• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권12호
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• pp.1704-1710
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• 2020

컨테이너 검색을 위해 사용되는 고에너지 X-선 영상획득용 검출기는 입사되는 고에너지 X-선을 효과적으로 획득하기 위하여 MeV X-선 수집이 충분히 수행될 수 있는 두께의 섬광체를 사용한다. 컨테이너 검색기에서는 섬광체에 입사되는 X-선의 에너지는 일반적으로 최대 9MeV의 X-선이 사용된다. 그러므로 고에너지 X-선 광자를 효과적으로 수집하기 위해서는 수 cm 두께의 섬광체가 이용되어야 하며 섬광체의 두께는 신호의 수집효율에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 컨테이너 검색에 사용되는 CdWO4 섬광체와 소면적의 센서를 활용한 영상검출기의 설계조건에 대한 연구를 기술하고 있다. 이를 위하여 본연구에서는 섬광체의 적절한 두께와 섬광체 표면의 반사율에 따른 빛 수집효율을 계산하기 위하여 MCNP6와 DETECT2000을 활용하여 다양한 조건에서 X-선 거동과 빛의 거동에 대한 모사를 수행하였다. 빛 수집효율 계산결과 섬광체 표면의 반사율이 낮은 경우 대략 15 ~ 20mm 두께의 섬광체를 선정하는 것이 적합하였으나 반사율이 높아짐에 따라 대략 25 ~ 30mm 두께의 CdWO4 섬광체를 선정하는 것이 적합한 것으로 확인되었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.65-71
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• 2024

소동물용 양전자방출단층촬영기기(positron emission tomography, PET)의 고분해능과 고민감도를 달성하기 위해 매우 가늘고 긴 섬광 픽셀을 사용하여 검출기를 구성한다. 이러한 섬광 픽셀의 구조로 인해 시스템의 관심 시야 외곽에서 공간분해능 저하 현상이 발생한다. 이를 해결하기 위해 반응 깊이를 측정하여 공간분해능을 향상시키고, 준블록 섬광체를 사용하여 민감도를 향상시킬 수 있는 검출기를 설계하였다. 12.6 mm x 12.6 mm x 3 mm 크기의 준블록 섬광체를 네 층으로 배열하고, 모든 옆면에 광센서를 배치하여 감마선과 섬광체가 상호작용하여 발생된 빛을 수집하도록 설계하였다. 설계한 검출기의 성능 평가를 위해 DETECT2000 시뮬레이션을 수행하였다. 각 층별 섬광체 내에서 1.3 mm부터 11.3 mm까지 1 mm 간격으로 감마선 이벤트를 발생시켜 평면 영상을 획득하였다. 11 x 11 배열의 평면 영상에서 각 위치별 공간분해능과 피크 간 거리를 측정하였다. 측정된 공간분해능의 평균은 0.25 mm였으며, 피크 간 거리의 평균은 1.0 mm였다. 이를 통해 모든 위치가 서로 분리됨을 확인할 수 있었다. 또한 모든 층은 빛의 신호가 서로 분리되어 측정되므로 감마선과 상호작용한 섬광체의 층을 완벽히 분리해낼 수 있었다. 설계한 검출기를 소동물용 PET 시스템의 검출기로 사용할 경우, 우수한 공간분해능과 민감도를 달성하여 영상의 질을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.929-934
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• 2018

영상의 질 향상과 물질 분석 등을 위해 엑스선을 카운팅하여 검출하기 위한 연구가 활발하다. 본 연구에서는 MPPC 어레이를 사용하여 엑스선 포톤 카운팅을 위한 검출기를 설계하였고, 시뮬레이션을 통해 검출기 특성을 평가하였다. GATE를 사용하여 엑스선과 섬광체와 반응한 위치 정보를 획득하였고, 이 정보를 DETECT2000의 빛 발생 위치로 사용하였다. 0.5 mm와 1 mm 두께의 GAGG 섬광체를 사용하였으며, $4{\times}4$ 어레이의 MPPC를 통해 발생된 빛을 획득하였다. 각 채널별로 획득한 빛의 신호를 통해 영상을 재구성하여 설계한 검출기의 분해능을 확인하였다. 0.5 mm와 1 mm 두께의 GAGG 섬광체에서 모두 2 lp/mm 이상의 영상을 획득하였다. 본 검출기를 엑스선 시스템에 사용할 경우 포톤 카운팅이 가능한 저비용의 시스템을 구축할 수 있을 것이다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권4호
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• pp.253-259
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• 2004

본 연구에서는 디지털 X-선 영상시스템의 최적화 설계를 위하여 몬테카를로 방법을 이용한 영상모의실험용 코드를 visual $C^{++}$ 프로그래밍 언어를 사용하여 개발하였다. 디지털 X-선 영상시스템으로 Gd$_2$O$_2$S(Tb) 섬광체 및 광센서 어레이를 고려하였으며, 일반적인 실험 환경을 모사하기 위해 2차원 평행 그리드를 포함시켰다. X-선과 피사체, 그리드 및 섬광체와의 반응, 그리고 섬광체에서 발생된 빛의 거동 및 광센서 어레이에서의 수집을 몬테카를로 방법을 이용하여 모사하였다. Gd$_2$O$_2$S(Tb) 섬광체의 두께는 66$\mu\textrm{m}$로 설정하였으며, 광센서 어레이의 픽셀 피치는 48$\mu\textrm{m}$ 그리고 픽셀의 포맷은 256${\times}$256으로 가정하였다. 다양한 모의실험조건에서 X-선 영상을 획득한 후 객관적인 영상시스템의 성능평가 지표인 SNR(signal-to-noise ratio), MTF(modulation transfer function), NPS(noise power spectrum), DQE(detective quantum efficiency) 등을 계산하였으며, 이를 통해 화질을 평가하였다. 본 연구에서 개발된 영상모의실험 코드는 다양한 디지털 X-선 영상시스템에 대해 여러 설계변수들에 대한 성능을 예측함으로써 영상시스템 최적설계에 활용될 수 있다.

• 센서학회지
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• 제4권4호
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• pp.1-9
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• 1995

반지름이 1.25 cm인 구형 BGO 섬광 검출기의 감마선 검출 특성을 결정하기 위하여 감마선 에너지 deposition 스펙트럼을 Monte Calro법으로 계산하였다. 이때 계산에 이용된 감마선 에너지 deposition 스펙트럼 계산 code는 personal computer 에서 사용할 수 있도록 qbasic을 이용하여 작성하였다. 또한 직접 제작된 구형 BGO 섬광 검출기를 이용하여 방사성 선원 $^{22}Na$, $^{137}Cs$ 및 $^{207}Bi$ 의 감마선 에너지 스펙트럼도 측정하였다. 이 측정 감마선 에너지 스펙트럼의 광전 peak을 Gauss함수로 fitting하여, 광전 peak의 표준편차를 구하고, 이를 Nardi의 경험식을 이용하여 $X^{2}$ fitting하므로서 2000 keV이하의 감마선 에너지에서 구형 BGO 섬광 검출기의 분해능에 대한 에너지 의존성도 조사하였다. 이를 이용하여 에너지 deposition 계산 스펙트럼을 펼치므로서 $^{22}Na$ 및 $^{137}Cs$의 측정 에너지 스펙트럼과 비교하였다. 또한 감마선 에너지 deposition 스펙트럼 계산 code를 이용하여 반지름이 1.25 cm인 구형 BGO 검출기에 대한 절대효율과 고유 peak 효율도 계산하였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제28권1호
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• pp.9-12
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• 2005

본 연구에서는 엑스선 또는 감마선 원거리 측정용 초소형 방사선 센서를 개발하기 위해서 발광 스펙트럼이 다른 여러 종류의 무기 섬광체를 이용하여 필름형태의 센서부를 제작하였고, 방사선으로부터 발생되는 섬광량을 광검출기 및 광파워미터로 측정하였다. 본 연구 결과, 개발 가능한 방사선 센서는 직경 1 mm의 플라스틱 광섬유를 사용하여 전자기파 장애로부터 간섭을 받지 않음과 동시에 원거리 측정 및 신속, 정확한 방사선 계측이 가능하고 초소형, 초경량의 특성을 지니기 때문에 방사선 치료 시 고 분해능의 방사선 계측이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.245-247
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• 2022

엑스선 후방산란 영상획득기술은 물체에서 산란되는 엑스선을 활용하여 피조사체 내부 영상을 획득할 수 있는 기술로 영상획득을 위해서는 시스템은 엑스선 발생장치와 산란 엑스선을 측정하기 위한 검출시스템을 포함하여야 한다. 엑스선 후방산란 영상획득장치는 고속으로 회전하는 회전 콜리메이터를 통해 생성되는 엑스선을 샘플링 간격으로 실시간 신호를 획득하여야 하며 이를 위해서는 고속 신호획득장치가 요구된다. 우리는 후방산란 영상획득장치를 위해 대면적 플라스틱 섬광체(500×600×50mm3)와 광증배관으로 구성된 후방산란 엑스선 획득용 센서부에서 생성되는 신호의 변환 및 전달하기 위한 고속 다채널 신호획득장치를 개발하였다. 개발한 후방산란 영상획득용 검출시스템은 최소 15u초 간격으로 신호의 획득이 가능하며 최대 6채널의 신호의 변환 및 전달이 가능한 시스템으로 고속 후방산란 엑스선 영상획득이 가능하다. 개발된 검출시스템은 개별 센서의 보정을 위한 전압, 신호이득, 저레벨 제거 등의 원격 조절 기능을 포함한다. 현재 우리는 다양한 조건에서 엑스선 후방산란 영상획득을 적용 시험을 수행하고 있다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.681-686
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• 2022

본 연구에서 상용 아크릴 기반 레진에 PPO 유기섬광체 및 MMA를 각각 1 wt% 및 5 wt% 첨가하여 3D 프린팅이 가능한 섬광체 레진을 제작하였다. 개발된 섬광체 레진을 사용하여 상용 3D DLP로 간편하면서도 저렴하게 3D 모양의 플라스틱 섬광체 방사선 센서를 성공적으로 제작할 수 있었다. 제작된 센서는 45 MeV 양성자 빔의 빔 전류 1 ~ 10 nA 범위에서 R제곱값이 0.998로 우수한 선량 대 출력 직선성을 보였다. 개발된 3D 플라스틱 섬광체는 광출력이 낮아서 저선량율 감마선이나 X선 선량 측정에 활용하기에는 제한이 있지만, 조직등가물질로서 인체흡수선량을 직접 측정할 수 있기 때문에 양성자 빔, 초고선량율 빔 등 고에너지 또는 고선량율 방사선 선량 측정에 유용하게 활용될 수 있음을 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제12권1호
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• pp.1-9
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• 2003

CsI에 활성제로 Li, K, Rb를 첨가하여 CsI(Li), CsI(K) 및 CsI(Rb) 단결정을 Czochralski방법으로 육성하였다. $^{137}CS$(0.662 MeV)에 대한 CsI(Li:0.2 mole%) 섬광체의 에너지 분해능은 14.5%이었고 CsI(K:0.5 mole%) 섬광체는 15.9%이었으며 CsI(Rb:1.5 mole%) 섬광체는 17.0%이였다. 이들 CsI(Li), CsI(K) 및 CsI(Rb) 섬광체의 $\gamma$선 에너지에 대한 에너지 교정곡선은 선형적 이였다. 일정비율 시간분석법(CFT :constant-fraction timing method)으로 측정한 CsI(Li:0.2 mole%), CsI(K:0.5 mole%) 및 CsI(Rb:1.5 mole%) 성광체의 시간 분해능은 각각 9.0 ns, 14.7 ns 및 9.7 ns이였다. CsI(Li:0.2 mole%), CsI(K:0.5 mole%) 및 CsI(Rb:1.5 mole%) 섬광체의 형광감쇠시간은 각각 ${\tau}_1=41.2\;ns$, ${\tau}_2=483\;ns$, ${\tau}_1=47.2\;ns$, ${\tau}_2=417\;ns$ 및 ${\tau}_1=41.3\;ns$ 및 ${\tau}_2=553\;ns$이였다. 그리고 CsI(Li:0.2 mole%), CsI(K:0.5 mole%) 및 CsI(Rb:1.5 mole%) 단결정의 인광감쇠시간은 각각 0.51 s, 0.57 s 및 0.56 s이였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제18권5호
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• pp.574-581
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• 2015

In this paper, the effect of high voltage current pulse against shaped charge jet was analyzed through the visualization of jet behavior using flash X-ray and comparison of depth of penetration(DOP) into RHA(Rolled Homogeneous Armor) witness plates. The behavior of jet particles has been acquired using a flash X-ray equipment when current pulse was applied into the metal jet of a shaped charge(SC) warhead. Typical results such as jet breakup and radial jet dispersion, which are due to electromagnetic pressure by current pulse, have been obtained. Dozens of penetration experiments using a shaped charge with 55 mm diameter were performed according to various combinations of major parametric variables such as electrode spacing, standoff distance from SC warhead to electrode, and charge voltage. Subsequently, interrelations between major parametric variables and DOPs into RHA were analyzed.