• Journal of the Korean Society of Radiology
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• v.14 no.7
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• pp.849-856
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• 2020

In the gamma-ray energy spectrum study, nuclide analysis through energy analysis is very important. High-purity Ge detectors, which are commonly used for gamma-ray energy measurements, are commonly used because of their high energy resolution and relatively high detection efficiency. However, in order to maintain a high energy resolution, the semiconductor detector has a problem in that it is difficult to maintain the original performance if the noise generated from the surrounding environment is not effectively blocked, and the effect of the expensive device is not achieved. Therefore, in this study, ground loop isolator (NEXT-001HDGL) was used to remove the electrical noise generated from the detector. In order to test the effect of improving energy resolution, HPGe detection device newly installed in the proton accelerator KOMAC was used. In the case of gamma-ray energy 2614 keV, the energy resolution was improved from (0.16 ± 0.02) % to (0.11 ± 0.01) %, and in the case of gamma-ray energy 662 keV of 137Cs isotope, the energy resolution was improved from (0.72 ± 0.07) % to (0.27 ± 0.03) %. This result is considered to be very useful for the gamma ray spectrum study using the HPGe detection equipment of KOMAC(Korea Multi-Purpose Accelerator Complex).

• Journal of Radiation Protection and Research
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• v.38 no.3
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• pp.132-137
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• 2013

Cryogenic particle detectors have recently been adopted in radiation detection and measurement because of their high energy resolution. Many of these detectors have demonstrated energy resolutions better than the theoretical limit of semiconductor detectors. We report the development of alpha spectrometer using a micro-fabricated magnetic calorimeter coupled to a large-area particle absorber. A piece of gold foil of $2{\times}2{\times}0.05mm^3$ was glued to the paramagnetic temperature sensor made of sputtered Au:Er film to serve as an absorber for incident alpha particles. We performed experiments with 241Am source at cryogen free adiabatic demagnetization refrigerator (CF-ADR). A high energy resolution of 6.8 keV in FWHM was obtained for 5.5 MeV alpha particles.

• 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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• 1999.07a
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• pp.77-77
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• 1999

박막시료의 분석에는 RBS, XPS, SIMS, AES 등이 주로 이용되고 있으며, 특히 RBS는 비교체가 필요없고 정량성이 좋다는 장점 때문에 중요하다. 그러나 RBS는 원리적으로 경원소에 대한 감도가 낮아 기판원소보다 무거운 질량을 갖는 원소의 분석에만 이용되는 것이 보통이다. 이러한 단점을 보완하기 위해 본 연구에서는 수년전부터 RBS와 비슷한 원리를 갖고 같은 장비를 이용하여 수행이 가능한 경원소 분석법인 TOF-ERDA(Time of Flight Elastic Recoil detection)을 개발하여 실용화 하였다. 본 연구실에서 보유하고 있는 미국 NEC사의 5SDH 가속기는 최대 가속전압이 1.7MV로 Cl5+ 이온을 사용하는 경우 10 MeV가 최대 가속에너지가 된다. 이런 정도의 에너지 범위에서는 TOF spectrometer의 시간분해능이 아주 높을 필요가 없고 비교적 작은 가속기로도 분석이 가능하며, 수소의 검출효율이 우수하다는 점 등 많은 장점이 있다. 그러나 한편으로는 분석가능한 깊이가 수천 $\AA$ 정도로 제한되고 질량 분해능도 수십 MeV 내지 100MeV 이상의 고에너지 이온빔을 이용하는 경우에 비해 떨어진다는 단점이 있다. 또한 묵운 원소의 분석이 불가능하기 때문에 경원소의 분석에 국한하여 적용하고 무거운 원소에 대해서는 RBS를 병용하게 된다. 본 연구에서는 일본 이화학연구소의 선형가속기인 RILAC으로부터 얻은 40MeV Ar 이온 및 138 MeV Xe 이온을 이용하여 TOF-ERDA 시스템을 제작하였다. 그러기 위해서 고에너지 이온의 비행시간을 측정하는 목적으로 높은 시간 분해능을 갖는 시간 검출기를 설계, 제작하였다. 또한 표적함 밑에는 회전원판이 있어 시간검출기 및 에너지 검출기가 중앙의 시료홀더를 중심으로 회전이 가능하도록 되었다. 회전은 표적함 밖에서 원격조정 가능하다. 이렇게 함으로써 검출각을 임의로 바꾸면서 측정이 가능하도록 하였다. 제작된 분석시스템의 성능을 확인하기 위해 YBaCuO 초전도 박막을 측정하였으며 그 결과를 그림에 나타낸다. 저 에너지 ERDA에서는 나타나기 힘든 Ba, Y, Cu 등의 무거운 원소의 피크들이 분명히 나타남을 확인할 수 있다.

• Journal of radiological science and technology
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• v.37 no.4
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• pp.253-259
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• 2014

Large volume of $6{\times}6{\times}12mm^3$ CdZnTe ${\gamma}$-ray detector was fabricated with CdZnTe single crystals grown by Traveling Heater Method (THM) to evaluate the energy resolution of 662 keV in $^{137}Cs$. Hole tailing effect which originated from the large mobility difference in electron and hole degrade energy resolution of radiation detector and its effects become more severe for a large volume detectors. Generally, single carrier collection technique is very useful method to remove/minimize hole tailing effect and thereby improvement in energy resolution. Virtual Frisch-grid technique is also one of single charge collection method through weighting potential engineering and it is very simple and easily applicable one. In this paper, we characterized CZT detector grown by THM and evaluated the effectiveness of virtual Frisch-grid technique for a high energy gamma-ray detector. The proper position and width of virtual Frisch-grid was determined from electric field simulation using ANSYS Maxwell ver. 14.0. Energy resolution of 2.2% was achieved for the 662 keV ${\gamma}$-peak of $^{137}Cs$ with virtual Frisch-grid CdZnTe detector.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.545-545
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• 2012

집속이온빔장치(FIB: Focused Ion Beam System)에 사용하는 액체금속이온원(LMIS: Liquid Metal Ion Source)은 고 전류밀도, 고 휘도, 낮은 에너지퍼짐 등 많은 장점이 있다. 집속이온빔장치는 주로 표면 분석, 집적 회로의 수정, 마스크 교정(Repair) 및 잘못된 부분의 분석(Failure Analysis) 등에 사용되고 있는데 최근에는 고 분해능의 이온빔 리소그래피와 이온 주입의 기술 및 미세가공 기술 등의 분야에 집중되고 있으며 이를 위해서는 집속이온빔장치의 수렴성(Convergence)을 개선해 나가는 것이 중요하다. 집속이온빔장치의 수렴성은 이온빔의 에너지 퍼짐(Energy Spread)과 각 분포(Angular Distribution)에 많은 영향을 받으며 에너지퍼짐 특성은 색수차에 직접적인 영향을 준다. 수렴성을 개선하기 위해 기존의 에미터(Emitter), 저장소(Reservoir), 추출극(Extractor)으로 제작된 액체금속이온원에 서프레서(Suppressor)라는 새로운 전극을 사용하여 이 전극의 유 무에 따른 각 분포의 변화에 대해 연구하였다.

• Progress in Medical Physics
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• v.12 no.1
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• pp.51-58
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• 2001

Synchrotron radiation (SR) has several advantages over convetional x-rays, including its phase, collimation, and high flux. A synchrotron radiation beamline 5C1 at Pohang Light Source (PLS) was recently built for imaging applications. We have shown that a SR imaging system is useful in imaging microscopic structures. SR with broad-band energy spectrum were adjusted to an object by Si wafers and their energy were approximately ranging from 6 keV to 30 keV. SR were passed through an object and finally transformed into visible lights by CdWO$_4$ scintillator screen. The visible lights which were reflected at an angle of 90 degrees by gold plated mirror were detected by a CCD camera and the image data were acquired using image acquisition system. A high-resolution phantom, capacitor, adult tooth, child tooth, cancerous breast tissue, and mouse lumbar vertebra were imaged with SR imaging system. The Objects were rotated within the field of view of the CCD detector, and their projection image data were obtained at 250 steps over 180 degrees rotation. Image reconstructions were carried out in a PC by using IDLTM(Research systems, Inc., US) program. The spatial resolution of the images acquired by the SR imaging system was measured with a high-resolution chart manufactured for several micrometer resolution. The specimens were also imaged with conventional x-ray radiography system to compare the image quality of radiography obtained with the SR imaging system. The results showed more structural details and high contrast images with SR imaging system than conventional x-ray radiography system. The SR imaging system may have a potential for imaging in biological researches, material applications, and clinical radiography.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• v.40 no.1
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• pp.1-9
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• 2015

Compton cameras overcome several limitations of conventional mechanical collimation based gamma imaging devices, such as pin-hole imaging devices, due to its electronic collimation based on coincidence logic. Especially large-scale Compton camera has wide field of view and high imaging sensitivity. Those merits suggest that a large-scale Compton camera might be applicable to monitoring nuclear materials in large facilities without necessity of portability. To that end, our research group have made an effort to design a large-scale Compton camera for safeguard application. Energy resolution or position resolution of large-area detectors vary with configuration style of the detectors. Those performances directly affect the image quality of the large-scale Compton camera. In the present study, a series of Geant4 Monte Carlo simulations were performed in order to examine the effect of those detector parameters. Performance of the designed large-scale Compton camera was also estimated for various monitoring condition with realistic modeling. The conclusion of the present study indicates that the energy resolution of the component detector is the limiting factor of imaging resolution rather than the position resolution. Also, the designed large-scale Compton camera provides the 16.3 cm image resolution in full width at half maximum (angular resolution: $9.26^{\circ}$) for the depleted uranium source considered in this study located at the 1 m from the system when the component detectors have 10% energy resolution and 7 mm position resolution.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.19 no.2
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• pp.87-94
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• 2008

We present a new design for an endoscope objective lens composed of a lexible fiber bundle with 30,000 core, and a gradient-index (GRIN) objective lens with an optical adaptor. The characteristic of this objective lens is to be minimally-invasive to be able to insert easily in the internal organs of live animals. The GRIN lens has a small diameter and a very simple construction, which is selected with the diameter of 1.0 mm and numerical aperture of 0.5 to achieve a minimally-invasive outer diameter and a high resolution. The resultant designed lens shows the performance as follows; a lateral resolution of 1.63 um and diameters of 100% encircled energy of $0.3\;{\mu}m$ and $0.83\;{\mu}m$ for the on-axis and the off-axis image point, respectively. Also, we can present a cheap solution with a lateral resolution of 1.74 um and diameters of 100% encircled energy of $1.10\;{\mu}m$ and $2.84\;{\mu}m$ for the on-axis and the off-axis image point, respectively.

• Proceedings of the Korea Crystallographic Association Conference
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• 2003.05a
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• pp.22-22
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• 2003

원자로에서 핵분열에 의해 생성된 고에너지 중성자는 감속재를 통해 열평형에 의해 에너지가 낮춰져 통계적 분포, 즉 Maxwell-Boltzman 운동에 따른 에너지 스펙트림을 갖게 된다. 중성자 산란장치는 통상 단색빔을 이용하므로 단색기(monochiomator)를 통해 이 분포에서 특정 파장의 중성자빔을 인출, 즉 단색화한다. 이때 단색기는 각각의 중성자 산란장치에 사용할 수 있는 특정 파장의 중성자빔을 인출하면서도, 파장의 퍼짐을 적절하게 조절하여 높은 중성자속(neutron flux)을 가지며 분해능도 또한 좋아야 한다. 전통적으로 많이 사용하는 단색화 방법은 결정의 내부결함을 유도하여 만든 모자익(mosaic) 결정을 이용하는 것이다. 이 방법은 특정 파장을 얻으면서도 좋은 분해능과 높은 중성자속을 갖는 모자익 결정을 만들기가 어렵고, 한번 결정된 단색기의 특성을 바꿀 수 없는 단점이 있다. 1980년대부터 몇몇 그룹이 거의 완전하게 성장된 단결정 슬랩을 미세하게 구부려서 탄성변형을 주어 effective 모자익 구조를 발생시킨 '구부린 완전결정(bent perfect crystal, BPC)' 단색기를 개발하여 특정 목적에 활용하는 시도를 하였다. BPC 단색기는 단색화된 중성자빔을 집속(focusing)할 수 있으며, 결정의 구부림 정도를 조절하고 배치 기하를 바꿈으로써 다양한 특성을 갖는 단색빔을 얻을 수 있는 장점이 있다. 이렇게 단색기의 기하학적 변수를 조절함으로써 회절빔의 집속도와 분해능을 조절할 수 있어서 잔류응력 측정이나 단결정 회절 및 집합조직 측정장치 등에 적용할 수 있다. 본 연구에서는 BPC 단색기의 원리와 여러 배치기하에 따른 빔의 특성을 소개하고자 한다.빔이 시료와 상호 작용하는 면적과 상호작용하지 않을 때의 빔을 회절모드에서 faraday cup으로 측정한 빔전류로 부터 계산하였다. Gibbsite에 대한 전자빔 조사 시 1분 이내에 급격한 Hydroxyl Ion(OH-)의 이탈로 인해 Cibbsite의 구조는 거시적 비정질화가 되며 시간증가에 따라 χ-alumina → ν-alumina → σ-alumina or δ-alumina의 순으로 상전이를 겪는다. 전자빔 조사 시 관찰된 회절자료의 가시적 변화를 통해 illumination angle 1.25mrad(Dose rate : 334 × 10³ e/sup -//sec·n㎡)일 경우 약 3초 이내에 비정질화가 시작됨을 알 수 있었고 이는 약 1 × 10/sup 6/ e/sup -//sec·n㎡ 의 전자선량에 해당되며 이를 기준으로 각각의 illumination angle에 대한 임계전자선량을 평가할 수 있었다. 실질적으로 Cibbsite와 같은 무기수화물의 직접가열실험 시 전자빔 조사에 의해 야기되는 상전이 영향을 배제하고 실험을 수행하려면 illumination angle 0.2mrad (Dose rate : 8000 e/sup -//sec·n㎡)이하로 관찰하고 기록되어야 함을 본 자료로부터 알 수 있었다.운동횟수에 의한 영향으로써 운동시간을 1일 6시간으로 설정하여, 운동횟수를 결정하기 위하여 오전, 오후에 각 3시간씩 운동시키는 방법과 오전부터 6시간동안 운동시키는 두 방법을 이용하여 품질을 비교하였다. 각 조건에 따라 운동시킨 참돔의 수분함량을 나타낸 것으로, 2회(오전 3시간, 오후 3시간)에 나누어서 운동시키기 위한 육의 수분함량은 73.37±2.02%를 나타냈으며, 1회(6시간 운