위너-킨친 정리(Wiener-Khinchin)는 어떤 신호의 자기상관 함수(Autocorrelation)가 그 신호의 일율 분광띠(Power Spectrum)에 해당됨을 보이는 것으로써, 분광학 및 통신 공학에서 신호 처리와 관련된 매우 중요한 정리이다. 학부 실험실에서 이 정리를 시현하려면 상관기(Correlator)와 신호 처리 장비와 같은 비교적 고가의 장비가 요구되므로, 정리의 시현이 용이하지 않다. 근래에 들어 디지털 공학의 발전과 함께 보급되고 있는 디지탈 오실로스코프들은 측정 결과의 수치화와 그들에 관한 연산 기능이 포함되어 있어, 이 정리를 간단히 시현시킬 수 있다. 본고에서는 정리의 유도 과정에서 얻어지는 실험 이론과 함께 디지털 오실로스코프를 이용해서 이 정리를 시현시키는 방법을 소개한다. 1930년대에 소개된 정리를 다시 재조명하려는 이유는, 비록 정리가 오래전에 소개되었다고는 할지라도 구체적인 유도 과정이나 물리 분야와 관련된 내용들은 우리에게는 여전히 잘 알려져 있지 않기 때문이다. 유도 과정에서 교류 복소 총저항(Impedence) Z, 역율(Power Factor), 위너 분광곡선의 확장된 물리적 의미와 함께, 나아가, 흑체 복사에서 플랑크(M. Planck)의 양자화에 대한 배경이 자연스럽게 나타나므로, 일반물리학, 현대물리학, 분광학 및 물성실험 등과 관련된 강의에 참고가 될 수 있다고 생각된다.
SrTiO3 (STO) 기판 위에 성장된 LaAlO3 (LAO) 계면에서의 이차원 전자 가스 (2DEG)의 발견은 복합 산화물 이종 구조를 기반으로 한 혁신적인 전자소자 연구의 장을 제공함으로써 많은 관심을 받아왔다. 하지만 LAO 박막을 형성하기 위하여, 일반적으로 물리기상증착법(PVD)을 기반으로 하는 펄스 레이저 증착 (PLD) 등의 기법이 주로 사용되어 왔으나, 공정 비용이 많이 들며 LAO 내 La와 Al의 정밀한 조성 제어가 어려운 단점이 있다. 본 연구에서는 PVD에 비해 경제적인 대안인 용액 기반 공정을 사용하여 LAO 박막을 제조하였고, 그 전기적 특성을 평가하였다. LAO 전구체 용액의 농도를 다르게 하여 LAO의 두께를 2에서 65 nm까지 변화시켰으며, 각 두께에 따른 면저항 및 캐리어 농도를 도출하였다. 진공 열처리 후 형성된 전도성 채널의 면저항 값은 0.015에서 0.020 Ω·sq-1 범위로 나타났으며, 이러한 결과는 기존 문헌과 비교하였을 때 LAO와 STO 사이의 계면에서의 전자 이동뿐만 아니라 계면으로부터 떨어져 있는 STO bulk 영역으로의 전자 전도를 시사한다. 본 연구 결과는 용액 기반 공정을 통한 2DEG 형성 및 제어를 구현한 것으로, 공정 비용을 줄이고 전자 소자 제조에서 보다 광범위한 응용 가능성을 제시한다는 점에 그 의의가 있다.
컴퓨터에 의해 작동되는 선형가속기의 경우 모든 기기가 적절히 작동되는가를 확인하는 정도관리가 오작동으로 인한 환자 피해를 방지하기 위해 절대적으로 필요하다. 따라서 컴퓨터로직 및 마이크로 프로세서에 의해 작동되는 시스템의 안전을 고려하는 많은 보고서들이 발표되었다. 그 보고서에는 소프트웨어 및 하드웨어 고장으로 인해 발생하는 문제점들을 개선하기 위한 방법들이 제시하고 있다. 이와 관련하여 국내의 경우도 컴퓨터에 의해 작동되는 선형가속기의 수가 점차 적으로 증가하고 있는데 비해 체계적이고 일원화된 정도관리서가 없는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 국내의 실정에 맞는 선형가속기 정도관리 기술을 개발하기 위한 기반으로 사용하기 위해 미국, 일본, 및 유럽에서 가장 일반적으로 사용되고 있는 정도관리서를 수집 및 요약하였다. 또한 각 나라간의 공통점 및 차이점이 비교분석 하였다. 국가별 정도관리를 비교한 결과 유럽의 경우 미국의 AAPM TG40을 참고자료로 주로 사용하였으며 중요한 정도관리의 항목은 점검주기에는 약간의 차이가 있으나 점검항목들은 거의 동일하다.
인체에 대한 표준데이터를 사용하지 않고 실제 한국인의 의료 영상 데이터를 사용하여 인체 모델을 만들고자 하였다. 먼저 CT와 MRI를 통해 획득한 인체의 의료영상에 대한 특징을 분석하였다. 인체의 해부학적인 구성요소에 대해 CT는 gray level로 MR 영상은 펄스시퀀스 별로 분석하여 특징을 추출하였다. 해부학적 구성요소의 특징을 바탕으로 인체 각 부위별로 영상을 얻기 위해 CT와 MR 영상에 대해 영상분할을 수행하였다. 인체의 부위 중 특히 인체의 네 가지 인체 역학적 구조물인 골조직, 근육, 인대, 건 부위를 CT와 MR 영상을 이용하여 구별하였다. 이미지 분할 방법에는 일반적으로 많이 사용되고 있는 경계선 검출(Edge detection), 영역 선택(Region Growing), 문턱치(Intensity Threshold) 방법 등을 선택하여 인체별로 가장 적합한 알고리듬을 적용시켰다. Head/Neck 부위에 대한 영상 분할 결과를 인체 역학적 구성요소별로 3차원 영상으로 재구성하였다.
이 연구에서는 저자들이 개발한 비정질 셀레늄층과 비정질 실리콘TFT배열을 사용하는 직접방식 디지털 X-선 영상 검출기에 대해 IEC (international electrotechnical commission)와 같은 국제표준으로 권고된 측정방법에 따라 특성을 평가하였다. 영상 성능 묘사에 사용되는 측정은 응답특성(response characteristic), 변조전달함수(MTF, modulation transfer function), 잡음전력스펙트럼(NPS, noise power spectrum), 양자검출효율(DQE, detective quantum efficiency), 양자제한 성능을 포함하고 있다. 영상특성평가 결과, 개발된 검출기의 DQE 값은 최저주파수와 최고주파수에서 각각 40%와 25%이었다. 해외 타사의 제품과 비교해서도 우월한 값을 나타내었다. 또한 MTF는 간접방식 DR, CR과 비교하면 매우 우월한 성능을 보이고 있다. 또한 양자 제한된 특성을 평가한 결과, 0.023 mR 이하에서만 제한된 특성을 보여 일반촬영용도로서 적합성을 확인할 수 있었다.
전 세계적으로 오픈 데이터가 강조되는 환경에서 데이터의 공유 및 재이용으로 인해 발생하는 문제점을 최소화하기 위한 정책적 논의도 함께 진행되고 있다. 본 연구에서는 연구데이터 레포지터리에서 데이터의 접근 및 이용을 통제하는 정책요소들을 조사하고 학문 분야별로 그러한 정책 요소들의 공통점과 차이점을 살펴보는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 해외 연구데이터 레포지터리 37곳을 대상으로 데이터 접근 및 이용 통제를 규정하고 있는 정책 요소를 분석하였다. 생명과학 및 보건과학분야 20개 레포지터리, 화학 지구환경과학 물리학 분야 10개 레포지터리, 사회과학 및 일반과학 분야 7개 레포지터리로 구분하여 분석을 실시한 결과 저작권 및 라이선스 규정, 데이터 인용, 면책조항 및 엠바고 적용 관련 규정이 공통적으로 제시되는 정책 요소인 것으로 나타났다. 그러나 분야별로 규정되고 있는 정책 요소의 다양성에는 차이가 있는 것으로 나타났으며 이는 분야별로 강조되는 데이터 접근 및 이용 통제 근거의 차이를 반영하는 것으로 볼 수 있다.
테크니슘$(^{99m}Tc)$은 현재 핵의학 분야에서 진단용 방사선원으로 가장 널리 쓰이고 있는 방사성 동위원소 중 하나이다. 일반적으로 테크니슘은 $^{99m}Tc$ Generator라 불리는 장치 안에서 모핵종인 $^{99}Mo$의 붕괴를 통해 생산되는데, $^{99}Mo$과 $^{99m}Tc$에서 비교적 높은 방사선을 방출하기 때문에 이를 차폐하기 위하여 주로 납으로 제작되어 있다. 본 논문에서는 국내에서 비교적 사용 빈도가 높고 교정 방사능이 500 mCi인 일본 제품을 대상으로, 최대 방사능량 적제조건에서 차폐용기 표면으로부터 10 cm, 100 cm에서 각각 2.0 mSv/h, 0.02 mSv/h를 초과하지 않아야 한다는 국내 법적 제한치를 만족시키는지 여부를 GEANT4를 이용하여 시뮬레이션하였다. 계산 결과 용기 밖으로 방출되는 방사선량이 법적 기준치를 초과하지 않는 것으로 나타났다.
General Physics CAI Program was developed for university science and engineering student. The program was restricted in the field of mechanics and was mainly aimed for individual tutorial. This project was supported by Government. Department of Education, physics attending their general physics classes in university. The program was written in BASIC and constructed by frame, 4 professors and 6 graduate students were involved in the project. Summary of this study is as follows. 1. The theory of CAI was illuminated from a new point of view to enhance usefullness of CAI. Also the structure of frame type CAI was studied. 2. The program was developed as follows 1) The program consisted of main program, pretest routine, tutorial routine, final test routine, and several other routines for program control. Whole program was written in BASIC. 2) 20 problems for pretest, 90 problems and subsequent hints and solutions for tutorial, 20 problems for final test were developed. 3) According to student's pretest result, tutorial course was routed through several different courses which contain different number of problems 4) The expected rate of achievment for final test was set to 75%. 5) Data of students response to problems including number of tries and time used were recorded for the purpose of achievment analisys 3. 22 students went through whole course and the results were as follows. 1) Pretest marks were widly distributed from 20 points to 100. It means that achievement of high school physics course were not enough. 2) Throughout tutorial course, students who had got higher mark in pretest answered correctly in the first trial at a higher rate of 78 %. Overall rate of correct answer in the second trial was distributed appropriatly. 3) Average mark of final test was 78.8 points, rather a higher rate of achievement than expected. This means that the program was constructed well.
최근에 정자기장을 사용하는 새로운 기술이 개발되어 인체가 정자기장에 노출될 가능성이 커지게 되어 건강에 영향을 줄 우려도 증가되었다. 여러 나라에서 정부를 비롯한 권위 있는 기관들이 주로 자기공명 영상법(MRI)이나 고에너지물리학에서의 입자가속기와 같은 특수 용도를 위해 노출한도를 제시해 왔다. 산업적인 면과 의학에서의 정자기장의 응용이 앞으로 더 많아져서 직업적이거나 일반공중이거나 간에 노출 가능성이 증가되고, 또 정자기장(static magnetic field)에 영향을 받는 강자성(强磁性) 이식조직 이나 전자장치를 부착한 사람들의 수도 증가하고 있으므로 국제적인 노출한도에 대한 지침이 필요하게 되었다. 본고에서는 비 이온화방사선(NIR)에 대한 국제방사선방어학회/비이온방사선방어위원회(IRPA/ICNIRP)의 제반지침을 검토하기 위하여 이 IRPA/ICNIRP(이전의 INIRC의 것도 포함)의 기본지침 중 정자기장에 대한 노출한도에 관한 지침을 택하여 논하였다.
본 연구에서는 영상 기반 방사선 치료기기의 영상 QA를 위한 필요한 추가적인 요소를 포함시킨 QA 팬텀 시제품을 개발하였다. 개발된 팬텀은 크게 영상 질 평가 부분과 정합 정확도 평가 부분의 두 가지로 이루어져 있다. 영상 질 평가를 위해 CT number 선형성과 공간 해상도 평가가 가능하게 설계되었고, 정합 정확도 평가를 위하여 간단한 이동 및 회전조절이 가능하게 설계되었다. 제작된 팬텀의 영상은 일반 CT와 Tomotherapy의 MVCT에서 획득되었고, 두 영상 모두 해상도 평가 기준을 충족하였다. 이 팬텀은 일간 영상 QA를 위한 간단하고, 효율적이며, 그리고 영상 정합 평가의 새로운 개념을 제시했다는 데에 큰 의의가 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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