• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.324-327
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• 2002

For a next generation PET that realizes high sensitivity and high resolution, we proposed a design of a depth of interaction detector. A unit of the detector is constructed of four stages rectangular blocks of 2 by 2 Gd$_2$SiO$\sub$5/: Ce (GSO) crystal array optically coupled to position sensitive photomultiplier tube (PS-PMT). The 256ch flat panel PS-PMT is under development by Hamamatsu Photonics K.K., JAPAN. It has large cathode area, 51.7 by 51.7 mm$^2$, and the ratio of the effective area to external size is about 90%. The feature will contribute high packing fraction, accordingly high sensitivity. The 256 anodes are arranged in 16 by 16 at intervals of 3.0 mm. So as to evaluate the detector capability for identifying crystal of interaction, we got positioning image histograms with coupling a 16 by 5 array of GSO crystals, 2.9 by 2.9 by 7.5 mm$^3$, to the PS-PMT by irradiating a gamma ray uniformly from a point source. Flat panel PS-PMT is a new promising device for PET. We need to evaluate it if its performance is sufficiency. The performance was compared to the one with a 16ch PS-PMT.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제26권3호
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• pp.161-165
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• 2001

We have developed a position-sensitive proton recoil telescope (PSPRT) which employs a position-sensitive photomultiplier (PS-PMT) and a scintillator for both a radiator and a proton-detector. This system is expected to achieve high energy resolution under a large solid angle, because it enables to obtain the information not only on the proton energy but also the recoil angle from the position data for both detectors. The response of the PSPRT for 14.1 MeV mono-energetic neutrons was measured, and the PSPRT proved to be operating as expected.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권4호
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• pp.835-840
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• 2020

A position-sensitive CsI(Tl) crystal array coupled with the multi-anode position sensitive photomultiplier tube (PS-PMT), Hamamatsu H8500C, has been developed at the Institute of Modern Physics. An effective, fast, and economical readout circuit based on discretized positioning circuit (DPC) bridge was designed for the 64-channel multi-anode flat panel PSPMT. The horizontal and vertical position resolutions are 0.58 mm and 0.63 mm respectively for the 1.0 × 1.0 × 5.0 ㎣ CsI(Tl) array, and the horizontal and vertical position resolutions are 0.86 mm and 0.80 mm respectively for the 2.0 × 2.0 × 10.0 ㎣ CsI(Tl) array. These results show that the CsI(Tl) crystal array with low cost could be applied in the fields of medical imaging and high-resolution gamma camera.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권1호
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• pp.164-169
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• 2020

Use of SiPM has been considered as an alternative to PMT, because of its compact size, low-operating voltage, non-sensitive to electromagnetic, low costs and so on. The main limitation for the use of SiPM is due to its small sensitive area compared to PMT that limits the light collection, and therefore the sensor energy resolution. In this article we studied the effect of increasing the number of SiPM by connecting them in parallel to increase the active detection area. This allowed us to compare the different energy resolution measurements. ¹³⁷Cs has been selected as reference to study the energy resolution for 662 keV gamma-rays. Another investigation was to compare the minimum detectable gamma energy under various SiPM configurations. It has been found that the use of 4 SiPM arrays can greatly improve the energy resolution up to 4% than only one SiPM array, meanwhile use of more than 2 SiPM arrays does not increase the energy resolution significantly. Thus we can conclude that for a large area of cylindrical scintillator (3 × 3 inches), the use of SiPMs are limited to a certain number or certai active area depending on the commercial SiPMs, and its cost should be less than traditional PMT for the cost-effective and compact size considerations. It is well known that the gain of SiPM varies with temperature. In this article, we also calibrated gain to guarantee the same position of photoelectric peak in response of different temperatures.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1989년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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• pp.512-514
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• 1989

A time-correlated single photon counting system combined with a mode locked $Ar^+$ laser has been utilized to measure the fluorescence decay. A side-on type photomultiplier tube has been used as a photon detector. By restricting the sensitive area and the position of the photocathode, the transit time differencies of photoelectrons in PMT has been reduced. The fluorescence life time of rhodamin 6G in ethylene glycol measured 3.9$\pm$10 ns.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제42권6호
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• pp.469-477
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• 2008

목적: 소동물용 PET은 우수한 공간분해 능과, 민감도가 요구된다. 본 연구에서는 256개의 개별적 채널을 4개로 줄여 검출위치를 추정할 수 있는 회로를 설계하고 제작하였으며, 256($16{\times}16$)개의 양극 출력 채널을 가지는 고집적도의 광전자증배관 및 $L_{0.9}GSO$ 섬광결정과 결합하여 그 성능을 검증하였다. 대상 및 방법: 설계한 회로를 제작하기에 맞서 전자회로 시뮬레이션을 통해 성능을 예상하였다. 회로의 검증과 성능분석을 위하여 위치결정회로, H9500(Hamamatsu Photorucs K.K., 일본) 광전자증배관, $1.5{\times}1.5{\times}7.0\;mm^3$ $L_{0.9}GSO$ 섬광결정으로 두 개의 검출단을 제작하고 $3.7{\times}10^5$ Bq의 $^{22}Na$ 방사선원을 사용하여 동시이벤트를 검출하였다. 첫 번째 검출단은 $L_{0.9}GSO\;29{\times}29$ 섬광결정블록을 단층으로 구성하였고, 두 번째 검출단은 $L_{0.9}GSO\;29{\times}29$와 $28{\times}28$ 섬광결정블록을 x와 y방향으로 각각 섬광결정 단면 길이의 반만큼 오프셋을 두어 접합하였다. 또한 측정된 데이터를 실제 섬광결정 영역으로 보정하기 위하여 섬광결정지도를 구했다. 결과: 평면영상을 통해 각 섬광결정들이 잘 구분되는 것을 확인할 수 있었고, 회로 개선 후 주변부의 섬광결정들이 마지막 줄까지 명백히 구분되었다. 각 섬광결정들의 에너지 분해능은 11.6%(표준편차 1.6)이었다. 결론: 본 연구에서 제안한 위치결정회로는 실험을 통해 소동물용 PET개발에 있어 만족할만한 성능을 보여주었다. 향후 더욱 정밀한 시스템을 제작하기 위해서는 다중양극 광전자증배관의 이득 불균일을 보정하기 위한 연구가 진행되어야 할 것이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권9호
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• pp.3133-3139
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• 2023

Neutron imaging technology as a means of non-destructive detection of materials is complementary to X-ray imaging. Silicon photomultiplier (SiPM), a new type of optical readout device, has overcome some shortcomings of traditional photomultiplier tube (PMT), such as high-power consumption, large volume, high price, uneven gain response, and inability to work in strong magnetic fields. Its application in the field of neutron detection will be an irresistible general trend. In this paper, a thermal neutron imaging detector based on ⁶LiF/ZnS scintillation screen and SiPM array readout was developed. The design of the detector geometry was optimized by geant4 Monte Carlo simulation software. The optimized detector was evaluated with a step wedge sample. The results show that the detector prototype with a 48 mm × 48 mm sensitive area can achieve about 38% detection efficiency and 0.26 mm position resolution when using a 300 ㎛ thick ⁶LiF/ZnS scintillation screen and a 2 mm thick Bk7 optical guide coupled with SiPM array, and has good neutron imaging capability. It provides effective data support for developing high-performance imaging detectors applied to the China Spallation Neutron Source (CSNS).

• 대한핵의학회지
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• 제34권1호
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• pp.82-93
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• 2000

목적: 이 논문에서는 본 연구진이 개발한 소형 감마카메라 시스템에서 사용한 NaI(Tl)섬광결정-위치민감형 광전자증배관 검출기와 각 전자회로에서의 입 출력 신호특성을 조사하고, 시스템 개발을 위해 각 전자회로에서 결정한 변수들에 대하여 고찰하고자 한다. 대상 및 방법: 크기가 $60{\times}60{\times}6mm^3$인 NaI(Tl) 섬광결정을 위치민감형 광전자증배관에 접합하고, 저항 회로와 전치증폭기, 여러 가지 전자회로, 아날로그-디지털 변환기 그리고 개인용 컴퓨터를 이용하여 소형 감마카메라 시스템을 개발하였다. 섬광결정에서 검출된 신호들을 위치민감형 광전자증배관을 통하여 증폭한 후, 전하분할방법으로 34개의 교차된 양극채널 신호를 4개($X^+,\;X^-,\;Y^+,\;Y^-$) 위치신호로 출력시켰다. 출력된 신호를 전치증폭기와 층폭기를 사용하여 증폭 정형하였으며, 핵기기 모듈(nuclear instrument modules, NIMs)을 이용하여 위치신호와 트리거 신호를 처리하였고, 각 단계에서 신호특성을 분석 고찰하였다. 이 신호들을 아날로그-디지털 변환기와 앵거로직을 사용하여 처리한 후, 일반 개인용 컴퓨터에서 그래픽 프로그램을 이용하여 감마카메라 영상을 구현하였다. 결과: 연구에서 분석 고찰한 신호특성을 그림을 통하여 나타내었으며, 이러한 신호처리를 이용하여 개발한 감마카메라는 약 $8{\times}10^3$ counts/sec/${\mu}Ci$의 계수율을 보였다. 140 keV에 대하여 18% FWHM의 에너지 분해능과 X, Y 방향으로 각각 2.2, 2.3 mm FWHM의 내인성 위치 분해능을 나타내었다. 또한 평행구멍형 조준기를 장착한 상태에서 유방모형에 위치한 $2{\sim}7mm$ 직경의 방사능 분포를 정확하게 영상화할 수 있었다. 결론: 이 연구에서 개발한 소형 감마카메라 시스템을 구성하고 있는 각 전자회로에서 결정한 매개변수와 신호특성 고찰결과를 나타내었다. 이 신호처리 시스템 분석을 통하여 감마선 검출을 이용한 영상표현 기술을 확보할 수 있었으며, 소형 감마카메라 개발을 위한 간단한 신호처리 방법을 고안하여 제시하였다.

• 대한핵의학회지
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• 제33권1호
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• pp.100-109
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• 1999

목적: 핵의학장비를 구성하는 신호처리단의 전단증 폭기와 주증폭기는 방사선의 에너지 정보를 주는 펄스를 분석하는데 중요한 부분이다. 이러한 신호처리부분들은 대부분 크기가 표준화된 상용의 Nuclear Instrument Module (NIM)을 사용한파. 그러나, NIM은 이동형 감마프로브에 사용하기에는 너무 부피가 커서 부적합한 편이다. 이를 위해 본 연구는 이동형 감마프로브에 적합한 소형화된 전단증폭기와 주증폭기를 자체 제작하여 성능평가를 하였다. 대상 및 방법: 본 연구에서 제작된 전단증폭기는 전하민감형 전단증폭기였으며, 주증폭기는 capacitor resistor-resistor capcitor (CR-RC) 회로를 이용하여 제작되었다. 제작 후 성능평가를 위해 $2"{\times}2"$ NaI(T1) 섬광체가 부착된 EP-047 (Bicron Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Co., Ohio, U.S.A) 검출기와 $1"{\times}1"$ NaI(T1) 섬광체가 부착된 R1535 (Ha-mamatsu Photonics K.K., Electron Tube Center, Shizuoka-ken, Japan) 검출기를 다중채널분석기인 AccuSpec/A (Canberra Industries Inc., Meriden Conneticut, U.S.A)를 이용 에너지 스펙트럼을 얻었다. NIM은 TC 145 (Oxford Instruments Inc., Oak Ridge, U.S.A)와 TC241 (Oxford Instruments Inc., Oak Ridge, U.S.A)을 이용하였다. 에너지 스펙트럼은 37 kBq ($1{\mu}Ci$) Cs-137과 2.96 MBq ($80{\mu}Ci$) Tc-99m의 방사선원을 이용하여 250초씩 얻었다. 결과: 자체 제작한 진단증폭기와 주증폭기를 EP-047 검출기와 연결하여 얻은 Tc-99m (140 keV)과 Cs-137 (662 keV)의 에너지 분해능은 각각 12.92%, 5.01%이었으며, R1535 검출기를 연결하여 얻은 Tc-99m과 Cs-137의 에너지 분해능은 각각 13.75%, 5.19%이었다. 그리고 NIM을 EP-047 검출기와 연결하여 얻은 Tc-99m과 Cs-137의 에너지 분해능은 14.6%, 718%이었으나, R1535 검출기를 연결하여 얻은 Cs-137 에너지 스펙트럼은 광봉우리 위치가 변화되어 안정되지 못하였고, Tc-99m의 에너지 스펙트럼은 쉽게 얻을 수 없었다. 결론: 본 연구에서 자체 제작한 전단증폭기와 주증폭기는 광증배관의 종류에 관계없이 우수한 성능을 보여주었다. 결론적으로, 본 연구에서 제작한 전단증폭기와 주증폭기는 소형화된 계수용 감마프로브와 영상용 감마프로브에 활용하는데 유용할 것이라고 사료된다.