The purpose of this study was to confirm the feasibility of imaging of therapy region from the boron neutron capture therapy (BNCT) using the measurement of the prompt gamma ray depending on the neutron flux. Through the Monte Carlo simulation, we performed the verification of physical phenomena from the BNCT; (1) the effects of neutron according to the existence of boron uptake region (BUR), (2) the internal and external measurement of prompt gamma ray dose, (3) the energy spectrum by the prompt gamma ray. All simulation results were deducted using the Monte Carlo n-particle extended (MCNPX, Ver.2.6.0, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, USA) simulation tool. The virtual water phantom, thermal neutron source, and BURs were simulated using the MCNPX. The energy of the thermal neutron source was defined as below 1 eV with 2,000,000 n/sec flux. The prompt gamma ray was measured with the direction of beam path in the water phantom. The detector material was defined as the lutetium-yttrium oxyorthosilicate (Lu0,6Y1,4Si0,5:Ce; LYSO) scintillator with lead shielding for the collimation. The BUR's height was 5 cm with the 28 frames (bin: 0.18 cm) for the dose calculation. The neutron flux was decreased dramatically at the shallow region of BUR. In addition, the dose of prompt gamma ray was confirmed at the 9 cm depth from water surface, which is the start point of the BUR. In the energy spectrum, the prompt gamma ray peak of the 478 keV was appeared clearly with full width at half maximum (FWHM) of the 41 keV (energy resolution: 8.5%). In conclusion, the therapy region can be monitored by the gamma camera and single photon emission computed tomography (SPECT) using the measurement of the prompt gamma ray during the BNCT.
Proton therapy is known for its superior treatment method due to Bragg peak. To enhance the therapeutic effects of protons, research has been conducted on distributing gold nanoparticles within tumors to increase the absorbed dose. While previous studies focused on handling gold nanoparticles at micrometer and nonometer scale, this study proposes a method to computationally estimate the effect of gold nanoparticles at the millimeter scale. The Geant4 toolkit was applied to computational modeling. Assuming a uniform distribution of water, similar to the human body, and gold nanoparticles, the concentration of gold nanoparticles was adjusted using density ratios. When the density ratio was 5%, the gain in absorbed energy due to gold nanoparticles was nearly twice that of the pure water phantom at the Bragg peak. As the density ratio increased, the gain in absorbed energy linearly increased. When gold nanoparticles were distributed in only one voxel at the Bragg peak, the energy of the protons affected only the neighboring voxels. However, in cases where gold nanoparticles were distributed over a wide area, the volume showing 95% of the maximum absorbed energy (9.46 keV) for the pure water phantom (9.95 keV) exhibited an improvement in absorbed energy over a region 16 times larger, and this region increased as the density ratio increased. Further research is needed to quantify the relationship between the density ratio of gold nanoparticles and the relative biological effect (RBE) in the millimeter scale.
Background: It is necessary to analyze radioactivity of naturally occurring radioactive materials (NORM) in products to ensure radiological safety required by Natural Radiation Safety Management Act. The pretreatments for the existing analysis methods require high technology and time. Such destructive pretreatments including grinding and dissolution of samples make impossible to reuse products. We developed a rapid and simple procedure of radioactivity analysis for thorium series in the products containing NORM. Materials and Methods: The developed method requires non-destructive or minimized pretreatment. Radioactivity of the product without pretreatment is initially measured using gamma spectroscopy and then the measured radioactivity is adjusted by considering material composition, mass density, and geometrical shape of the product. The radioactivity adjustment can be made using scaling factors, which is derived by radiation transport Monte Carlo simulation. Necklace, bracelet, male health care product, and tile for health mat were selected as representative products for this study. The products are commonly used by the public and directly contacted with human body and thus resulting in high radiation exposure to the user. Results and Discussion: The scaling factors were derived using MCNPX code and the values ranged from 0.31 to 0.47. If radioactivity of the products is measured without pretreatment, the thorium series may be overestimated by up to 2.8 times. If scaling factors are applied, the difference in radioactivity estimates are reduced to 3-24%. Conclusion : The developed procedure in this study can be used for other products with various materials and shapes and thus ensuring radiological safety.
As the breast cancer rate is increasing fast in Korean women, people pay more attention to mammography and number of mammography have been increasing dramatically over the last few years. Mammography is the only means to diagnose breast cancer early, but harms caused by radiation exposure shouldn't be overlooked. Therefore, it is important to calculate the radiation dose being absorbed into the breast tissue during the process of mammography for a protective measure against radiation exposure. Because it is impossible to directly measure the radiation dose being absorbed into the human body, statistical calculation methods are commonly used, and most of them are supposed to simulate the interaction between radiation and matter by describing the human body internal structure with anthropomorphic phantoms. However, a simulation using Geant4 Code of Monte Carlo Method, which is well-known as most accurate in calculating the absorbed dose inside the human body, helps calculate exact dose by recreating the anatomical human body structure as it is through the DICOM file of CT. To calculate the absorbed dose in the breast tissue, therefore, this study carried out a simulation using Geant4 Code, and by using the DICOM converted file provided by Geant4, this study changed the human body structure expressed on the CT image data into geometry needed for this simulation. Besides, this study attempted to verify if the dose calculation of Geant4 interlocking with the DICOM file is useful, by comparing the calculated dose provided by this simulation and the measured dose provided by the PTW ion chamber. As a result, under the condition of 28kVp/190mAs, the Difference(%) between the measured dose and the calculated dose was found to be 0.08 %~0.33 %, and at 28 kVp/70 mAs, the Difference(%) of dose was 0.01 %~0.16 %, both of which showed results within 2%, the effective difference range. Therefore, this study found out that calculation of the absorbed dose using Geant4 Simulation is useful in measuring the absorbed dose in the breast tissue for mammography.
Kim, Young-Su;Park, Jin Hyung;Cho, Hwa Youn;Kim, Jae Hyeon;Kwon, Heungrok;Seo, Hee;Park, Se-Hwan;Kim, Chan Hyeong
Journal of Radiation Protection and Research
/
v.40
no.1
/
pp.1-9
/
2015
Compton cameras overcome several limitations of conventional mechanical collimation based gamma imaging devices, such as pin-hole imaging devices, due to its electronic collimation based on coincidence logic. Especially large-scale Compton camera has wide field of view and high imaging sensitivity. Those merits suggest that a large-scale Compton camera might be applicable to monitoring nuclear materials in large facilities without necessity of portability. To that end, our research group have made an effort to design a large-scale Compton camera for safeguard application. Energy resolution or position resolution of large-area detectors vary with configuration style of the detectors. Those performances directly affect the image quality of the large-scale Compton camera. In the present study, a series of Geant4 Monte Carlo simulations were performed in order to examine the effect of those detector parameters. Performance of the designed large-scale Compton camera was also estimated for various monitoring condition with realistic modeling. The conclusion of the present study indicates that the energy resolution of the component detector is the limiting factor of imaging resolution rather than the position resolution. Also, the designed large-scale Compton camera provides the 16.3 cm image resolution in full width at half maximum (angular resolution: $9.26^{\circ}$) for the depleted uranium source considered in this study located at the 1 m from the system when the component detectors have 10% energy resolution and 7 mm position resolution.
Radiation exposure to humans can be caused by the gamma rays emitted from natural radioactive elements(such as uranium, thorium and potassium and any of their decay products) of Naturally Occurring Radioactive Materials(NORM) or Technologically Enhanced Naturally Occurring Radioactive Materials(TENORM) added consumer products. In this study, assume that activity of radioactive elements is $^{238}U$, $^{235}U$, $^{232}Th$$1Bq{\cdot}g^{-1}$, $^{40}K$$10Bq{\cdot}g^{-1}$ and the gamma rays emitted from these natural radioactive elements radioactive equilibrium state. In this study, reflected End-User circumstances and evaluated annual exposure dose for products based on ICRP reference voxel phantoms and ICRP Recommendation 103 using the Monte Carlo Method. The consumer products classified according to the adhere to the skin(bracelet, necklace, belt-wrist, belt-ankle, belt-knee, moxa stone) or not(gypsum board, anion wallpaper, anion paint), and Geometric Modeling was reflected in Republic of Korea "Residential Living Trend-distributions and Design Guidelines For Common Types of Household.", was designed the Room model($3m{\times}4m{\times}2.8m$, a closed room, conservatively) and the ICRP reference phantom's 3D segmentation and modeling. The end-user's usage time assume that "Development and Application of Korean Exposure Factors." or conservatively 24 hours; in case of unknown. In this study, the results of the effective dose were 0.00003 ~ 0.47636 mSv per year and were confirmed the meaning of necessary for geometric modeling to ICRP reference phantoms through the equivalent dose rate of belt products.
Jeong, Jong Hwi;Yeom, Yoen Soo;Han, Min Cheol;Kim, Chan Hyeong;Ham, Bo Kyoung;Hwang, Sung Bae;Kim, Seong Hoon;Lee, Dong-Myung
Progress in Medical Physics
/
v.23
no.3
/
pp.199-208
/
2012
The computational human phantom including major radiation sensitive organs at risk (OARs) can be used in the field of radiotherapy, such as the variation of secondary cancer risks caused by the radiation therapy and the effective dose evaluation in diagnostic radiology. The present study developed a Korean adult female voxel phantom, VKH-Woman, based on serially sectioned color slice images of Korean female cadaver. The height and weight of the developed female voxel phantom are 160 cm and 52.72 kg, respectively that are virtually close to those of reference Korean female (161 cm and 54 kg). The female phantom consists of a total of 39 organs, including 27 organs recommended in the ICRP 103 publication for the effective dose calculations. The female phantom composes of $261{\times}109{\times}825$ voxels (=23,470,425 voxels) and the voxel resolution is $1.976{\times}1.976{\times}2.0619mm^3$ in the x, y, and z directions. The VHK-Woman is provided as both ASCII and Binary data formats to be conveniently implemented in Monte Carlo codes.
Proceedings of the Korean Society of Medical Physics Conference
/
2004.11a
/
pp.69-71
/
2004
The proton therapy of radiation therapy methods using Bragg Peak which is proton beam's characteristic dose distribution can give a normal tissue lower dose than cancer, comparing with the former existing radiation therapy methods. For exact treatment and patient' safety, we need to know proton beam's position in body, but a proton beam completely stops at treatment region and proton beam's range is uncertainly made by the variety of organs having each different density, so we aren't able to find a proton beam' position by suitable methods yet. With Monte Carlo Computing Method, as a result that we had simulated prompt gamma detection system using correlation of proton beam's absorbed dose distribution about water and prompt gamma distribution by nuclear interaction occurred by collisions of proton and water's hydrogen atoms, we could confirm that a proton beam's position was able to detect by using simulated prompt gamma detection system in body on the real-time
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
/
v.27
no.3
/
pp.199-206
/
2014
In this paper, a scheme to evaluate the response variability for functionally graded material (FGM) beam with varying sectional area is presented. The randomness is assumed to appear in a spatial domain along the beam axis in the elastic modulus. The functionally graded material categorized as composite materials, however without the drawbacks of delamination and occurrence of cracks due to abrupt change in material properties between layers in the conventional composite materials. The functionally graded material is produced by the gradual solidification through thickness direction, which endows continuous variation of material properties, which makes this material performs in a smooth way. However, due to difficulties in tailoring the gradients, to have uncertainty in material properties is unavoidable. The elastic modulus at the center section is assumed to be random in the spatial domain along the beam axis. Introducing random variables, defined in terms of stochastic integration, the first and second moments of responses are evaluated. The proposed scheme is verified by using the Monte Carlo simulation based on the random samples generated employing the spectral representation scheme. The response variability as a function of correlation distance, the effects of material and geometrical parameters on the response variability are investigated in detail. The efficiency of the proposed scheme is also addressed by comparing the analysis time of the proposed scheme and MCS.
To analyze the aerosol dynamics in severe accidents of LMFBR, a new computer code entitled MCAD (Multicomponent Aerosol Dynamics) has been developed. The code can treat two component aerosol system using relative collision probability of each particles as sequences of accident scenarios. Coagulation and removal mechanisms incorporating Brownian diffusion and gravitational sedimentation are included in this model. In order to see the effect of particle geometry, the code makes use of the concept of density correction factor and shape factors. The code is verified using the experimental result of NSPP-300 series and compared to other code. At present, it fits the result of experiment well and agrees to the existing code. The input variables included are very uncertain. Hence, it requires uncertainty and sensitivity analysis as a supplement to code development. In this analysis, 14 variables are selected to analyze. The input variables are compounded by experimental design method and Latin hypercube sampling. Their results are applied to Response surface method to see the degree of regression. The stepwise regression method gives an insight to which variables are significant as time elapse and their reasonable ranges. Using Monte Carlo Method to the regression model of LHS, the confidence level of the results of MCAD and their variables is improved.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.