• 대한방사선방어학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.272-273
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• 2011

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.173-173
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• 2012

사이클로트론은 암진단에 사용되는 방사성동위원소를 생산하기 위한 중요한 입자 가속장치이다. 현재 핵의학 의료진단에 필요한 방사성동위원소를 제공하기 위해 세계적으로 사이클로트론의 활용도가 점점 증가하고 있다. 한국원자력의학원에 설치된 MC50 (양성자 최대 가속에너지 50 MeV, 60 uA)과 C30 (양성자 최대 에너지 30 MeV, 250 uA) 사이클로트론은 생명의학, 반도체 검출기, 핵자료 데이터, 방사성동위원소 개발 등 다양한 분야의 연구를 지원하고 있다. MC50 사이클로트론은 수소 입자를 포함하여 중양자, 알파 입자를 가속할 수 있으며 중성자 빔을 인출 할 수 있다. 수소 음이온 또는 양이온을 가속 할 수 있으며 표적에는 고에너지의 양이온이 조사되며, 핵반응을 통해 방사성동위원소가 생성된다. 양성자 빔을 이용하여 암세포를 사멸 시키는 치료법, 돌연변이로 새로운 종의 개발 등 다양한 응용성이 있다. 하전입자를 가속하는 사이클로트론의 주요 구성요소는 (1) 진공시스템, (2) 전자석 시스템, (3) 고주파 시스템, (4) 이온원 (5) 빔 인출장치 (6) 빔전환 장치 (수직에서 수평 방향으로 전환), (7) 빔 집속 및 진단 장치 등 이다. 본 발표에서는 85년부터 운영한 MC50 사이클로트론과 02년부터 가동된 사이클로트론의 운영 현황 및 다양한 응용분야와 향후 RI 빔 인출을 위한 계획을 소개하고자 한다.

• Journal of radiological science and technology
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• v.39 no.4
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• pp.643-649
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• 2016

When a cyclotron produces $^{18}F^-$, accelerated protons interact with metal parts of the cyclotron machine and induces radioactivity. Especially, the target window and chamber of the target assembly are the main parts where long-lived radionuclides are generated as they are incident by direct beams. It is of great importance to identify radionuclides induced in the target assembly for the safe operation and maintenance of a cyclotron facility. In this study, we analyzed major radionuclides generated in the target assembly by an operation of the Cyclotron 18/9 machine and measured dose rates after the operation to establish the radiation safety guideline for operators and maintenance personnel of the machine. Gamma spectroscopy with HPGe was performed on samples from the target chamber and Havar foil target window to identify the radionuclides generated during the operation for production of $^{18}F^-$- isotope and their specific activity. Also, the dose rates from the target were measured as a function of time after an operation. These data will help improve radiological safety of operating the cyclotron facilities.

• The Korean Journal of Nuclear Medicine Technology
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• v.25 no.2
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• pp.41-47
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• 2021

Purpose There are many cyclotrons compared to the land area of the Republic of Korea. Because GMP certification is required and the nuclear medicine test does not apply for insurance, the number of examinations for nuclear medicine is decreasing. Therefore, there is a high probability of early decommissioning of the cyclotron. However, we do not unusually perform the radioactivation evaluation on concrete that can be classified as radioactive waste during the decommissioning of the cyclotron. In this study, we aim to confirm the radioactivation in the concrete surface using Handheld Radionuclide Identification Devices (RIDs). Materials and Methods Because there is no cyclotron being decommissioning in the Republic of Korea, it was impossible to perform the coring of concrete for radioactivation analysis. In this study, we used the KIRAMS-13 and analyzed the concrete surface in the target direction in the cyclotron room. After setting the target direction as the center, radionuclides were measured for about five months at thirty points with vertical and horizontal intervals of 30 cm. We used the RIIDEye(Detector: NaI(Tl) detector, manufacturer: Thermo) in this study and set the measurement time per point to one day (24 hours). Results Co-60 and Cs-137 were detected in some measurement points, and we confirmed the radioactivity of Co-60 detected at the most points. As a result, we found that the radioactivity of Co-60 was high in the diagonal direction (from the lower-left direction to the upper right direction) based on the center of the target. However, we think it is impossible to apply the corresponding results to all cyclotrons because we performed the study using only one cyclotron. Conclusion In thirty measurement points, we could confirm the radioactive nuclides and the relative radioactivity using the results of portable nuclides analyzer. Therefore, we expect that we can use the portable nuclides analyzer to select the coring position of concrete during the decommissioning of the cyclotron. Also, if we secure the radioactivation data for several years, we expect to make a more accurate estimate of radioactive waste during the preparation period of decommissioning of the cyclotron.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.788-789
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• 2015

본 논문에서는 사이클로트론 전자석의 설계과정을 체계화하고, 자기장 최적화 과정을 순차적 근사화 기법을 이용하여 설계를 진행하였다. 설계하는 전자석은 방사성동위원소생산을 목적으로하는 PET(Positron Emission Tomography) 사이클로트론 이며, 크기를 줄이고 동위원소의 효율적인 생산을 위해 에너지대역은 10MeV로 선정하였다. 설계과정은 실험계획법 중 하나인 LHS(Latin Hypercube Sampling) 기법을 통해 샘플 데이터를 구성하고, 이를 바탕으로 크리깅을 이용해 근사모델을 구성한다. 근사 모델과 진화 알고리즘을 이용해 목적에 맞는 최적의 형상을 찾을 수 있다. 이러한 과정을 반복함으로써 점진적으로 목적에 부합하는 형상을 찾을 수 있다. 각각의 형상의 성능을 판단하는 목적함수를 단계별로 규칙을 정함으로써 결과의 신뢰도를 높인다. 이로써 시간적 효율을 증대시키고 전문지식이 부족한 설계자도 고성능의 형상을 얻을 수 있다. 최적화과정은 STEP1과 STEP2로 나누어 진행되며, STEP1에서는 초기사이클로트론 전자석을 설계하고, 자기장 최적화를 진행한다. STEP2에서는 빔 시뮬레이션 및 분석을 통하여 최적화를 진행하고, 최종적으로 전자석모델을 완성한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.509-509
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• 2012

RF는 사이클로트론에서 빔을 원하는 에너지로 가속하기 위해 쓰인다. MC50 사이클로트론에는 두 개의 DEE가 있고 각각 독립된 LLRF모듈과 증폭기를 통해 제어된다. 주요 제어변수는 DEE1,2의 Voltage와 양단간의 Phase인데 이는 RF Generator에서 특정 주파수로 발생된 RF 시그널의 Amplitude와 Phase를 RF Modulator에서 변조하므로 제어되어진다. 지금 현재의 Modulator는 오래되어 DEE Voltage의 컨트롤이 잘 이루어지지 않고 있고 가끔 연결부위에서 문제를 보여 새 Modulator를 제작하게 되었다. 새로 제작된 Modulator를 구형과 비교해 볼 때 Driving Amplifier에서 소모되는 전력이 7~14% 줄어드는 효과를 볼 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.515-515
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• 2013

RF는 사이클로트론에서 빔을 원하는 에너지로 가속하기위해 쓰인다. MC50 사이클로트론에는 두 개의 DEE가 있고 각각 독립된 LLRF모듈과 증폭기를 통해 제어된다. 주요 제어변수는 DEE1,2의 Voltage와 양단간의 Phase인데 이는 RF Generator에서 특정 주파수로 발생된 RF 시그널의 Amplitude와 Phase를 RF Modulator에서 변조하므로 제어되어진다. 지금 현재의 Modulator는 오래되어 DEE Voltage의 컨트롤이 잘 이루어지지 않고 있고 가끔 연결부위에서 문제를 보여 새 Modulator를 제작하게 되었다. 기존의 LLRF는 아날로그 방식인데 아날로그 방식은 외부제어가 어렵고 확장이 쉽지 않아 디지털 제어방식으로 설계하였다. 새 LLRF는 저속처리부와 고속처리부로 두 부분으로 구성하였다. Final amplifier와 cavity의 상태를 체크하는 저속처리부는 PLC로 RF 시그널의 Amplitude와 Phase를 제어하는 고속처리부는 FPGA로 제어할 계획이다.

• 대한방사선방어학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.274-275
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• 2011

• Journal of the Korean Society of Radiology
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• v.10 no.7
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• pp.489-494
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• 2016

Nuclear reaction which occurs in the cyclotron generate unnecessary neutrons. The results of this happening can radioactivate surrounding materials and radioactive materials cause radiation exposure. When people take radioactive air, it makes internal exposure. The purpose of this study was to analyze the radioactive air inside of the ultra-compact 16.5 MeV cyclotron in operation. As a result of study, the radio activation occurred by compact cyclotron generates a very low internal exposure to workers. Comparing the radioactivity from radioactive nuclide with legal standard, that was under reference value. However, it could be at risk for internal exposure in case of higher energy cyclotron. Therefore, legal standard is needed for ventilation equipment of radiation facilities.

• The Korean Journal of Nuclear Medicine
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• v.39 no.1
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• pp.1-8
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• 2005

This paper is described on the development of KOTRON-13 and recent status of PET cyclotron by commercial cyclotron companies. KIRAMS has developed medical cyclotron which is KIRAMS-13. Samyoung Unitech produces KOTRON-13 with transfered technology by KIRAMS. As a part of Regional Cyclotron Installation Protect, KOTRON-13 cyclotrons and $[18F]FDG$ production modules are being installed at regional cyclotron centers in Korea. The medical concern with radiation technology has been growing for the last several years. Early cancer diagnosis through the cyclotron and PET-CT have been brought to public attention by commercial cyclotron models in the world. The new commercial cyclotron models are introduced compact low energy cyclotrons developed by CTI, GE, Sumitomo in recent. It produces different short-lived radioisotopes, such as $[^{18}F],\;[^{11}C],\;[^{13}N]\;and\;[^{15}O]$. For the better reliability acceleration particle is proton only. The characteristics of new model cyclotrons are changed to lower energy corresponding to less 13 MeV. New models have self-shielding and low power consumption. Design criteria for the different types of commercial cyclotrons are described with reference to hospital demands.