• Journal of the Korean Society of Radiology
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• v.9 no.5
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• pp.295-300
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• 2015

There are various type of particle accelerators such as Kyoungju 100-MeV proton beam accelerator in Korea. And Korea plans to build large particle accelerator such as heavy ion accelerator and 4th generation light source facility. The accelerated high energy particles of these facility produce 2nd neutron after nuclear reaction with target materials. And then these 2nd neutron activate structural materials and surrounding environment. Accordingly, it is important to consider the activation and shielding calculation on design of facility for safety operation. In this study, we tried to calculate and compare the neutron flux from the interaction $^{la}150$ beam with target material(Cu) according to thickness of iron and concrete shielding material by MCNPX 2.7 with nuclear library JENDL/HE 07and la150. To verify the properties of nuclear library, we compared computational results with experimental value. These results can be used for dose evaluation technology in planning of the shielding of large particle accelerator.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.192.2-192.2
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• 2016

전기추력기는 화학식 추력기에 비해 비추력이 높아 인공위성의 자세제어, 궤도수정, 궤도천이를 포함한 행성 탐사활동 및 우주 임무수행을 위한 우주선의 엔진 등으로 다양하게 활용된다. 홀 추력기는 전기추력기 중 하나로 고리형 방전공간을 가진 고리형 추력기와 원통형 방전영역을 가진 원통형 추력기가 있으며, 원통형 추력기는 고리형에 비하여 넓은 방전공간으로 저전력 방전에 적합한 추력기이다. 또한, 저전력 추력기는 큐브셋(cubesat) 및 마이크로 위성(microsatellite)의 증가하는 수요에 따라 필요성이 증가하고 있으며, 활용도가 높아 다양하게 연구 및 개발되고 있다. 홀 추력기는 자기장과 전기장을 서로 수직되게 인가하여, 자화된 전자는 플라즈마 방전을 유지시키고 자화되지 않은 이온은 전기장 방향으로 가속되어 이온빔을 발생시킨다. 하지만, 저전력 소형 추력기는 작은 소모전력과 방전채널로 인한 성능 저하 및 자기장 구조 설계 등 많은 어려움들을 가지고 있다. 본 연구에서는, 약 50 W급의 소모전력을 바탕으로 영구자석을 이용한 저전력 플라즈마 추력기를 개발하였다. 방전 채널은 지름 15 mm, 길이 16 mm, 무게는 약 0.6 kg으로 원통형 구조의 채널로 제작되었으며, 약 1500-2000 G의 자기장 세기를 갖도록 설계하였다. 방전 기체는 제논을 사용하여 1-5 sccm영역에서 방전 특성을 살펴보았으며, 방전 전류는 0.02-0.4 A로 나타났다. 100-550 V영역에서 방전을 시도하였고, 채널길이를 16-24 mm 에서 약 1mN 급의 추력특성을 보였다. 본 발표에서, 홀 추력기의 제작 특성과 성능 및 플라즈마 특성에 대한 더 자세한 연구결과가 발표될 예정이다.

• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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• v.22 no.3
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• pp.91-98
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• 2021

The installation and performance test of the ISOL (Isotope Separation On Line) system for the generation and separation of Rare Isotopes (RI) beams is in progress at the Rare Isotope Science Project (RISP), Institute for Basic Science (IBS). The various RI beams generated by the ISOL target/ion source go through the beam lines and separators, and only the RI beam desired by the user is selected and transmitted to the superconducting linear accelerator at the downstream of the ISOL. In the ISOL system, two separators are installed to separate a specific RI beam, and control is performed by the Experimental Physics and Industrial Control System (EPICS). In this study, an EPICS IOC (Input-Output Control) was developed to measure the magnetic field of a dipole magnet for mass separation of a multivalent (n+) RI beam in the A/Q separator, which is one of the ISOL RI beam separators. The operational stability of the A/Q separator was tested through a magnetic field measurement using a Hall probe.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.109-109
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• 2013

고주파 가속기의 전자선원의 설계 및 제작검증을 위한 hot-firing station을 설계하였다. 본 장치는 전자총의 빔 사이즈, 빔 전류 등을 측정할 수 있는 기기로 전원장치부, 고진공 챔버, 측정장치부 등 크게 세 부분으로 이루어져 있다. 특히 전원장치는 이중에너지 모드를 구현할 수 있도록 에너지의 크기가 다른 두개의 전자총 펄스를 생산해 낼 수 있도록 설계되었다. 고진공 챔버는 고전압 절연체를 이용하여 제작되었으며, 스크롤(건식) 펌프 와 터보 분자펌프를 이용하여 $10^{-7}$ torr 저/고진공 배기를 수행한 뒤, 이온 펌프를 이용하여 $10^{-8}$ torr까지 초고진공 배기를 수행할 수 있도록 설계하였다. 전자총으로 부터 나오는 전자들의 특성을 분석하기 위하여 패러데이 컵과 YAG 스크린을 설치하였다. 패러데이 컵은 전자빔의 인출 파형및 빔 전류를 측정하고, YAG 스크린은 CCD 카메라와 컴퓨터를 이용하여 전자빔의 균일도를 측정하여 정보를 얻도록 한다. 진공 쳄버의 최대 진공배기는 $10^{-9}$ torr이다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.7 no.2
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• pp.163-167
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• 2006

This paper shows a gigahertz actuator based on multi-wall carbon nanotubes(CNT) encapsulating metallic ions using classical molecular dynamics simulations. Encapsulated potassium ions accelerated by an applying external electric field could initialize a gigahertz actuator composed of a $7K^{+}(a)CNT$ oscillator.

• Analytical Science and Technology
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• v.18 no.6
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• pp.483-490
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• 2005

Mass resolution of the time of flight aerosol mass spectrometer for an aerosol component analysis depends on the initial direction and the initial energy of the ions. We have found that the shape of the optimum post focusing electric field is not linear. The maximum electric potential should be applied to the ions whose initial direction is 90 degree. To check on the post focusing effects, we have installed a laser ablation mass spectrometer. By using this LA-MS, we have found that the average energy distribution of the laser ablated ions is 8 eV. To establish the optimum mass resolution, a time delay and a high voltage are needed, and the results of the study show that 1500 nsec, and 3.7 kV are the optimum parameters for our system respectively. The isotope mass signals of copper show a good resolution.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 1999.10a
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• pp.105-105
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• 1999

핵연료 피복관은 핵연료에서 방사성 핵분열생성물의 방출을 저지하는 가장 뚱요한 방어막인데, 현재 지르칼로이 4가 피복관의 재료로 사용되고 있다. 사용후 핵연료는 원자력발전소내 습식 저장조에 저장되고 있으나, 지속적인 관리와 장소확보의 용이 성으로 인해 건식 저장조를 사용하는 추세에 있다. 본 연구에선 건식 저장조에 장 기간 저장되는 핵연료 피복관에 주변 환경으로부터 오염될 수 있는 소금기나 기름 등이 지르칼로이의 공기중 산화에 미치는 영향의 존재를 밝히려 한다. 현재 고리 원자력발전소에서 사용중인 핵연료 피복관을 1cm정도 높이로 자르고, 피복관 표면 을 ASTM -G2-88 방법으로 처리한 후 산화실험을 수행하였다. 산화정도는 간헐적 (intermittent) 방법을 사용하여 시편의 무게를 측정하여 구하였으며, 산화온도는 $400-500^{\circ}C$로 하였다. 소금이 흡착이 된 경우, 산화 속도는 흡착이 안된 시편보다 가속되었으며, 거의 이차법칙을 따르고 있다. 산화막 위의 흡착물의 영향을 알아보기 위해, 지르칼로이를 $500^{\circ}C$ 수증기에 $5g/m^2$ 두께로 산화시킨 후, 다시 산화실험을 수행하였다. 사용한 흡착물은 LiF, NaF, KF, NaCI 이다. 흡착물들은 산화를 대체로 가속시켰으며, NaF, KF, NaCI 순으로 그 영향력이 컸다. 그러나, LiF는 산화에 전혀 영향을 미치지 않았다. SIMS를 사용하여 각 시편의 두께에 따른 흡착물의 분포 를 알아보았다. 음이온(CI, F)과 양이온(Na, Li, K)이 산화막과 금속 경계면까지 관 찰되었으며, 음이온과 양이온의 분포는 대게 동일하였다. LiF의 경우 산화막에서 이들의 농도가 급격히 떨어지고 있음을 알 수 있었다. 산화막 내에서 이들 흡착물의 확산이 산화속도 가속의 원인이며 이들 흡착물중 CI과 F는 산화막과 금속 겸계면 에서 새로 생성되는 산화막의 강도에 영향을 미쳐, 일찍 미세균열을 만들기 시작하여 산화를 가속시키는 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.120-120
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• 2016

가속기 진공시스템은 대형 초고진공장치로 운전 중 10-9 mbar 유지를 목표로 하고 있다. 이 같은 수준의 초고진공은 배기시스템을 적절히 설계하고 베이크아웃을 함으로서 얻을 수가 있다. 베이크아웃은 보통 1~3일 소요되므로 운전 중 빠른 복원을 힘들게 하는 원인중 하나이므로 최근에는 베이크아웃 하지 않도록 설계하는 추세이다. 이 연구에서는 네그펌프-이온펌프를 조합하여 설계하고 베이크아웃하지 않으면서 초고진공을 원하는 시간 내에 달성 하도록 목표로 하고 있다. 이 발표에서는 대형 이온펌프를 사용하고 베이크아웃하는 전통적인 방법과 조합펌프를 사용했을 때 진공배기를 비교 실험하여 그 결과를 보고하고자 한다.

• Journal of radiological science and technology
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• v.39 no.4
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• pp.571-575
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• 2016

Monte Carlo simulations are widely used as the most accurate technique for dose calculation in radiation therapy. In this paper, the GATE6(Geant4 Application for Tomographic Emission ver.6) code was employed to calculate the dosimetric performance of the photon beams from a linear accelerator(LINAC). The treatment head of a Varian 21EX Clinac was modeled including the major geometric structures within the beam path such as a target, a primary collimator, a flattening filter, a ion chamber, and jaws. The 6 MV photon spectra were characterized in a standard $10{\times}10cm^2$ field at 100 cm source-to-surface distance(SSD) and subsequent dose estimations were made in a water phantom. The measurements of percentage depth dose and dose profiles were performed with 3D water phantom and the simulated data was compared to measured reference data. The simulated results agreed very well with the measured data. It has been found that the GATE6 code is an effective tool for dose optimization in radiotherapy applications.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.12 no.1
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• pp.55-63
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• 2003

A 150 kV gas cluster ion accelerator was constructed and the cluster sizes of $CO_2$ and $N_2O$ gases were measured using time-of-flight mast spectrometry. Through isolated cluster ion impact on a HOPG, hillock with 1 nm height and a few tenth m in diameter were found to be formed by an atomic force microscope. When monomer ion beams were irradiated on the hillocks existed on a ITO surface, they became sharper and the surface became rougher. But they changed into round-shaped ones by cluster ion irradiation and the surface became smooth after the irradiation of $5\times10^{-14}\textrm{cm}^2$ at 25 kV. As the cluster ion dose was varied, the change of surface morphology and roughness of Si was examined. At the lower dose, the density of hillocks and surface roughness were increased, called surface embossment process. And then after the critical dose at which the area of the formed hillocks equals to the unirradiated area, the sputtering from the hillocks was predominantly evolved, and dislocated atoms were diffused and filled among the valleys, called surface sputtering and smoothing process. At the higher ion dose, the surface consisting of loosely bounded atoms was effectively sputtered into the depth and etching phenomenon was happened, called surface etching process.