• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권4호
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• pp.1378-1389
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• 2021

TRIUMF, Canada's particle accelerator centre, is constructing a new high-power ISOL (Isotope Separation On-Line) facility called ARIEL (Advanced Rare IsotopE Laboratory). Thick porous targets will be bombarded with up to 48 kW of 480 MeV protons from TRIUMF's cyclotron, or up to 100 kW of 30 MeV electrons from a new e-linac, to produce short-lived radioisotopes for a variety of applications, including nuclear astrophysics, fundamental nuclear structure and nuclear medicine. For efficient release of radioisotopes, the targets are heated to temperatures approaching 2000 ℃, and are exposed to GSv/h level radiation fields resulting from intended fissions and spallations. Due to these conditions, the operational life for each target is only about five weeks, calling for frequent remote target exchanges to limit downtime. A few days after irradiation, the targets have a residual radiation field producing a dose rate on the order of 10 Sv/h at 1 m, requiring several years of decay prior to shipment to a national disposal facility. TRIUMF is installing new remote handling infrastructure dedicated to ARIEL, including hot cells and a remote handling crane. The system design applies learnings from multiple existing facilities, including CERN-ISOLDE, GANIL-SPIRAL II as well as TRIUMF's ISAC (Isotope Separator and ACcelerator).

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.6-10
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• 2023

2 K superfluid helium cryogenic system is the crucial component of many large accelerators. When the cryogenic system is operating at 2K@3129Pa, many room-temperature parts are connected to superfluid helium via tubes. Air Leakage in these connections may lead to air contamination of the cryogenic system. Air contamination may cause equipment failure in cryogenic systems and, in extreme cases, render the entire accelerator system inoperable. Helium guard is a technique that guards against air contamination of these sub-atmospheric pressure connections in 2 K superfluid helium cryogenic system. This paper introduces a typical 2 K cryogenic distribution design for large accelerators, and make risk analysis of air contamination. Finally, the analysis of specific leakage points and detailed engineering design are presented, which may be used as a reference when designing of a 2 K superfluid helium cryogenic distribution system.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권11호
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• pp.4246-4251
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• 2023

The optimized design of a Neutron Activation Analysis (NAA) system, including Delayed Gamma NAA (DGNAA) and Prompt Gamma NAA (PGNAA), has been proposed in this research based on Mevex Linac with 5 MeV electron energy and 50 kW power as a neutron source. Based on the MCNPX 2.6 simulation, the optimized configuration contains; tungsten as an electron-photon converter, BeO as a photoneutron target, BeD₂ and plexiglass as moderators, and graphite as a reflector and collimator, as well as lead as a gamma shield. The obtained thermal neutron flux at the beam port is equal to 2.06 × 10⁹ (# /cm².s). In addition, using the optimized neutron beam, the detection limit has been calculated for some elements such as H-1, B-10, Na-23, Al-27, and Ti-48. The HPGe Coaxial detector has been used to measure gamma rays emitted by nuclides in the sample. By the results, the proposed system can be an appropriate solution to measure the concentration and toxicity of elements in different samples such as food, soil, and plant samples.

• Radiation Oncology Journal
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• 제19권2호
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• pp.87-94
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• 2001

목적 : 수막종 환자에 대한 선형가속기를 이용한 정위방사선수술의 임상 경과, 영상의학적 반응, 그리고 신경학적 후유증을 분석하여 수막종에서 정위방사선수술의 역할을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 1995년 2월부터 1999년 12월까지 26명의 수막종 환자에 대해 선형가속기를 이용한 정위방사선수술을 시행하였다. 9명은 외과적 절제술이 선행되었으며 나머지 17명은 정위방사선수술만 시행되었다. 대상환자들의 남녀 비는 7:19이었고, 연령 분포는 $14\~67$세(중앙값 51세)이었다. 정위방사선수술 당시 17명에서 병변으로 인한 신경학적 증상을 보였다. 종양 용적의 범위는 $0.7\~16.5\;cm^3$ (중앙값 $4.7\;cm^3$)이었고, 정위방사선수술 시 처방선량은 최대선량 기준으로 $46\~90\%$ (중앙값 $80\%$) 등선량곡면에 $10\~20\;Gy$ (중앙값 15 Gy)이었다. 임상 추적관찰 기간은 $1\~71$개월(중앙값 27개월)이었고 영상 추적관찰 기간은 $1\~52$개월(중앙값 25개월)이었다. 결과 : 정위방사선수술 당시 임상 증상이 있었고 임상 추적관찰 기간이 1년 이상인 14명 중 13명$(93\%)$에서 증상의 소멸 및 완화를 보였으며, 나머지 1명은 치료 후 4개월부터 종괴효과로 증상이 악화되어 7개월 후에 외과적 절제술을 시행 받았다. 영상 추적관찰 기간이 1년 이상인 14명의 환자들 중 7명$(50\%)$은 정위방사선수술 후 $6\~25$개월 (중앙값 11개월)에 종양 크기의 감소를 보였고, 6명$(43\%)$은 종양 크기의 변화가 없었다. 종양 크기의 증가를 보인 1명$(7\%)$은 외과적 절제술을 시행 받았다. 6명$(23\%)$의 환자에서 정위방사선수술 후 새로운 신경학적 후유증이 발생하였으며, 이 중 5명은 일시적 후유증으로 스테로이드 투여 등의 보존적 치료 후에 증상이 소멸되었고, 1명은 정위방사선수술로 인한 조직 괴사로 외과적 절제술을 시행 받았다. 결론 : 정위방사선수술을 이용한 수막종의 치료는 외과적 절제술이 불가능한 경우, 불완전한 절제술을 시행한 경우, 그리고 수술 후 재발한 경우에 안전하고 매우 효과적인 치료 방법으로 판단된다. 하지만 더 오랜 기간의 추적관찰이 필요하며 종양용적이 크고 주위에 결정장기가 있는 경우에는 신경학적 후유증을 줄이기 위해 좀 더 신중한 치료 계획 및 선량 결정이 필요하다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권1호
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• pp.83-89
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• 2014

목 적 : 토모테라피(Tomotherapy)와 선형가속기(Linac)를 이용한 세기조절방사선치료(IMRT) 시 환자의 정확한 위치잡이를 위해 매일 시행되는 MVCT와 CBCT의 imaging dose를 비교 평가해보고자 한다. 대상 및 방법 : 인체 모형 팬텀(Anderson rando Phantom, USA)을 Head, Thorax, pelvis의 3부위로 분류하여 촬영 부위의 중심에 $0.5{\times}0.5cm2$. 크기로 자른 GafChromic EBT3 film을 팬텀의 표면의 상, 하, 좌, 우와 팬텀의 표면에서 2cm깊이의 상, 하, 좌, 우, 중심에 위치시킨 뒤 토모테라피(Hi Art)와 Novalis Tx의 OBI를 이용하여 surface dose와 inner dose를 각각 3회씩 반복 측정한다. 측정 된 film은 RIP version6.0을 이용하여 값을 산출한 뒤 일원분산분석법을 이용하여 선량의 평균값을 산출한다. 결 과 : 인체모형팬텀을 이용하여 MVCT와 CBCT를 시행한 결과 MVCT inner dose의 측정값은 head에서 $15.43cGy{\pm}6.05$, thorax에서 $16.62cGy{\pm}3.08$, pelvis에서 $16.81cGy{\pm}5.24$로 나타났으며, CBCT inner dose는 head에서 $13.28{\pm}3.68$, thorax에서 $13.66{\pm}4.04$, pelvis에서 $15.52{\pm}3.52$의 값을 나타냈다. Surface dose의 측정 값은 MVCT 시행 시 head에서 $11.64{\pm}4.05$, thorax에서 $12.16{\pm}4.38$, pelvis에서 $12.05{\pm}2.71$로 나타났으며, CBCT의 경우 head에서 $14.59{\pm}3.51$, thorax에서 $15.82{\pm}2.89$, pelvis에서 $17.48{\pm}2.80$을 나타내었다. 결 론 : Inner dose의 경우 kV energy를 사용하는 CBCT보다 MV energy를 사용하는 MVCT에서 head에서 1.16배, thorax에서 1.22배, pelvis에 서 1.08배 높게 나타났으며, Surface dose의 경우 MVCT보다는 CBCT의 head에서 1.25배, thorax에서 1.30배, pelvis에서 1.45배 높게 측정되었다. Imaging dose는 치료 선량에 비해 작은 양이지만 daily로 시행되는 만큼 정상조직에 일정부분 영향을 미칠 것으로 생각된다. 하지만 IMRT치료를 위해서는 영상유도를 통한 IGRT가 반드시 병행되어 치료계획과 실제치료간 오차를 최소화하여야 한다. 따라서 환자가 받는 imaging dose를 최소화하기 위해서는 치료계획 시 Imaging dose를 고려하여 치료계획을 수립하거나 MVCT 촬영 시 Scan 범위를 최소화하여 시행해야 될 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.393-399
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• 2017

본 논문에서는 직장암 환자를 대상으로 일반적 치료방식인 3차원입체조형치료법과 선형가속기 기반의 IMRT, 그리고 토모테라피를 이용한 IMRT의 치료계획을 각각 수립하여 직장암 환자에 대한 최적의 치료법을 비교하고자 하였다. 치료법 비교 결과 종양조직에서는 처방선량의 95% 이상의 흡수선량을 만족시키고 있었으며 정상조직인 방광, 소장, 넙다리머리뼈의 정상조직의 합병증 발생율의 기준(V40, V30, V20, V10)을 만족하였다. 다만, 3가지의 치료법에서 선량분포측면에서 가장 효율적인 치료법은 Tomotherapy기반의 IMRT였으며 가장 낮은 효율을 보인 치료법은 3DCRT였다. 직장암의 방사선 치료시 환자의 자세재현성, 개인적인 신체환경 등을 고려하여 가장 적합한 치료방식을 적용한다면 환자의 예후와 삶의 질에 긍정적인 효과가 나타날 것으로 사료된다.

• 한국광학회지
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• 제17권4호
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• pp.312-316
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• 2006

본 연구에서는 유기 섬광체와 플라스틱 광섬유를 이용하여 치료용 전자선의 계측을 위한 광섬유 방사선 센서를 제작하였다. 또한, 선형가속기에서 발생되는 고 에너지 전자선에 의해 광섬유 방사선 센서를 이용한 전자선 계측에 있어 방해요소로 존재하는 체렌코프 빛을 감법 및 광학 필터링을 이용하여 제거하였고 두 가지방법들을 비교, 분석하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.245-249
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• 2013

천연 탄탈의 중성자포획에 의한 공명에너지를 측정하기 위하여 교토대학의 원자로연구소의 46-MeV 전자선형가속기의 광핵반응에서 발생하는 중성자를 이용하였다. 중성자포획에서 발생되는 즉발감마선을 BGO($Bi_4Ge_3O_{12}$)섬광검출장치로 측정하였다. 검출장치는 탄탈 시료에서 발생되는 즉발감마선을 기하학적으로 모두 측정하도록 만들어져 있으며 측정되어진 전기적 신호를 탄탈의 중성자 공명에너지 동정하는 스펙트럼구성에 사용하였다. 연구에서 사용되어진 중성자의 에너지는 1 ~ 200 eV 영역에 대하여 각각의 공명에너지를 분석하였다. 중성자에너지 측정은 중성자 비행시간법(TOF: Time-of-Flight)을 통하여 측정하였다. 광핵반응을 통한 중성자발생에서는 고에너지영역에서 강한 제동복사선이 발생하므로 수 keV영역 이하 영역의 중성자에너지에 대해서만 중성자공명을 측정하였다. 얻어진 Ta에 대한 중성자 포획 공명에너지 측정결과는 이전의 실험에 의한 측정 결과들 및 ENDF/B-VI와 Mughabghab의 평가된 값들과 비교 및 검토를 하였다. 측정되어진 공명들은 4.28 eV에서 거대 공명들을 측정하였고 그 이상의 에너지 영역의 다른 공명들도 이론에 의해서 계산되어진 값들과 비교하였다. 144.3 eV를 제외한 공명들은 평가값들과 거의 일치하는 경향을 보였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권2호
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• pp.281-287
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• 2017

본 연구는 방사선 차폐 시 주로 사용되고 있는 콘크리트를 대상으로 차폐 두께를 계산한 연구로서 의료용 선형가속기를 차폐하기 위해 구성되는 벽에 대한 연구이다. 선형가속기에서 발생하는 광자선 에너지 10 MV를 대상으로 MCNPX(Ver.2.5.0)를 이용하여 적절한 차폐 두께를 계산하고자 하였다. 그 결과, 광자선 차폐를 위한 십가층은 순수 콘크리트의 경우 50~100 cm, Boron+polyethylene 첨가 시 80~100 cm에서 형성되었다. 중성자 차폐는 순수 콘크리트의 경우 100~140 cm, Boron+polyethylene 첨가 시 90~100 cm으로 계산되었다. 이를 바탕으로 분석하면, 콘크리트 재질은 Steel 계열을 사용하고 콘크리트에 Boron+polyethylene을 첨가하여 구성하는 것이 가장 효율적인 것으로 판단된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제12권2호
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• pp.159-164
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• 1994

Purpose : To evaluate the role of postoperative radiotherapy in the management of primary or recurrent intracranial meningiomas. Methods and Materials : A retrospective review of 34 intracranial meningioma patients referred to the Yonsei Cancer Center for postoperative radiotherapy between 1981 and 1990 was undertaken. Of the 34 patients, 24 patients received elective postoperative radiotherapy after total or subtotal resection(Group 1), and 10 patients received postoperative radiotherapy as a salvage treatment for recurrent tumors(Group 2). Ten patients received postoperative radiotherapy after total resection, and twenty-four after subtotal resection. Ten patients who had total tumor resection were referred for radiotherapy either because of angioblastic or malignant histologic type(4 patients in Group 1) or because of recurrent disease after initial surgery(6 patients in Group 2). Radiation dose of 50-56 Gy was delivered over a period of 5-5.5 weeks using 4MV LINAC or Co-60 teletherapy unit. Results : Overall actuarial progression free survival(PFS) at 5 years was $80\%$. Survival was most likely affected by histologic subtypes. Five year PFS rate was $52\%$ for benign angioblastic histology as compared with $100\%$ for classic benign histology. For malignant meningiomas, 5 year PFS rate was $44\%$. The recurrence rates of classic, angioblastic, and malignant type were $5\%(1/21),\;80\%(4/5)$, and $50\%(4/8)$, respectively. The duration between salvage post-operative radiotherapy and recurrence was longer than the duration between initial surgery and recurrence in the patients of group 2 with angioblastic or malignant histology. Conclusion . Postoperative radiotherapy of primary or recurrent intracranial meningiomas appears to be effective modality, especially in the patients with classic meningiomas. In angioblastic or malignant histologies, a more effective approach seems to be needed for decreasing recurrence rate.