circ}$, 85% of the theoretical peak reflectivity could be achieved. A multilayer mirror can be widely used for making medical images because of generating high fluence monochromatic X-ray.

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Design and Fabrication of Hard X-ray Zone Plate (경 엑스선 존 플레이트(Zone Plate) 설계 및 제작)

  • Chon, Kwon-Su
    • Journal of the Korean Society of Radiology
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    • v.4 no.3
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    • pp.27-31
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    • 2010
  • Spatial resolution is determined by the performance of x-ray optics used in the x-ray imaging system. A zone plate was designed for obtaining a high spatial resolution image at x-ray energy of 8.5keV. A spatial resolution of 80 nm was estimated by the ray tracing when an x-ray tube of tungsten targe was used instead of synchrotron radiation. The designed zone plate of outermost zone width of 40nm was successfully fabricated by the electron-beam lithography.

A facile spray coating of bismuth oxide on TiO2 nanotube arrays for lithium ion battery anode materials (스프레이 코팅법을 이용한 산화비스무트-타이타니아 나노튜브 제조와 리튬이차전지 음극으로의 적용)

  • Kim, Nam-Yeol;Jeong, Min-Gyeong;Choe, Jin-Seop
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.146-146
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    • 2017
  • 산화비스무트는 리튬이온과의 반응에서 현재 상용화된 그래파이트보다 높은 이론용량을 가지고 있으나, 리튬이온과의 반응에서 비교적 큰 부피팽창 특성을 가져 리튬이차전지의 음극재로서 상용화가 어려운 단점이 있다. 본 연구에서는, 이러한 문제점을 개선하기 위하여 양극산화법을 통해 충 방전시 부피팽창 변화가 매우 적은 타이타니아 나노튜브를 제조한 후, 그 위에 스프레이 방법으로 산화비스무트를 코팅하여 두 물질의 복함체를 만듦으로써 용량과 구조적 안정성을 향상시키는 방법을 소개한다. 음극재의 구조적 특성은 고분해능 주사전자현미경 (HR-SEM), 고분해능 엑스선 회절분석기(XRD)를 통해 조사하였으며, 전기화학 임피던스 분광법 (EIS), 순환전류법 (CV), 충 방전 싸이클 분석을 통해 리튬이차전지의 작동원리와 보다 향상된 성능을 규명하였다.

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Applicability Discrimination for Line-clustering Segmental Approach to Steel-tube X-ray Image (선군집분할방식의 강판튜브 엑스선 영상에의 적용성 판별)

  • Hwang, Jung-Won;Hwang, Jae-Ho
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 2007.07a
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    • pp.397-398
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    • 2007
  • In this paper, we have verified the applicability of the line-clustering segmentation method to steel-tube X-ray images. Image data is partitioned into three regions on the base of vertical line edge detection. Parameters for necessary condition, such as neighborlity, similarity and directional neighbor correlation coefficients, proposed in that method is calculated and applied to such selected regions separately Segmental features at each region is extracted statistically and functional classification is clustered by the point or space process. The analyzed data and experimental results show that the line-clustering segmentation method has a high applicability to X-ray image.

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Analysis of Speed Ripple Reduction Methods for Permanent Magnet Synchronous Motor with Eccentric-weight Load (AC 부하를 갖는 동기전동기의 고정도 속도제어기법 분석)

  • Park, Jung-Woo;Kim, Jong-Moo;Lee, Ki-Wook
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2003.04a
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    • pp.149-153
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    • 2003
  • AC 부하를 갖는 동기전동기에 있어서, 동기전동기의 속도리플을 저감시키기 위한 문제를 풀기위해 3가지 제어기법에 대해 비교를 한 후 가장 강인한 제어기법에 대해 분석하였다. AC 부하를 갖는 특별한 제어 대상으로 엑스선 전산화 단층촬영 장치(CT)용 겐트리를 선정하였으며 시스템이 갖는 특별한 구조에 의해 이러한 시스템 특성을 갖는다. 동기전동기의 출력 축에 링(Fing) 모양의 원판 프레임을 갖으며, 이 원판 표면에 무게가 서로 다른 여러 장치(X_선 튜브, X-선 검출기, 고압발생장치, DAS 장치, 온도조절장치 등)를 부착하여 영상 획득 시스템의 회전부를 구축하기 때문이다. 이러한 시스템에서는 무게 평형을 갖지 못하는 편심 무게가 존재하게 되며 이로써 전동기 관점에서는 AC 부하처럼 인식되는 제어 조건으로 인식 될 수 있다. AC 부하를 갖는 동기전동기에 대해 일반적인 벡터제어 알고리즘으로 제어를 수행하면 정상상태에서도 속도 오차가 "0" 으로 줄어들지 않고 AC 형태의 오차 성분이 존재하며 편심 무게의 크기에 비례하여 진폭이 커지는 특성을 갖는다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 Sine파 보상전류를 갖는 속도제어기법, 펀심부하토크 관측기를 이용한 속도제어기법, 그리고 기준모델제어기법을 소개하였다. 각 방법에 대한 실험 결과로부터 편심무게의 변동과 편심 위치의 변동 조건에서 기준모델제어기법이 강인한 제어 특성과 리플저감 측면에서 가장 우수함을 검증하였다. 이로써 AC 부하 조건에서 고정도 속도 제어기가 요구되는 경우 좋은 선택의 지침이 될 수 있다고 본다.

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