• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.1047-1055
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• 2006

필드이온빔(FIB) 가공기를 써서 초고강도의 벌크다이아몬드를 가공하기 위해 이온 소오스의 종류와 가공 조건에 따른 나노급 미세 선폭의 최적조건을 알아보고 이에 근거한 2차원적인 텍스트의 가공과 3차원적인 박막요소의 가공을 시도하였다. 다이아몬드 기판과 실리콘 기판을 Ga과 $H_2O$ 소오스를 이용하는 FIB를 써서 30 kV 빔 전류를 10 pA $\sim$ 5 nA로 변화시키면서 패터닝하고 이때 각각 20 ${\mu}m$ 길이로 생성되는 선형 패턴의 선폭, 깊이, 에치속도, 에치형상, 깊이선폭비 (aspect ratio)를 확인하였다. 다이아몬드도 실리콘 기판과 마찬가지로 나노급 패턴의 형성이 가능하였다. $H_2O$ 소오스를 채용한 경우가 에치 깊이가 2배 정도 증가하였으며 동일한 가공 조건에서는 실리콘에 비해 다이아몬드의 에치 선폭이 감소는 경향이 있었다. 특히 다이아몬드는 절연성 때문에 차지가 축적되어 가공 중 이온빔이 불안정해지는 문제가 있었으나 차지 중화 모드를 이용하여 성공적으로 sub-100 nm급 선폭의 미세 가공이 가능하였다. 확인된 선폭가공 조건에 근거하여 2차원적으로 0.3carat의 보석용 다이아몬드의 거들부에 300여개의 글자를 FIB를 활용하여 선폭 240 nm정도로 명확히 기록하는 것이 가능하였다. $Ga^+$이온과 30 eV-30 pA로 조건에서 비교적 넓은 선폭과 Z축 depth 고정범위에서 많은 개인정보의 기록이 영구적으로 가능하였으며 전자현미경으로 재생이 가능하였다. 3차원적으로 두께 $1{\mu}m$의 박막요소를 FIB가공과 백금 용접으로 떼어낸 후 FIB가공으로 두께가 100 nm가 되도록 한 후 투과전자현미경을 이용하여 성분 분석을 하는 것이 성공적으로 수행될 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.949-956
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• 2021

본 연구의 목적은 전자빔 치료에서 산란선을 차폐하는 데 사용되는 납의 단점을 극복하기 위한 대체 재료로 텅스텐 나노입자를 선택하여 고선량에서 발생하는 산란선에 차폐 효과가 있는지 여부를 평가하는 것이다. 선량계의 위치와 조사야의 크기를 일정하게 설정하기 위해 판을 자체 제작하였다. 유리 선량계는 10 × 10 cm² 크기의 조사야의 중앙에서 십자로 1, 2, 4 cm 떨어진 지점에 위치하여 12곳의 지점에 위치시켰다. 10 × 10 cm² 크기의 텅스텐 나노입자 차폐체를 0.4, 0.75, 1 mm의 소재로 두께 0.75 mm에서 최대 두께 4.0 mm의 총 12가지 유형의 차폐가 적용되었다. 선형가속기를 사용해서 6 MeV에서 4회, 12 MeV에서 4회 측정하였고 선량의 세기는 100 MU로 조사하였다. 실험 결과 조사야로부터 1 cm 거리에서 4 mm 차폐판이 가장 높은 차폐 효과를 보였다. 조사야로부터 2 cm 거리에 적용된 1 mm 차폐판이 차폐 효과가 가장 낮았다. 텅스텐 차폐판의 두께가 두꺼워짐에 따라 전자선 차폐 효과는 급격히 증가하였다. 결론적으로 텅스텐 나노입자는 전자빔 치료에서 납의 대체 재료로 사용이 가능함을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.851-856
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• 2022

본 연구의 목적은 종속조사면 병합 (Field-in-Field, FIF) 방식을 이용하여 유방암 방사선 치료에서 조사면 주변 표면선량 감소 효과를 확인하는 것이다. 방사선 조사를 위해 선형가속기를 사용했으며, 조사면 주변 선량은 유리 선량계로 측정하였다. SSD는 90 cm, 조사면은 10 × 10 cm², X-선 에너지는 각각 6 MV와 10 MV를 사용했다. FIF 방식의 표면선량과 비교를 위해 금속쐐기(Physical Wedge, PW)와 동적쐐기(Dynamic Wedge, DW) 방식에서 선량을 측정하였다. PW와 DW 방식에서 각각 15°와 30°의 쐐기 각도를 사용하였다. 표면선량은 조사면 중심부에서 각각 1 cm, 3 cm, 5 cm 지점에서 측정하였다. 표면선량 분석 결과 FIF는 P W와 DW와 비교하여 치료 빔의 에너지, 쐐기 각도, 선량 측정 위치에 관계없이 모두 낮은 표면선량 값을 보였다. FIF는 유방암 치료에서 조사면 주변부 선량을 낮출 수 있으므로 표적에 균등한 선량 분포 획득뿐 만 아니라 방사선 빔에 의한 2차 장해를 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제27권1호
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• pp.33-47
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• 2022

다중빔측심자료를 이용하여 우리나라 전 연안 해역에 발달한 해저 사퇴의 분포를 확인하고, 해역별 지형 특성을 파악하고자 하였다. 이를 위하여 국립해양조사원의 황해와 대한해협 수심자료를 이용하여 DEM 자료를 작성한 후 TPI 기법을 적용하여 사퇴의 경계를 정밀하게 추출하였다. 그 결과 우리 해역에 분포하는 총 200개의 사퇴를 확인하였으며, 그들의 규모(폭, 길이, 둘레, 면적, 높이)와 형태(폭/길이 비율, 높이/폭 비율, 선형·분기형, 노출·비노출형)에 대한 통계분석을 실시하여 사퇴의 지역별 특성을 분석하였다. 이러한 연구 결과는 연안 항해안전은 물론 해양지명 선정 지원, 해사골재자원 파악, 수산자원 관리 등에 활용될 수 있다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.481-487
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• 2023

본 연구에서는 15 MV를 이용한 전립샘암의 세기조절방사선치료 시 빔의 개수에 따른 광중성자선량의 부작용 발생률을 분석하고자 한다. 전립샘암 세기조절방사선치료의 방사선치료계획설계는 1회 처방선량 220 cGy, 전체 치료 횟수는 33회로 총 7260 cGy로 수립하였다. 실험에 사용된 선형가속기는 Varian의 True Beam STx(Varian, USA)이며, 계획용 표적체적(Planning target volume; PTV)에 15 MV로 광중성자 선량이 발생되도록 하였다. 치료계획의 설계는 Eclipse System (Varian Ver 10.0, USA)을 사용하여 세기조절방사선치료 5, 7, 9 portals로 하였다. 광중성자 선량 측정을 위해 광자극발광선량계 (Optically stimulated luminescence albedo neutron dosimeter, Landauer Inc., USA)를 사용하였다. 세기조절방사선치료 5 portals 시 1,000명당 1.7명, 7 portals 시 1,000명당 1.8명, 9 portals 시 1,000명당 2.0명이 광중성자 선량으로 인하여, 갑상샘에 부작용을 나타낼 확률임을 산출하였다. 본 연구는 세기조절방사선치료 시 2차 피폭선량의 위험성을 연구하여, 향후 방사선의 확률적 영향과 관련된 의미 있는 자료로 활용될 수 있기를 기대한다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제24권4호
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• pp.300-308
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• 2006

목 적: 본 연구에서는 선형가속기 갠트리 헤드에 부착된 무선 CCTV 카메라를 이용한 영상처리를 통하여 환자 고정과 치료에 있어서의 정확성과 재현성 향상 방안을 개발하고자 하였다. 대상 및 방법: 선형가속기의 유사-빔 방향상(semi-beams eye view, semi-BEV)을 얻기 위하여 무선 CCTV 모듈을 자체 제작된 아크릴 어플리케이터를 이용하여 갠트리 헤드에 부착하였다. CCTV 카메라의 영상은 2.4 GHz의 고주파를 통해 치료실 벽면의 수신기로 전송된다. 선형가속기 작동 시 발생하는 무선 주파수에 의한 간섭현상(RF interference)과 누설 방사선으로 영상에 잡음이 발생하는데, 구리 호일로 카메라를 차폐하고 미디안 필터링과 같은 영상처리 기법을 이용하여 이러한 잡음을 최소화할 수 있었다. 스테레오 정합 기법과 Gauss-Newton 최적화 방법론을 기반으로 자체 제작된 소프트웨어를 통해, 환자의 고정 상태를 나타내는 3차원적 위치, 이동, 회전 정도를 정량적으로 평가하였다. 시스템의 정확도를 평가하기 위하여 팬톰 실험을 수행하였다. 또, 환자 호흡에 대한 실시간 영상분석을 통해 호흡 동기 시스템(respiratory gating system)을 구현하기 위한 방법론을 개발하였다. 결 과: 구리 호일 차폐와 영상처리를 통해 잡음을 80% 이상 줄일 수 있었다. 3차원 위치정보의 오차는 팬톰 실험을 통해 $1.5{\pm}0.7\;mm$로 나타났고, 이동 및 회전량에 대한 오차는 각각, 1 mm, $1^{\circ}$ 미만으로 나타났다. 환자 호흡에 따른 호흡 동기 시스템을 구현한 결과, 0.2초의 오차 범위 내에서 실시간 모니터링이 가능한 것으로 나타났다. 결 론: 선형가속기에 부착된 CCTV를 이용한 환자 고정 보조기술은 기존의 높은 비용을 필요로 하는 타 IGRT 기법에 비하여 설치와 이용이 간편하다. 시스템이 선형가속기와 근접해 있기 때문에 야기되는 문제점은 본 연구에서 제시된 방법을 통해 해결될 수 있었다. 시스템의 정확도를 평가해 볼 때, 임상적으로 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권3호
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• pp.131-139
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• 2011

Star-shot 영상을 이용한 선형가속기의 방사선중심점(radiation isocenter)에 대한 정도관리를 정량적으로 할 수 있는 방법을 개발하고 이를 컴퓨터 프로그램으로 구현하였다. 구현한 프로그램의 정확도를 검증하고 프로그램을 사용하여 2008년 6월부터 2010년 12월 사이에 수행한 선형가속기 Clinac 21EX (Varian, USA)의 방사선중심점의 정도관리 정보로부터 방사선중심점의 크기를 측정하여 어떤 변화가 있는지 분석하였다. 개발한 방법은 먼저 star-shot 영상의 빔(ray)들 각각의 중심선 위에 있는 두 개의 점들을 찾아서 모든 중심선들의 방정식을 구하고 구한 방정식을 이용하여 중심선들을 모두 가로지르는 원의 최소의 직경을 찾아 방사선중심점의 크기를 구하는 것이다. 프로그램은 중심선의 x-절편과 y-절편을 0.084 mm 이하의 정확도로 찾아냈고 방사선중심점의 크기는 0.053 mm의 정확도로 구하여 검증에 사용한 영상의 해상도 0.085 mm보다 작았다. Clinac 21EX의 radiation isocenter의 크기는 콜리메이터, 갠트리, 테이블 각각 $0.33{\pm}0.27mm$, $0.71{\pm}0.36mm$, $0.50{\pm}0.16mm$였고 측정 기간 동안 2.0 mm보다 작게 나와 모두 허용한도를 만족하였다. 개발한 프로그램은 충분한 정확도로 방사선중심점의 크기를 계산해주어 정기적인 정도관리에 많은 도움이 될 것으로 생각된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2406-2413
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• 2014

깊은 보는 지간-높이 비가 중요한 파라미터이다. 깊은 보를 설계할 때, ACI 318-02 이후 버전에서는 응력의 비선형 분포로 인해서 고전적인 설계 방법이 아니라 스트럿-타이 모델을 부록에 수록하여, 이 방법으로 설계하도록 하고 있다. 본 연구에서는 ACI 고전적인 설계방법과 스트럿-타이 모델을 비교, 분석하였다. 파라미터 연구로 지간-높이 비를 변화시켰으며, 총 68개의 샘플을 분석하였다. 결과로 고전적인 설계 방법과 스트럿-타이 모델은 빔의 지간-높이 비에 따라서 각각 장단점이 있으며, 본 논문에 깊은 보를 설계할 때의 팁이 제시되어 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.338-338
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• 2012

사파이어 ($Al_2O_3$)는 높은 밴드갭 에너지 (~19.5 eV)를 가진 물질로서 우수한 내마모성, 강도, 전기 절연성 및 안정한 화학적 특성을 갖고 발광다이오드 기판, 보석재료 등 각종 산업 및 기술적 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 플립칩 발광다이오드 구조의 경우 광추출효율을 향상시키기 위해 높은 투과도를 갖는 사파이어 기판이 요구되어 왔으며, 지금까지 건식/습식식각방법을 이용한 사파이어 표면에 마이크로 크기의 심한 거칠기 또는 요철이 형성된 나노크기의 격자구조를 형성시키는 연구가 진행되어 오고 있다. 그 중, 나노 크기의 격자구조는 공기에서 반도체 기판까지 선형적인 유효굴절률 분포를 갖기 때문에 표면에서 생기는 Fresnel 반사 손실을 줄일 수 있다. 이러한 구조를 형성하기 위해서는 식각 마스크가 필요한데, 형성 방법으로 레이저 간섭 리소그래피, 전자빔 리소그래피, 나노임프린트 리소그래피 등이 있으나, 비싼 가격과 복잡한 공정 절차 등의 단점을 지니고 있다. 따라서 본 연구에서는 식각 마스크 패턴을 위해, 보다 저렴하고 간단한 실리카 나노구 및 열적응집 금 나노 입자를 이용하였다. 양면 폴리싱 c-plane 사파이어 기판을 사용하였고, 단일 층의 주기적인 실리카 나노구를 기판 표면에 스핀코팅에 의해 도포한 후 유도결합플라즈마 식각 장비를 이용하여 식각하여 주기적인 패턴을 갖는 렌즈모양의 격자구조를 형성하였다. 그리고 주기적으로 형성된 격자 위에 열 증착기를 이용하여 금 박막을 증착한 후 급속열적어닐닝(rapid thermal annealing)을 이용하여 열처리함으로써 비주기적인 금 나노입자를 형성시켰다. 형성된 금 나노패턴을 이용하여 동일한 조건으로 식각함으로써 광대역 및 전방향성 높은 투과도를 갖는 원뿔 모양의 사파이어 나노구조를 제작하였다. 제작된 샘플의 패턴 및 식각 형상은 전자현미경을 사용하여 관찰하였으며, UV-vis-NIR 분광광도계 (spectrophotometer)를 사용하여 투과율을 측정하였다. 렌즈 모양 표면 위에 원뿔모양의 나노구조를 갖는 사파이어 기판은 일반적인 사파이어 기판보다 향상된 투과율 특성을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권11호
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• pp.1231-1237
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• 2014

군용 차량의 경우 야지 주행에 대한 성능 시험이 필수적인데 실차 시험의 경우 비용과 시간에 의한 제약을 받게 되므로, 시뮬레이션을 통한 성능 분석이 효율적이다. 본 연구에서는 상용 다물체 해석프로그램인 MSC.ADAMS 를 이용하여 차량 모델을 개발한다. 타이어 수직 강성 시험을 수행하고 FTire 모델에 반영하여 타이어 모델을 생성한다. 댐퍼의 경우 비선형 특성 시험을 통해 얻은 결과를 반영하여 댐퍼를 모델링 하였으며, 겹판 스프링은 빔 요소 모델로 차량 모델을 구성한다. 단순 장애물 통과 시험 및 파형로 통과 시험을 수행하고 가속도 응답 및 휠 하중 응답 분석을 통해 차량 모델의 신뢰성을 검증하였다.