• 한국방사선학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.547-553
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• 2017

현재 의료분야에서는 방사선 차폐체로서 납(Pb)이 널리 쓰이고 있다. 하지만 납은 무게가 매우 무거워 납치마 등의 방호복은 장시간 착용이 어려우며, 인체에 치명적인 납 중독의 위험이 상시 가지고 있다는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 납을 대체 할 수 있는 물질에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 현재 납의 대체물질로써 대표적인 바륨(Ba)과 요오드(I) 등은 우수한 차폐능을 가지고 있지만, 30keV 근처의 에너지 영역에서 특성 X선을 방출하는 특성을 가지고 있다. 환자나 방사선 종사자의 경우 차폐체를 인체에 접촉하고 있는 경우가 많으므로 차폐체에서 발생되는 특성 X선이 인체에 직접 조사되어 방사선 피폭을 증가시킬 위험이 매우 높다. 본 연구에서는 바륨(Ba)과 요오드(I)등에서 발생되는 특성 X선을 제거하기에 적절한 이중구조 차폐체를 방사선 수송코드 중 하나인 FLUKA 수송코드를 개발하여 선행연구로서 진행된 MCNPX 시뮬레이션과 비교 분석하여 이중구조 차폐체의 차폐율에 대한 신뢰성을 검증하고자 하였다. MCNPX와 FLUKA를 이용하여 황산바륨($BaSO_4$)과 산화비스무스($Bi_2O_3$)로 이루어진 다양한 두께조합의 이중구조 차폐체를 설계하였으며, IEC61331-1에 제시된 모식도를 기하학적으로 동일하게 시뮬레이션 상에 구현하였다. 또한, 120 kVp의 연속 X선 스펙트럼에 대한 차폐체의 투과스펙트럼과 흡수선량을 납과 비교 평가하였다. 평가결과, $0.3mm-BaSO_4/0.3mm-Bi_2O_3$ 와 $0.1mm-BaSO_4/0.5mm-Bi_2O_3$ 구조에서는 33 keV와 37 keV의 특성 X선을 모두 흡수하였으며, 90 keV 이상의 고에너지 X선에 대해서도 납과 거의 유사한 차폐효율을 보였다. 또한, FLUKA의 수송코드는 33 keV 이하에서는 cut-off 가 발생하여 저에너지 X선 광자에 대한 전산모사에 제약이 있지만, 40 keV 이상의 고에너지 영역에서 MCNPX와의 상대오차가 6 % 이내로 신뢰성이 매우 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제29권1호
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• pp.51-55
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• 2012

A few high-mass X-ray binaries-consisting of an OB star plus compact companion-have been observed by Fermi and ground-based Cerenkov telescopes like High Energy Stereoscopic System (HESS) to be sources of very high energy (VHE; up to 30 TeV) ${\gamma}$-rays. This paper focuses on the prominent ${\gamma}$-ray source, LS 5039, which consists of a massive O6.5V star in a 3.9-day-period, mildly elliptical ($e{\approx}0.24$) orbit with its companion, assumed here to be an unmagnetized compact object (e.g., black hole). Using three dimensional smoothed particle hydrodynamics simulations of the Bondi-Hoyle accretion of the O-star wind onto the companion, we find that the orbital phase variation of the accretion follows very closely the simple Bondi-Hoyle-Lyttleton (BHL) rate for the local radius and wind speed. Moreover, a simple model, wherein intrinsic emission of ${\gamma}$-rays is assumed to track this accretion rate, reproduces quite well Fermi observations of the phase variation of ${\gamma}$-rays in the energy range 0.1-10 GeV. However for the VHE (0.1-30 TeV) radiation observed by the HESS Cerenkov telescope, it is important to account also for photon-photon interactions between the ${\gamma}$-rays and the stellar optical/UV radiation, which effectively attenuates much of the strong emission near periastron. When this is included, we find that this simple BHL accretion model also quite naturally fits the HESS light curve, thus making it a strong alternative to the pulsar-wind-shock models commonly invoked to explain such VHE ${\gamma}$-ray emission in massive-star binaries.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권6호
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• pp.937-943
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• 2018

Background: This work presents the performance of a novel electronic brachytherapy (EBT) device and radiotherapy (RT) experiments on both skin cancer cells and animals using the device. Methods and materials: The performance of the EBT device was evaluated by measuring and analyzing the dosimetric characteristics of X-rays generated from the device. The apoptosis of skin cancer cells was analyzed using B16F10 melanoma cancer cells. Animal experiments were performed using C57BL/6 mice. Results: The X-ray characteristics of the EBT device satisfied the accepted tolerance level for RT. The results of the RT experiments on the skin cancer cells show that a significant apoptosis induction occurred after irradiation with 50 kVp X-rays generated from the EBT device. Furthermore, the results of the animal RT experiments demonstrate that the superficial X-rays significantly delay the tumor growth and that the tumor growth delay induced by irradiation with low-energy X-rays was almost the same as that induced by irradiation with a high-energy electron beam. Conclusions: The developed new EBT device has almost the same therapeutic effect on the skin cancer with a conventional linear accelerator. Consequently, the EBT device can be practically used for human skin cancer treatment in the near future.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제9권1호
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• pp.33-42
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• 1984

핵분열(核分裂) 및 방사화생성물(放射化生成)物)에서 방출(放出)하는 여러가지 감마선들은 핵연료(核燃料)를 파괴(破壞)하지 않고도 추출(抽出)할 수 있는 많은 정보(情報)를 포함(包含)한다. 그러나 반도체(半導體) 검출기(檢出器)에서 얻은 복잡한 스펙트럼에서 이러한 정보를 추출(抽出)하기가 용역(容易)하지 않기 때문에 전산(電算)코드의 사용(使用)이 필요(必要)하게 된다. 본(本) 연구(硏究)에서는 그동안 국제적(國際的)으로 널리 보급(普及)되어 사용(使用)되는 감마선 분석(分析) 프로그램들의 장점(長點)을 취하여, 감마선은 물론 X-선(線)의 스펙트럼도 피팅 (fitting)하여 피이크의 중심과 면적을 정확(正確)히 계산(計算)할 수 있는 전산코드 CAERI를 개발(開發)하였다. CAERI는 FORTRAN으로 쓰여있고, 특히 고유복사선폭(固有輻射線幅)(natural line width) 을 무시할 수 없는 X-선(線)의 피이크 표현함수(表現函數)인 Voigt 함수(函數)에 대해서는, 다른 X-선(線) 분석(分析) 프로그램들이 사용(使用)한 간단한 근사식(近似式) 대신에, 더욱 정확(正確)한 무한급수근사식(無限級數近似式)을 사용하였다. 특히 CAERI 는 U이나 Pu과 같은 중원소(重元素)의 핵종분석시(核種分析時)에 직면(直面)하는 감마선과 U이나 Pu의 X-선(線)이 임의(任意)로 간섭(干涉)하며 공존(共存)하는 복잡한 스펙트럼까지도 취급(取扱)할 수 있다. $^{177m}Lu$감마선과 $^{235}U\;U_{\alpha}$X-선(線)의 시험(試驗)스펙트럼을 피팅하여, 다른 프로그램들의 피팅결과와 비교했을 때 좋은 일치(一致)를 보았다.

• 한국결정학회:학술대회논문집
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• 한국결정학회 2002년도 정기총회 및 추계학술연구발표회
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• pp.5-6
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• 2002

The new spectrometer for X-ray Induced Electron Emission Spectroscopy (XIEES) .has been recently developed in KRISS in collaboration with PTI (Russia). The spectrometer allows to perform research using the XAFS, SXAFS, XANES techniques (D.C.Koningsberger and R.Prins, 1988) as well as the number of techniques from XIEES field(L.A.Bakaleinikov et all, 1992). The experiments may be carried out with registration of transmitted through the sample x-rays (to investigate bulk samples) or/and total electron yield (TEY) from the sample surface that gives the high (down to several atomic mono-layers in soft x-ray region) near surface sensitivity. The combination of these methods together give the possibility to obtain a quantitative information on elemental composition, chemical state, atomic structure for powder samples and solids, including non-crystalline materials (the long range order is not required). The optical design of spectrometer is made according to Johannesson true focusing schematics and presented on the Fig.1. Five stepping motors are used to maintain the focusing condition during the photon energy scan (crystal angle, crystal position along rail, sample goniometer rail angle, sample goniometer position along rail and sample goniometer angle relatively of rail). All movements can be done independently and simultaneously that speeds up the setting of photon energy and allows the using of crystals with different Rowland radil. At present six curved crystals with different d-values and one flat synthetic multilayer are installed on revolver-type monochromator. This arrangement allows the wide range of x-rays from 100 eV up to 25 keV to be obtained. Another 4 stepping motors set exit slit width, sample angle, channeltron position and x-ray detector position. The differential pumping allows to unite vacuum chambers of spectrometer and x-ray generator avoiding the absorption of soft x-rays on Be foil of a window and in atmosphere. Another feature of vacuum system is separation of walls of vacuum chamber (which are deformed by the atmospheric pressure) from optical elements of spectrometer. This warrantees that the optical elements are precisely positioned. The detecting system of the spectrometer consists of two proportional counters, one scintillating detector and one channeltron detector. First proportional counter can be used as I/sub 0/-detector in transmission mode or by measuring the fluorescence from exit slit edge. The last installation can be used to measure the reference data (that is necessary in XANES measurements), in this case the reference sample is installed on slit knife edge. The second proportional counter measures the intensity of x-rays transmitted through the sample. The scintillating detector is used in the same way but on the air for the hard x-rays and for alignment purposes. Total electron yield from the sample is measured by channeltron. The spectrometer is fully controlled by special software that gives the high flexibility and reliability in carrying out of the experiments. Fig.2 and fig.3 present the typical XAFS spectra measured with spectrometer.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제28권3호
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• pp.249-254
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• 2005

본 연구는 6 MV LINAC에서 발생한 X-선을 생쥐 생체에 조사한 후, 방사선 조사선량에 따른 난소조직의 미세구조적 변화를 고배율의 전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 방사선 조사에 따른 난소조직의 미세구조 변화를 관찰하기 위하여 고배율의 전자현미경으로 관찰한 결과, 방사선량의 증가에 따라 성장난포의 과립층세포에서 핵과 세포질의 미세구조 변형이 급격히 증가하였으며, 난포동에서는 세포사의 부산물인 세포 잔류체들과 백혈구 및 대식세포 등이 관찰되었다. 과립층세포의 미세구조적 변형은 주로 핵의 응축에 의한 전자밀도의 증가와 핵의 분절화, 그리고 세포질의 위축 등, 전형적인 세포예정사의 특성을 나타내고 있었다. 세포의 괴사도 일부 확인되었으나 그다지 현저하지 않았으며, apoptotic body와 함께 대식세포가 산재되어 있었다.

• 소성∙가공
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• 제13권3호
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• pp.290-295
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• 2004

Mircolens and microlens V-groove are realized using a novel fabrication technology based on the exposure of a resist, usually PMMA, to deep X-rays and subsequent thermal treatment and inclined deep X-ray lithography, respectively. The fabrication technology is very simple and produces microlenses and microlens V-groove with good surface roughness of several nm. The molecular weight and glass transition temperature of PMMA is reduced when it is irradiated with deep X-rays. The microlenses were produced through the effects of volume change, surface tension, and reflow during thermal treatment of irradiated PMMA. Microlenses were produced with diameters ranging from 30 to $1500\mu\textrm{m}$. The surface X-ray mask is also fabricated to realize microlens arrays on PMMA sheet with a large area. The size of the micro V-groove is fabricated in the range of 12~$60\mu\textrm{m}$.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 1999년도 Japanese Journal of Medical Physics
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• pp.249-252
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• 1999

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권3호
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• pp.799-804
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• 2016

A miniature X-ray tube based on a carbon-nanotube electron emitter has been employed for the application to a dental radiography. The miniature X-ray tube has an outer diameter of 7 mm and a length of 47 mm. The miniature X-ray tube is operated in a negative high-voltage mode in which the X-ray target is electrically grounded. In addition, X-rays are generated only to the teeth directions using a collimator while X-rays generated to other directions are shielded. Hence, the X-ray tube can be safely inserted into a human mouth. Using the intra-oral X-ray tube, a dental radiography is demonstrated where the positions of an X-ray source and a sensor are reversed compared with a conventional dental radiography system. X-ray images of five neighboring teeth are obtained and, furthermore, both left and right molar images are achieved by a single X-ray shot of the miniature X-ray tube.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권1호
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• pp.55-62
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• 1999

방사선치료에 이용되는 X-선의 특성을 고찰하기 위하여, 몬테칼로 방법을 이용하여 텅스텐 표적에 입사한 6, 10, 15 MeV 의 전자선에 의해 발생되는 X-선의 에너지분포와 평균에너지를 계산하였다. 빔의 반경의 함수로서 계산된 광자의 평균에너지는 6, 10, 15 MV에 대하여 각각, 1.4-1.6, 2.1-2.5, 2.8-3.3 MeV 범위로서 반경에 크게 의존하지 않고 거의 일정하였다. 표적과의 수직거리 100 cm에서 구해진 6, 10, 15 MV X-선의 에너지분포를 이용하여, 몬테칼로 계산으로 깊이선량율을 계산하였다. 이 중 10 MV에 대한 것을 측정값과 비교하였다. 계산된 10 MV X-선의 깊이선량율은 표면영역을 제외하고 깊이의 증가에 따라 측정값보다 낮게 나타났다. 그 이유는 실제 X-선의 에너지분포에는 편평화여과기에 의한 빔경화효과가 포함되어 있는 반면, 본 연구에서 수행한 몬테칼로 계산결과에는 이 효과가 포함되어 있지 않기 때문으로 생각된다.