• Progress in Medical Physics
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• v.9 no.3
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• pp.185-192
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• 1998

It is necessarily to evaluate the energy of X-ray emitted from linear accelerator in order to determine the accurate absorbed dose. The method of direct measurement for x-ray energy is very difficult and impractical. Therefore the method of using beam quality index is generally used. Several dosimetry protocols recommend the use of quality indices such as depth of dose maximum at radiation central axis, dose gradient, and dose level. The linear accelerator manufactures follow the recommendation as dosimetry protocols. The study was performed for us to select the most suitable parameter among the Quality indices as described above. For photon beams of 4, 6, 10, 15, and 21 MV nominal energies produced by four kinds of accelerators(Mitsubishi, Scanditronix, Siemens, Varian) in eleven institutions, We evaluated the x-ray energies obtained by the Quality indices as recommended by several dosimetry protocols and manufactures. Results showed that there were energy spreads according to the same accelerators and Quality indices even though nominal energies were same. It appeared that the percent depth dose at 10 cm (D$_{10}$(%)) gave the smallest deviation and spread of energies. As energies increased, the energy deviation increased for all the quality indices. It is desirable for the use of unified quality index to compare the evaluation of beam quality at different institutions.

• Progress in Medical Physics
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• v.2 no.1
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• pp.29-35
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• 1991

For accureate treatment planning, new models of dose calculations are being developed which require the knowledge of the energy spectra and angular distributions of the X-rays incident on the surface of the material. In this present study, we applied the Monte Carlo methods to the systematic analysis of the spectra distribution of X-ray beams produced by medical linear accelerator. As expected, the spectra become softer as the distance is farther from the central axis. also, its influenced by the geometrical dffect of head system.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.17 no.7
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• pp.36-44
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• 2000

X-선 사진식각공정(이하 LIGA 기술이라 함)을 이용한 초소형, 초정밀 금형 및 3차원 구조물 제작 가공기술은, 생산기반 기술 중 금형기술 및 가공기술 분야에 해당하는 기술로 포항가속기와 같은 방사선 가속기에서 생성되는 수 보대 파장의 X-선을 이용하는 기술이다. 짧은 파장을 사용하는 연유로, 일반 반도체 공정으로는 실현할 수 없는 높고, 광학적 용도까지 가능한 거울정도의 벽면 거칠기(수백${\AA}$이하)를, 그러면서도 서브 마이크론의 정밀도 (1$\mu\textrm{m}$이하)를 가지는 금형 및 3차원 구조물을 일괄 가공할 수 있는 기술이다.(중략)

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.22 no.2
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• pp.165-169
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• 2001

최근 포항 방사광 가속기 연구소에 미세구조 X-선 영상 실험을 위한 5C1 방사광(Synchrtoron Radiation) 빔라인이 건설되었다. 광대역의 에너지 스펙트럼을 가진 방사광 X-선이 물체를 투과한 후 CdWO$_{4}$ scintillator에 의해 가시광선으로 바뀌고, 그 빛을 CCD 카메라로 받아들여 영상을 획득하게 된다. 방사광 X-선은 일반 의료진단용 X-선에 비하여 위상이 일치하고, 평행하며, 그 양이 풍부한 특성들을 갖고 있다. 방사광 영상시스템과 X-선 유방촬영 시스템에서 영상을 획득하여 영상특성들을 비교, 분석하였다. 고-분해능 X-선 시험 패턴(20 line pairs mm$^{-1}$), 유방촬영 팬텀, 파라핀에 고정한 인체 유방암조직과 포르말린에 고정한 인체 유방암조직, 그리고 capillary tube내 micro-bubbles등의 방사광 영상은 기존의 X-선 유방촬영시스템에서 얻은 영상보다 분해능이 뛰어나고 영상질도 우수하였다. 방사광 X-선 영상시스템은 micrometer 공간 분해능 영상을 획득할 수 있어 많은 기초분야의 영상연구와 의료영상분야에서도 활발하게 활용될 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.61.2-61.2
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• 2013

우리나라 최초의 거대과학 장치인 포항방사광가속기(PLS)는 지난 16년(1994~2010) 동안 국내외 이용자에게 제3세대 방사광을 제공했다. 최초 2기의 빔라인을 시작으로 꾸준하게 빔라인 증설과 성능개선을 위해 노력해 왔다. 지속해서 늘어나는 방사광 이용자 수와 더욱더 좋은 수준의 방사광 요구에 부응하기 위하여 2009년부터 3년 동안 가속장치의 성능향상사업(PLS-II)을 마쳤다. PLS-II는 PLS 대비에너지와 빔전류는 3 GeV, 400 mA로 늘리는 반면 빔의 크기는 크게 줄이고 빔안정성을 개선한 고품질 X-선 방사광 발생장치이다. 2012년부터 16기의 삽입장치 빔라인을 포함한 30기의 빔라인을 가동하여 이용자 지원을 하고 있으며 초전도케비티 설치를 포함한 목표 성능의 확보에도 많은 노력을 기울이고 있다. 현재는 6 nm-rad의 빔에 미턴스, 3-GeV전자빔, 약 0.5 ${\mu}m-rms$ 빔안정도를 가진 200 mA Top-up 운전으로 빔을 제공 하고 있으며 2014년 말에는 저장전류 400 mA급의 PLS-II 목표치로 운전할 계획이다. 본 발표에서는 포항가속기의 25년 역사를 돌아보고 가속장치의 건설에 얽힌 이야기, 중요장치 그리고 운전과 빔제공에 관한 내용, 특히 핵심 운전가치인 빔안정성을 개선하고 유지하기 위한 노력을 빔운전 측면과 진공을 포함한 엔지지어링 측면에서 언급하고자 한다. PLS 건설부터 현재 운용 중인 30기의 빔라인에서 수행된 연구 성과의 통계에 대하여 훑어보고 X-선 산란과 광전자분광을 이용한 구조, 성분 및 물성분석, 그리고 이미징 등의 분야에서 나온 탁월한 연구 결과를 살펴본다. 앞으로 건설될 신규 빔라인과 빔라인의 향후 운영 방향을 소개한다. 마지막으로 지금 포항가속기연구소에서 건설 중인 제4세대 가속기(X-선 자유전자레이저) 프로젝트의 개요 및 건설 현황과 함께 앞으로 기대되는 새로운 과학에 대하여도 소개하고자 한다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.28 no.4
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• pp.23-34
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• 2013

X-선 혹은 감마선 등 종래의 방서선 치료는 양성자 혹은 이온에 의한 치료방법의 등장함에 따라 퇴조할 것으로 보인다. 그 이유는, 양성자 등 전하를 띄는 입자치료기술이 치료 후 후유증이나 암의 재발을 현저히 억제시킬 수 있기 때문이다. 전하를 띄는 입자는 암 조직 전후의 정상 조직에 최소한의 피폭을 주나, X-선이나 감마선과 같은 광자들은 암 조직 전후의 정상세포가 암세포로 변화될 수 있는 정도의 피폭량을 주는 것으로 알려져 있다. 현재 임상 중인 양성자(혹은 극히 일부의 탄소이온 치료기)치료기는 1990년 미국의 로마린다(Loma Linda) 대학에서 최초로 건립된 방식인 사이클로트론 혹은 싱클로트론 가속기와 빔라인 및 겐트리(gantry)로 구성된다. 그 장치의 거대함만큼이나 가격과 유지비 등에서 일반 소형병원에서 운영하기에는 쉽지 않아 보인다. 이에 본고에서는 소형병원에서도 운영할 수 있는 저비용의 레이저 양성자(이온) 가속방식의 등장 배경과 향후 전망을 논하고자 한다.

• Journal of the Korean Society of Visualization
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• v.8 no.4
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• pp.48-53
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• 2010

Water-uptake through roots, is an essential process of the water flow in plants. Its visualization is very useful for understanding sap flow dynamics at whole plant level. In this study, the tips of Arabidopsis' root hairs were excised and exposed to repeated dehydration and rehydration processes. The water-refilling through individual xylem vessels was visualized using the synchrotron X-ray micro-imaging technique. The high temporal resolution ($2\;{\mu}m$) and beam intensity of the X-ray source allowed to acquisition of consecutive X-ray images of the water-refilling process up to 10 frames/sec. Various flow patterns were observed and the ascending speed of the water-air interfaces was analyzed. The relation between the water-rising height and ascending speed was also analyzed. The present results would provide better alternative for investigating sap flows in roots.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.242-244
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• 2019

본 논문은 방사선 치료에 사용되는 선형 전자가속기(LINAC)의 작동 원리와 구성 등 의료용 LINAC의 전반을 다룬다. 의료용 LINAC은 전자총에서 발사된 전자를 가속기 튜브 내에서 가속시켜 전자빔을 발생시키고, 이러한 전자빔을 금속 표적에 충돌시켜 발생한 X 선을 인체에 조사하는 원리이다. 최근에는 O-arm, C-arm 등 3-D 촬영을 위한 치료기가 개발됨에 따라, 의료용 LINAC의 전자총, 마그네트론 등을 구동하는데 사용되는 고전압 전원장치 또한 소형화와 고밀도화가 요구되는 추세이다. 본 논문에서는 마그네트론 구동을 위한 고밀도 40kV/100A 음극성 펄스 모듈레이터와 정전압 정전류 제어 및 50kV 절연이 가능한 히터 전원장치를 설계 및 제작하였으며, 9.3GHz, 1.7MW X-Band 마그네트론 연계실험을 통해 고효율 고신뢰성의 동작을 확인하였다.

• The Journal of Korean Society for Radiation Therapy
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• v.5 no.1
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• pp.126-130
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• 1992

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.22 no.2
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• pp.108-115
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• 1990

The measurements of X-ray production cross-sections for 0.5~1.2-MeV proton beam are carried out on Cu and Au. For this experiment, the proton tram generated from the SNU 1.5-MV Tandem Van do Graaff accelerator is Incident on the target. The X-rays and the backscattered protons from the irradiated target are detected simultaneously by the Si(Li) X-ray detector and the SSB (Silicone Surface Barrier) charged particle detector The measured values of X-ray production cross-sections are compared with other experimental values and theoretical values such as the PWBA (Plane Wave Born Approximation) and the ECPSSR(Perturbed Stationary State corrected Energy loss, Coulomb deflection, Relativistic effects) values. For measured cross-sections near 1.0- MeV proton energy, the ECPSSR (D.D. Cohenet al., 1985) shows better agreement than the PWBA. Particularly, that of Au for 1.2 MeV proton beam is 9.69$\pm$ 0.39 barns which deviates from the ECPSSR by less than 5%. and the experimental data for 0.5~1.2- MeV proton agree with most of other experimental values within 30%.