• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 B
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• pp.793-796
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• 2003

The electronics of a mobile robot ill nuclear facilities is required to satisfied the reliability to sustain survival in its radiation environment. To know how much radiation the robot has been encountered to replace sensitive electronic parts, a dosimeter to measure total accumulated dose is necessary. Among many radiation dosimeters or detectors, semiconductor radiation sensors have advantages in terms of power requirements and their sires over conventional detectors. This paper describes the use of the radiation-induced threshold voltage change of a commercial power pMOSFET as an accumulated radiation dose monitoring mean and that of the photo-current of a commercial PIN Diode as a dose-rate measurement mean. Commercial p-type power MOSFETs and PIN Diodes were tested in a Co-60 gamma irradiation facility to see their capabilities as radiation sensors. We found an inexpensive commercial power pMOSFET that shows good linearity in their threshold voltage shift with radiation dose and a PIN diode that shows good linearity in its photo-current change with dose-rate. According to these findings, a radiation hardened hybrid electronic radiation dosimeter for nuclear robots has been developed for the first time. This small hybrid dosimeter has also an advantage in the point of view of reliability improvement by using a diversity concept.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2522-2525
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• 2001

Si PIN diodes are subject to be damaged from the exposure of fast neutron by displacement of Si lattice structure. The defects are effective recombination centers for carriers which migrate through the base region of the PIN diode when forward voltage is applied. It causes an increase in current and a decrease in resistivity of the diode. This paper presents the development of a neutron sensor based on displacement damage effect. PIN diodes having various structures were made bymicro-fabrication process, and neutron beam test was performed to identify neutron damage effect to the diode. From a result of the test, it was shown that the forward voltage drop of the diode, at a constant current, has good linearity for neutron dosage. Also it was found that the newton dosage can be measured by the pin diode neutron dosimeter with constant current power.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 추계학술대회 논문집 학회본부 D
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• pp.754-757
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• 2000

Si PIN diodes are subject to be damaged from the exposure of fast neutron by displacement of Si lattice structure. The defects are effective recombination centers for carriers which migrate through the base region of the PIN diode when forward voltage is applied. It causes an increase in current and a decrease in resistivity of the diode. This paper presents the development of a neutron sensor based on displacement damage effect. PIN diodes having various structures were made by micro-fabrication process, and neutron beam test was performed to identify neutron damage effect to the diode. From a result of the test, it was shown that the forward voltage drop of the diode, at a constant current, has good linearity for neutron dosage. Also it was found that the newton dosage can be measured by the pin diode neutron dosimeter with constant current power.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제25권4호
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• pp.197-205
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• 2000

실리콘 PIN 다이오드 검출기를 이용하여 전자선량계(PED)를 설계 및 제작하고, 전자신호회로의 성능과 방사선 검출 반응특성을 평가하였다. 전자회로의 성능검사에서는 방사선에 의한 검출기의 신호가 신호처리회로에서 양호하게 출력되었으며, $^{137}Cs$ 감마 방사선을 이용한 방사선조사 시험결과 선량계의 반응도 및 분산계수는 각각 1.85 cps/$Gy{\cdot}h^{-1}$ 및 19.3%로 측정되어 전자선량제의 성능기준을 만족하는 것으로 나타났다. 본 전자선량계의 시작품은 향후 전자회로의 성능향상과 작동 프로그램을 보완 및 개선함으로써 개인 방사선 모니터링에 활용될 것으로 기대된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권8호
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• pp.1991-1997
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• 2019

In this manuscript, we present a method for the direct calculation of an ambient dose equivalent (H^* (10)) for the external gamma-ray exposure with an energy range of 40 keV to 2 MeV in an electronic personal dosimeter (EPD). The designed EPD consists of a 3 × 3 ㎟ PIN diode coupled to a 3 × 3 × 3 ㎣ CsI (Tl) scintillator block. The spectrum-to-dose conversion function (G(E)) for estimating H^* (10) was calculated by applying the gradient-descent method based on the Monte-Carlo simulation. The optimal parameters for the G(E) were found and this conversion of the H^* (10) from the gamma spectra was verified by using ²⁴¹Am, ¹³⁷Cs, ²²Na, ⁵⁴Mn, and ⁶⁰Co radioisotopes. Furthermore, gamma spectra and H^* (10) were obtained for an arbitrarily mixed multiple isotope case through Monte-Carlo simulation in order to expand the verification to more general cases. The H^* (10) based on the G(E) function for the gamma spectra was then compared with H^* (10) calculated by simulation. The relative difference of H^* (10) from various single-source spectra was in the range of ±2.89%, and the relative difference of H^* (10) for a multiple isotope case was in the range of ±5.56%.

• 센서학회지
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• 제9권4호
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• pp.274-280
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• 2000

본 논문은 감마선 방사선 선량을 측정하기 위하여 상용 반도체를 응용하기 위한 실험적 연구에 대하여 다루었다. 실리콘 포토 다이오드는 값이 싸고 작으며 높은 효율과 견고하여 광검출기로 잘 이용되기 때문에 감마선과 같은 방사선 측정에 효과적으로 이용될 수 있다. 대부분의 PN 포토 다이오드는 이 증가함에 따라 역 방향 전류의 증가하는 특성을 가지고 있다. 그러므로 이 소자들의 공핍층이 역 방향 전류에 영향을 주므로 이 공핍층의 면적이 큰 PIN 포토 다이오드를 선택하였다. 이 연구에서는 방사선량을 검출하고 감마선 선량계를 개발하는데 적용하기 위하여, PIN 다이오드에 대해 몇 가지 실험이 수행되었다. NEC사의 PH 302와 SIEMENS사의 BPW 34와 같은 2가지 종류의 포토 다이오드를 반도체 분석장치를 사용하여 $\gamma$선 방사선원인 Co-60의 저준위 시설에서 시험하였다. 그 결과, 방사선 선량률과 다이오드의 전류 사이에 양호한 선형적 함수 관계가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 이들 실리콘 PIN 포토 다이오드들은 $\gamma$선 선량계를 설계하는데 적합하게 이용될 수 있을 것이다.

• 대한공업교육학회지
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• 제33권2호
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• pp.325-339
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• 2008

본 논문에서는 변위 손상 현상을 이용하는 중성자 탐지소자와 선량계 모듈에 RF 통신 기능을 추가하여 방사선 환경 내에서 내 방사선화 된 로봇에 의해 가동 중인 원자력 발전소등의 특정 부분에 대하여 실시간으로 측정된 방사선량 데이터의 취득이 가능한 모듈을 개발하였다. 기존의 운용중인 발전소에 대한 방사선량은 휴지기간에 탐지소자를 설치하여 다음 휴지기간에 그 탐지소자를 가지고 나와 누적방사선량을 측정하거나, 설치된 탐지소자로 부터 유선으로 안전한 곳까지 데이터를 취득해 와서 그 값을 분석하여 왔으나, RF 통신 기능이 추가된 모듈은 내 방사선화 된 로봇에 탑재하여 로봇이 가동 중인 발전소 곳곳을 누비며, 설치된 탐지소자로부터 그 방사선량을 취득할 수 있다. 이는 기존의 취득방식에 비해 많은 부분 효율적인 측면이 있으며, 유지보수 비용의 절감을 가져 올 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 RF 통신을 수행하기 위한 안테나 회로의 설계 기법과 취득한 정보를 EEPROM에 저장하고, 그 저장된 데이터를 로봇에 부착된 Reader에 의해 읽을 수 있는 일련의 흐름을 구성하는데 있어 필요한 여러 가지 기술 혹은 기법에 대하여 살펴보았다.