• 제목/요약/키워드: electron beam irradiation system

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MC-50 싸이클로트론을 이용한 위성용 열조절 유기복합재료의 우주환경 영향 연구 (RESEARCH ON SPACE ENVIRONMENTAL EFFECT OF ORGANIC COMPOSITE MATERIALS FOR THERMAL MANAGEMENT OF SATELLITES USING MC-50 CYCLOTRON)

  • 김대원;김동일;허용학;양태건;이호영;김용협
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제22권4호
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    • pp.441-450
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    • 2005
  • 유기재료(organic material)는 위성이나 우주비행체의 열을 조절하고 우주환경에 직접 노출되는 것을 차단하기 위하여 가장 흔하게 사용되는 재료 중 하나이다. 본 논문에서는 지상설비를 이용하여 모사한 우주환경에서 유기재료의 물성변화를 관찰하였다. 대표적인 위성용 유기 열조절 재료 중 하나인 2mil ITO(Indium Tin Oxide) coated aluminized KAPTON을 실험 대상으로 선택하였다. 양성자에 의한 단일 우주환경효과를 실험하기 위하여, 한국 원자력의학원의 MC-50 싸이클로트론(cyclotron)을 이용하여 양성자를 조사(irradiation)하였으며, 조사조건은 지구궤도 주변 최고의 양성자 발생기록인 1972년 8월의 최고치 상황을 적용하였다. 조사에너지는 평균 관측에너지인 30MeV으로 고정하였으며, 등가 조사량은 우주노출 시간 1년, 3년, 5년 및 10년을 기준으로 설정하였다. 분석과정은 인장강도를 측정하여 정량적 물성저하를 확인하였고, 전계방출 전자주사현미경 등으로 결정성변화와 노출표면의 손상을 분석하였다.

방사선 세기 조절 치료에서 선량을 규명하는 데 사용된 BlnS System의 특성 (The Properties of Beam Intensity Scanner (BInS) for Dose Verification in Intensity Modulated Radiation Therapy)

  • 박영우;박광열;박경란;권오현;이명희;이병용;지영훈;김근묵
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제15권1호
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    • pp.1-8
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    • 2004
  • 방사선 치료과정에서 가장 중요한 것은 환자에게 조사된 흡수선량을 검증하는 것이다. IMRT에 사용되는 방사선의 물리적 특성을 결정하고 환자에 조사된 선량분포를 검증할 수 있는 정밀한 선량 측정 장치가 필요하다. 본 연구에서 2차원 광자선의 선량검증을 위해 만들어진 BInS (Beam Intensity Scanner)에 관하여 논의한다. BInS에 있는 Scintillator는 광자선이나 전자선에 조사되면 형광을 발생하는 Gd$_2$O$_2$S:Tb를 주성분으로 한다. Scintillator에서 발생된 형광은 디지털 비디오카메라에 의해 수집되어 디지털 신호로 바뀌고 자체 제작한 소프트웨어에 의해 분석되며 상대적인 선량 분포가 3차원 그림으로 표시된다. BInS가 IMRT에서 사용가능한지를 알아보기 위하여 치료에 관련된 몇 가지 측정을 하였다. IMRT의 주요 작동방식 중의 하나인 SMLC (static multileaf collimator) 방식에서는, leaf들의 동작을 통제하여 만들어지는 여러 개의 정적 조사면적(static portal)을 통하여 IMB (intensity modulated beam)이 만들어진다. 따라서 여러 개의 정적 조사면적이 연달아 맞닿아 있는 경우, 연속된 두 조사면적의 경계면에서 penumbra와 산란된 광자들이 겹쳐지고 따라서 hot spot이 생기게 된다. 이와 같이 SMLC 방식에서 나타나는 inter-step hot spot들의 존재를 BInS를 이용하여 측정하여 가시화하였고 또한 그것들을 제거하는 실험적 방법도 제시하였다. IMRT에서 사용되는 다른 주요한 작동방식인 DMLC (dynamic multileaf collimator)는 광자선이나 전자선을 제어하는 leaf의 작동방식이 다르기 때문에 SMLC 방식과는 다른 특성을 보인다. 따라서 BInS를 이용하여 SMLC와 DMLC 방식에 의해 실제로 target에 투사된 선량을 측정 비교하였다. 비록 같은 선량을 target 부위에 투사하기로 계획했을지라도, 실제로는 산란된 광자와 전자들 때문에 DMLC 방식에 의한 선량이 SMLC 방식에 의한 선량보다 14.8%나 큰 것으로 측정되었다.

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DIAGNOSTICS OF PLASMA INDUCED IN Nd:YAG LASER WELDING OF ALUMINUM ALLOY

  • Kim, Jong-Do;Lee, Myeong-Hoon;Kim, Young-Sik;Seiji Katayama;Akira Matsunawa
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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    • pp.612-619
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    • 2002
  • The dynamic behavior of Al-Mg alloys plasma was very unstable and this instability was closely related to the unstable motion of keyhole during laser irradiation. The keyhole fluctuated both in size and shape and its fluctuation period was about 440 ${\mu}{\textrm}{m}$. This instability has been estimated to be caused by the evaporation phenomena of metals with different boiling point and latent heats of vaporization. Therefore, the authors have conducted the spectroscopic diagnostics of plasma induced in the pulsed YAG laser welding of Al-Mg alloys in air and argon atmospheres. In the air environment, the identified spectra were atomic lines of Al, Mg, Cr, Mn, Cu, Fe and Zn, and singly ionized Mg line, as well as strong molecular spectrum of AlO, MgO and AIH. It was confirmed that the resonant lines of Al and Mg were strongly self-absorbed, in particular in the vicinity of pool surface. The self-absorption of atomic Mg line was more eminent in alloys containing higher Mg. These facts showed that the laser-induced plasma was relatively a low temperature and high density metallic vapor. The intensities of molecular spectra of AlO and MgO were different each other depending on the power density of laser beam. Under the low power density irradiation condition, the MgO band spectra were predominant in intensity, while the AlO spectra became much stronger in higher power density. In argon atmosphere the band spectra of MgO and AlO completely vanished, but AlH molecular spectra was detected clearly. The hydrogen source was presumably the hydrogen solved in the base Metal, absorbed water on the surface oxide layer or H$_2$ and $H_2O$ in the shielding gas. The temporal change in spectral line intensities was quite similar to the fluctuation of keyhole. The time average plasma temperature at 1 mm high above the surface of A5083 alloy was determined by the Boltzmann plot method of atomic Cr lines of different excitation energy. The obtained electron temperature was 3, 280$\pm$150 K which was about 500 K higher than the boiling point of pure aluminum. The electron number density was determined by measuring the relative intensities of the spectra1lines of atomic and singly ionized Magnesium, and the obtained value was 1.85 x 1019 1/㎥.

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자기조직화에 의한 InAs 양자점 구조 형성에 미치는 수소플라즈마의 효과 (Effects of hydrogen plasma on the formation of self-organized InAs-quantum dot structure)

  • 박용주;김은규;민석기
    • 한국결정성장학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.351-359
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    • 1996
  • ECR (electron cyclotron resonance) 플라즈마원이 장착되어 있는 화학선에피탁시 (chemical beam epitaxy : CBE) 장치를 사용하여 InAs 양자점 구조형성에 미치는 수소플라즈마의 효과에 대하여 조사하였다. 자기조직화(self-organized)에 의해 GaAs 기판위에서 InAs 양자점의 형성을 RHEED(reflection high energy electron diffraction)로 관측한 결과 수소가스 및 수소플라즈마의 영향을 받지 않은 상태에서는 1.9 ML(monolayer)의 InAs 층성장(layer growth) 후에 형성되는데 비해 수소플아즈마를 조사한 상태에서는 약 2.6 ML의 InAs 층성장(layer growth) 후에 형성되는데 비해 수소플아즈마를 조사한 상태에서는 약 2.6 ML의 InAs층이 성장된 후 뒤늦게 이루어짐을 확인하였다. 기판의 온도 $370^{\circ}C$에서 동일한 조건으로 형성시킨 InAs 양자점의 밀도 및 크기는 수소플라즈마의 영향을 받지 않은 경우 $1.9{\times}10^{11}cm^{-2}$ 및 17.7 nm에서 수소플라즈마를 쪼인 경우 $1.3{\times}10^{11}cm^{-2}$ 및 19.4 nm로 양자점 형성 다소 완화되는 것으로 나타났다. 또한, 수소플아즈마에 의한 InAs 양자점의 PL(photoluminescence) 신호의 적색이동(red shift)과 반치폭 증가로부터 양자점 크기의 증가와 균일성이 다소 감소되는 모습을 알 수 있었다. 이와같은 수소플라즈마의 영향은 GaAs 기판과 InAs 사이의 부정합 변형환화 효과에의해 InAs의 충성장을 강화시키는 원자상 수소의 작용때문인 것으로 고려되었다.

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MECHANICAL AND ADHESIONAL MANIPULATION TECHNIQUE FOR MICRO-ASSEMBLY UNDER SEM

  • Saito, Shigeki;Takahashi, Kunio;Onzawa, Tadao
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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    • pp.720-725
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    • 2002
  • In recent years, techniques for micro-assembly with high repeatability under a scanning electron microscope (SEM) are required to construct highly functional micro-devices. Adhesion phenomenon is more significant for smaller objects, becanse adhesional force is proportional to size of the objects while gravitational force is proportional to the third power of it. It is also known that adhesional force between micro-objects exposed to Electron Beam irradiation of SEM increases with the elapsed time. Therefore, mechanical manipulation techniques using a needle-shaped tool by adhesional force are often adopted in basic researches where micro-objects are studied. These techniques, however, have not yet achieved the desired repeatability because many of these could not have been supported theoretically. Some techniques even need the process of trial-and-error. Thus, in this paper, mechanical and adhesional micro-manipulation are analyzed theoretically by introducing new physical factors, such as adhesional force and rolling-resistance, into the kinematic system consisting of a sphere, a needle-shaped tool, and a substrate. Through this analysis, they are revealed that how the micro-sphere behavior depends on the given conditions, and that it is possible to cause the fracture of the desired contact interfaces selectively by controlling the force direction in which the tool-tip loads to the sphere. Based on the acquired knowledge, a mode diagram, which indicates the micro-sphere behavior for the given conditions, is designed. By refening to this mode diagram, the practical technique of the pick and place manipulation of a micro-sphere under an SEM by the selective interface fracture is proposed.

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Mechanical and Adhesional Manipulation Technique for Micro-assembly under SEM

  • Saito, S.;Takahashi, K.;Onzawa, T.
    • International Journal of Korean Welding Society
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    • 제2권2호
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    • pp.19-25
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    • 2002
  • In recent years, techniques for micro-assembly with high repeatability under a scanning electron microscope (SEM) are required to construct highly functional micro-devices. Adhesion phenomenon is more significant for smaller objects, because adhesional force is proportional to size of the objects while gravitational force is proportional to the third power of it. It is also known that adhesional force between micro-objects exposed to Electron Beam irradiation of SEM increases with the elapsed time. Therefore, mechanical manipulation techniques using a needle-shaped tool by adhesional force are often adopted in basic researches where micro-objects are studied. These techniques, however, have not yet achieved the desired repeatability because many of these could not have been supported theoretically. Some techniques even need the process of trial-and-error. Thus, in this paper, mechanical and adhesional micro-manipulation are analyzed theoretically by introducing new physical factors, such as adhesional force and rolling-resistance, into the kinematic system consisting of a sphere, a needle-shaped tool, and a substrate. Through this analysis, they are revealed that how the micro-sphere behavior depends on the given conditions, and that it is possible to cause the fracture of the desired contact Interfaces selectively by controlling the force direction in which the tool-tip loads to the sphere. Based on the acquired knowledge, a mode diagram, which indicates the micro-sphere behavior for the given conditions, is designed. By referring to this mode diagram, the practical technique of the pick and place manipulation of a micro-sphere under an SEM by the selective interface fracture is proposed.

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항문암의 방사선치료 시 방사선 조사 기법에 따른 회음부 피부 독성 (Perineal Skin Toxicity according to Irradiation Technique in Radiotherapy of Anal Cancer)

  • 유세환;성진실;금웅섭
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제26권4호
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    • pp.222-228
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    • 2008
  • 목 적: 항문암의 방사선치료는 급성부작용을 많이 동반하므로 다양한 치료 기법이 적용되어왔다. 본원에서 시행된 항문암 방사선치료를 회음부 피부반응의 측면에서 검토하여 최적의 방사선치료 기법을 모색하고자 하였다. 대상 및 방법: 1990년부터 2007년까지 항문암으로 근치적 항암화학방사선치료를 마친 환자 35명을 대상으로 방사선 조사 방법 및 관련된 임상적 자료들을 이용하였다. 방사선치료는 원발병소, 영역림프절 및 서혜부림프절이 치료범위에 포함된 상태로 1.8 Gy 씩 $41.4{\sim}45\;Gy$ 조사 후 원발 병소 또는 전이성 림프절에 추가 조사하는 것을 원칙으로 하였다. 방사선 조사 기법은 조사 부위 및 조사 수에 따라 4가지로 분류하였으며 각 기법에 따른 회음부 급성피부반응 및 치료중지기간 간의 관련 여부를 알아보았다. 결 과: 방사선치료 중 28명(80.0%)의 환자에서 2등급 이상의 방사선 피부염이 발생하였고 10명(28.5%)이 3등급 이상의 방사선 피부염을 보였다. 4가지 방사선 조사 기법 중 원발병소와 영역림프절에 대한 3면 X-선 및 양측 서혜부림프절에 대한 전자선 조사 군과 electron thunderbird군에서 방사선 피부염이 동반된 환자 수가 상대적으로 적었으며 치료중지기간이 각각 $8.2{\pm}10.2$일, $5.7{\pm}5.7$일로써 다른 치료 기법보다 적었다. 방사선치료 종료 후 1개월 시점에서 27명(77.1%)의 환자에서 완전 관해를 보였으며 5년 생존율은 67.7%이었다. 결 론: 항문암의 방사선치료에 있어 방사선 조사 방법 및 범위가 치료순응도에 영향을 미칠 수 있으며, X-선의 회음부 조사 범위를 줄이는 방법이 회음부의 심각한 방사선 피부염을 감소시킴으로써 환자의 치료순응도를 높이는 데 있어 적절할 것으로 생각된다.

Formation of a thin nitrided GaAs layer

  • Park, Y.J.;Kim, S.I.;Kim, E.K.;Han, I.K.;Min, S.K.;O'Keeffe, P.;Mutoh, H.;Hirose, S.;Hara, K.;Munekata, H.;Kukimoto, H.
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1996년도 제11회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.40-41
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    • 1996
  • Nitridation technique has been receiving much attention for the formation of a thin nitrided buffer layer on which high quality nitride films can be formedl. Particularly, gallium nitride (GaN) has been considered as a promising material for blue-and ultraviolet-emitting devices. It can also be used for in situ formed and stable passivation layers for selective growth of $GaAs_2$. In this work, formation of a thin nitrided layer is investigated. Nitrogen electron cyclotron resonance(ECR)-plasma is employed for the formation of thin nitrided layer. The plasma source used in this work is a compact ECR plasma gun3 which is specifically designed to enhance control, and to provide in-situ monitoring of plasma parameters during plasma-assisted processing. Microwave power of 100-200 W was used to excite the plasma which was emitted from an orifice of 25 rnm in diameter. The substrate were positioned 15 em away from the orifice of plasma source. Prior to nitridation is performed, the surface of n-type (001)GaAs was exposed to hydrogen plasma for 20 min at $300{\;}^{\circ}C$ in order to eliminate a native oxide formed on GaAs surface. Change from ring to streak in RHEED pattern can be obtained through the irradiation of hydrogen plasma, indicating a clean surface. Nitridation was carried out for 5-40 min at $RT-600{\;}^{\circ}C$ in a ECR plasma-assisted molecular beam epitaxy system. Typical chamber pressure was $7.5{\times}lO^{-4}$ Torr during the nitridations at $N_2$ flow rate of 10 seem.(omitted)mitted)

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방사선 그래프트에 의한 반투막 제조연구 (Preparation of Permselective Membrane by Mean of a Radiation-Induced Grafting)

  • Young Kun Kong;Hoon Seun Chang;Chong Kwang Lee;Jae Ho Choi
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제15권1호
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    • pp.1-10
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    • 1983
  • Grafting과 주형용액 성분의 조절에 의한 붕괴 반웅과 방사선애 의한 graft 중합의 공간적 변화는 발견되지 않았다. 스틸렌-셀루로즈 아세테이트 grafts의 내절연성은 스틸렌 함량이 증가할수록 증가한 반면 친수성 단량체에 관한 grafts는 확실한 효과를 나타내지 않았다. 동시 조사법에 의해 graft된 셀루로즈 아세테이트막과 비교해 보면 전조사법에 의해 graft된 막은 ${\gamma}$선 또는 전자선의 방사선선량과 graft %에 관계없이 거의 변하지 않았다. VP:St: BPO 시스템내 디비닐벤젠 (DB) 또는 트리메틸프로판트리아크레이트(TMPT) 같은 가교제의 혼합으로 점차 graft %는 증가되었다. 셀루로즈 아세테이트막에 대한 St:VP:BPO 용액의 grafting에 관한 활성화 에너지는 55$^{\circ}$-8$0^{\circ}C$에서 약 21.8Kca1/mole이었다. Grafting의 초기속도 (%/hr)는 선량강도의 0.76 승에 비례하였다.

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MC-50 싸이클로트론을 이용한 $^{123}I$ 제법 연구 (The Development of Iodine-123 with MC-50 Cyclotron)

  • 서용섭;양승대;전권수;이종두;한현수
    • 대한핵의학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.286-293
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    • 1991
  • $^{123}I$, which is applied for the thyroid and other in vivo kinetic study, has a special role in life sciences. The 159 KeV $\gamma-ray$ from $^{123}I$ is almost ideally appropriate for the current imaging instrumentation. Its decay mode (electron capture) and short half-life (13.3 hr) reduced the burden of radiation dose to the patients, and its chemical property makes it easy to synthesize the labelling compounds. In this experiment, the production of $^{123}I$ via the nuclear reaction $^{124}Te(p,2n)^{123}I$ with 28 MeV protons was sutdied. $TeO_2$ is used as a target material, because it has good physical properties. The target was prepared with $TeO_2$ powder and was molten into a ellipsoidal cavity (a=14 mm, b=10 mm, $270.8mg/cm^2$ thick) of pure platinum. The irradiation was carried out in the external proton beam with incident energies range from 28 MeV to 22 MeV, and current was $30{\mu}A$. The loss of $TeO_2$ target was significantly reduced by using $4\pi-cooling$ system in irradiation. The dry distillation method was adopted for the separation of $^{123}I$ from irradiated target, and when it was kept 5 minutes at $780^{\circ}C$, its result was quantitative. The loss of the target material $(TeO_2)$ was below 0.2% for each production run and $^{123}I$ from the dry distillation apparatus was captured with 0.01 N NaOH in $Na^{123}I$ form, then the pH of the solution was adjusted to $7.5\sim9.0$ with HC1/NaOH. The $Na^{123}I$ solution was passed through $0.2{\mu}m$ membrane filter, and sterilized under high pressure and temperature for 30 minutes. The production of $^{123}I$ is acceptable for clinical application based on the quality of USP XXI.

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