• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.1100-1102
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• 2015

본 논문에서는 스테레오 기반 감마선원 탐지장치를 통해 감마선원을 포함하는 공간을 래스터 스캔방식으로 스캔하여 가시광영상과 감마선영상을 획득하고, 스테레오 감마선 탐지장치로부터 선원까지의 거리와 방향에 대한 3차원 정보 획득 및 가시화를 수행하였다. 탐지장치의 구성은 감마선원 탐지를 위한 방사선 검출부, 선원탐지를 위해 래스터스캔방식의 스캔을 위한 팬틸트 그리고 가시광영상을 위한 CCD 카메라로 이루어진다. 선원에 대한 공간분포를 측정하기 위해 스테레오 구조의 장치를 구현하였으며 스테레오 영상획득을 위해 CCD 카메라와 감마선 탐지장치는 각각 2대로 구성하였다. 탐지선원에 대한 분포를 나타내기 위해 감마선 탐지 장치와 가시광 카메라에 대한 보정을 수행하였고, 각각의 카메라에 대한 스테레오 보정을 수행한 후 가시광영상과 감마선영상 중첩을 통해 감마선원에 대한 분포를 나타내었다. 좌, 우 분포영상에 대한 정류화처리 후 스테레오 영상에 대한 가시화결과를 도출하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권8호
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• pp.3188-3198
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• 2024

Efficient and secure decommissioning of nuclear facilities demands advanced technologies. In this context, gamma-ray detection and imaging are crucial in identifying radioactive hotspots and monitoring radiation levels. Our study is dedicated to developing a gamma-ray detection system tailored for integration into robotic platforms for nuclear decommissioning, offering a safe and automated solution for this intricate task and ensuring the safety of human operators by mitigating radiation exposure and streamlining hotspot localization. Our approach integrates a Compton camera based 3D reconstruction algorithm with a single Timepix3 detector. This eliminates the need for a second detector and significantly reduces system weight and cost. Additionally, combining a 3D camera with the setup enhances hotspot visualization and interpretation, rendering it an ideal solution for practical nuclear decommissioning applications. In a proof-of-concept measurement utilizing a 137Cs source, our system accurately localized and visualized the source in 3D with an angular error of 1° and estimated the activity with a 3% relative error. This promising result underscores the system's potential for deployment in real-world decommissioning settings. Future endeavors will expand the technology's applications in authentic decommissioning scenarios and optimize its integration with robotic platforms. The outcomes of our study contribute to heightened safety and accuracy for nuclear decommissioning works through the advancement of cost-effective and efficient gamma-ray detection systems.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.702-704
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• 2017

원전 해체 및 사고 시 신속한 제염작업을 위해서는 감마선원에 대한 정확한 정보가 필수적이다. 제거해야할 감마선원의 위치를 보다 효율적으로 나타내기 위하여 실측영상을 기반으로 한 공간영역을 생성하고. 방사선원의 분포를 표현함으로써 보다 신속하게 감마선원의 제염작업을 수행할 수 있다. 기 개발된 감마선 영상화 장치는 감마선원에 대한 탐지 후 가시영상과 중첩하여 2차원 영상만을 제공하고 있지만 선원까지의 거리정보 등은 나타내지 못하고 있다. 본 논문에서는 보다 효율적인 제염작업을 위해 감마선원에 대한 분포정보와 함께 거리값을 기반으로 한 3차원 모델링 결과의 산출하고 사용자가 직접 확인할 수 있는 가시화 및 운용환경 개발에 대하여 연구하였다. 본 논문의 결과는 향후 스테레오기반의 감마선 탐지장치의 성능개선을 위해 활용될 것이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.2001-2006
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• 2016

감마선 공간 탐지 장치는 감마선원을 스캔하여 영상화 한 후 스테레오 영상처리기술을 적용하여 탐지선원까지의 거리를 측정한다. 또한 실제 공간의 방사선원에 대한 분포 정보를 제공해 준다. 본 논문에서는 감마선 탐지장치가 3차원 공간상에서 장치로부터 선원을 찾기 위해 스캔하는 탐지 시간을 단축 시킬 수 있도록 감마선 탐지 고속화 알고리즘을 구현하였다. 그리고 감마선 조사 시험장에서 실험을 통해 그 성능을 검증하였다. 탐지시험 결과 고속 탐지를 위한 알고리즘을 적용할 경우 단일선원을 탐지할 경우 좌 우 스테레오 영상 획득 시보다 약 35% 의 탐지 시간을 단축시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 사용자에게 방사선 공간분포 정보를 효율적으로 전달하기 위한 감마선원 분포의 입체 가시화를 구현하여 방사선원에 대한 정보를 제공할 수 있도록 하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.780-781
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• 2016

스테레오 감마선 공간 탐지장치는 감마선원을 탐지하고 그 결과를 바탕으로 2차원 영상분포를 측정한 후, 스테레오 카메라 기법을 적용하여 3차원 공간상에서 장치로부터 선원까지의 거리를 측정할 수 있도록 구현되었다. 본 논문에서는 영상처리 알고리즘을 통해 감마선 공간 탐지를 위한 스캔시간을 줄이고, 방사광 및 가시광 영상을 중첩한 후 스테레오 보정을 통해 3차원 가시화를 통한 감마선 분포 탐지 효율 개선을 위한 연구를 수행하였다. 탐지시험 결과 고속 탐지를 위한 알고리즘을 적용한다면 단일선원을 탐지할 때 약 30%이상의 탐지효율 개선하였으며, 3D 모니터를 통한 3차원 시각화 영상을 통해 공간상의 선원에 대한 분포를 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.486-492
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• 2015

방사선 영상장치는 방사능 누출사고의 조기처리 및 확산 피해 최소화에 필수적인 장비이며, 가까운 미래에 빅마켓으로 성장될 원전폐로 분야에서도 중요한 역할을 담당할 것으로 예상된다. 현재까지 개발된 방사선 영상장치는 방사선 오염원의 위치를 방향 정보만으로 탐지하여 가시화하고 있고 방사선원의 거리 측정은 불가능한 실정이다. 본 논문에서는 스테레오 카메라 원리를 적용하여 방사선원의 3차원 위치정보를 추출할 수 있는 새로운 기법의 방사선 3차원 영상장치의 구현에 대해 연구하였다. 한 대의 방사선 센서와 CCD 카메라, 그리고 팬틸의 컴팩트한 구성으로 설계된 방사선 3차원 영상장치(K3-RIS)는 위치변환 제어에 의한 스테레오 방사선 영상 취득과 연속모드 제어 및 고속 스테레오 영상정보처리 기능이 특징이다. 개발한 장치의 기능검증을 위해 감마 방사선원(Cs-137)을 대상으로 실험을 수행한 결과 선원간의 거리와 무관하게 3% 이하의 거리측정 오차를 확인하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제26권3호
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• pp.215-224
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• 2001

In order to comply with revised national regulationson radiological protection and to implement recent nuclear data and dose conversion factors, KOPEC developed a new point kernel gamma and beta ray shielding analysis computer program. This new code, named VisualShield, adopted mass attenuation coefficient and buildup factors from recent ANSI/ANS standards and flux-to-dose conversion factors from the International Commission on Radiological Protection (ICRP) Publication 74 for estimation of effective/equivalent dose recommended in ICRP 60. VisualShieid utilizes graphical user interfaces and 3-D visualization of the geometric configuration for preparing input data sets and analyzing results, which leads users to error free processing with visual effects. Code validation and data analysis were performed by comparing the results of various calculations to the data outputs of previous programs such as MCNP 4B, ISOSHLD-II, QAD-CGGP, etc.

• 대한방사성의약품학회지
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• 제1권1호
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• pp.62-73
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• 2015

We developed an evans blue-indocyanine green-$^{99m}Tc$-human serum albumin conjugate for sentinel lymph node mapping and we describe its unique potential usage for clinical implications. This conjugate has combined the strengths of visible blue dye, near-infrared fluorescence and radioisotope into one single conjugate without any additional weakness/disadvantage. All the components of evans blue-indocyanine green-$^{99m}Tc$-human serum albumin are safe and of low cost, and they have already been clinically used. This conjugate was stable in the serum, it showed a long retention time in the lymphatic system and the lymph nodes showed a much higher signal-to-noise ratio after the conjugate was injected intradermally into the paw of mice. Both the single-photon emission computed tomography and near-infrared fluorescent images of the mice were successfully obtained at the same time as the excised sentinel lymph nodes showed blue color. The visual color, near-infrared fluorescence and gamma ray from this agent could be complementary for each other in all the steps of sentinel lymph node sampling: exploring and planning sentinel lymph node before excision with visualization of the exact sentinel lymph node location during an operation. Therefore, the triple modal agent will possibly be very ideal for sentinel lymph node mapping because of the high signal-to-noise ratio for non-invasive imaging and its complementary multimodal nature, easy preparation and safety. It is promising for clinical applications and it may have great advantages over the traditional single modal methods.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제40권1호
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• pp.1-9
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• 2015

콤프턴 카메라는 검출 신호의 동시성 판단을 기반으로 한 전자적 집속방식을 이용하기 때문에, 기존의 물리적 집속기를 이용하는 감마선 영상 장비의 가시영역이 좁고 투과력이 높은 고에너지 감마선에 적용하기 어렵다는 한계를 극복할 수 있다. 특히 대면적의 콤프턴 카메라는 절대 검출 효율이 높아 영상 장비의 운반이 요구되지 않는 대규모 공정 시설내 핵물질의 모니터링용으로 매우 적합하다. 본 연구팀은 한국원자력연구원에서 개발 중인 파이로 시험 공정 시설에서의 안전조치 수립을 위해 대면적 콤프턴 카메라를 적용하고자 한다. 대면적 콤프턴 카메라를 구성하는 대면적의 검출기는 그 형태나 구성 방식에 따라 에너지 분해능이나 위치 분해능이 달라질 수 있다. 이는 콤프턴 영상의 질에 직접적으로 영향을 미치므로, 본 연구에서는 전산모사를 통해 그 영향을 예측하여 대면적 검출기의 설계 방향을 결정하였다. 또한 한국원자력연구원으로부터 파이로 시험 공정 시설의 정보를 전달받아 전산모사를 수행하였고, 여러 계측 환경에 대해 대면적 콤프턴 카메라의 성능을 예측하여 보았다. 그 결과 대면적 검출기는 에너지 분해능 측면에서의 손실을 최소화 할 수 있도록 구성하여야 한다는 결론을 얻었으며, 에너지 분해능 10%, 위치 분해능 7 mm 정도 성능의 검출기를 이용하여 콤프턴 카메라를 구성할 경우 1 m 거리에 위치한 감손우라늄 선원을 영상 해상도 16.3 cm(각도 분해능 $9.26^{\circ}$)으로 영상화할 수 있음을 확인하였다.