• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.76-76
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• 1999

한국자원연구소 제작된 TOF spectrometer는 입자의 비행시간과 에너지를 동시에 측정 기록하여 질량분별된 에너지 스펙트럼을 얻고자 하는 목적으로 제작되었다. 그러나 질량분별이 필요치 않은 후방 산란실험에서는 비행시간의 측정만으로 훌륭한 에너지 계측기가 된다. 중이온 산란분석법(heavy ion RBS)은 He을 사용하는 산란분석법에 비하여 원리적으로 분해능이 우수하나 사용하는 반도체 검출기의 에너지 분해능의 불량이 이러한 장점을 상쇄하는 실정이다. 그러나 TOF spectrometer를 중이온 산란실험의 에너지 계측기로 사용하면 H, He에 대한 반도체 검출기 정도의 낮은 에너지분해능 수준을 유지할 수 있으므로 중이온 산란실험의 원리적인 장점을 살릴 수 있다. 한국자원연구소에서는 He RBS의 취약점으로 지적되어온 medium elements에 대한 질량분해능과 깊이 분해능을 향상시키고자 140$^{\circ}$ 산란각에 TOF spectrometer가 위치하는 Heavy Ion Rutherford Backscattering Spectrometry (HIRBS) 시스템을 설계하였다. 설계된 TOF spectrometer를 채용하였을 때 기대되는 질량분해능 향상효과와 분석의 최적조건에 관하여 논한다.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.137.2-137.2
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• 2012

위성이 우주에서 노출되는 우주방사선 환경은 위성의 임무궤도 및 임무 기간에 따라 크게 달라진다. 지구 주위의 자기장에 의해 갇혀있는 양성자 및 전자의 환경은 고도에 따라 밀도 및 분포의 차이를 보인다. 특히 밴 앨런 밸트 내의 경계부분을 넘어서는 높은 고도에서의 방사선 입자별 노출 환경은 저궤도의 환경과는 구성 및 영향성이 크게 다르다. 본 논문에서는 전자 밸트 고도에서 운영되는 정지궤도 위성의 우주방사선 입자 환경을 분석하였다. 지구 자기장에 갇힌 입자, 태양입자 및 외부은하 입자 환경을 모델별로 분석하였으며 각 입자별 Flux 및 Fluence 스펙트럼을 이용하여 총 이온화 조사량과 중이온 스펙트럼을 도출하였다.

• Proceedings of the Korea Technology Innovation Society Conference
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• 2017.11a
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• pp.1533-1549
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• 2017

정부 R&D성과의 질적 수준을 제고하고 중장기 국가 재정사업의 효율성을 높이기 위한 각 연구 기관의 시도들이 있어 왔다. 연구사업의 발굴, 기획 및 수행에 있어 효과적인 정부 R&D 예산의 배분, 우선순위를 도출, 기술개발 전략 수립을 하는 것이 매우 중요해지고 있다. 정부 재정사업인 국가 R&D사업은 국가 기간산업을 활성화하고 경제발전을 수반할 수 있는 중요한 모멘텀으로서의 역할을 하고 있다. 또한, 국가 R&D사업의 한 축인 거대과학은 최첨단 기술의 개발과 미래성장동력의 발굴이라는 대명제로 그 중요성이 강조되고 있다. 거대과학 연구는 그 분야의 특수성으로 인해 대학의 과학자, 공공 연구기관의 연구원, 기업의 엔지니어가 함께 참여하여야 하고 대규모 국가 예산을 동원하는 과학 연구 사업이다. 이는 대규모 예산을 기반으로 하고 있기에 집중적 투자가 수반된다면 단기적으로 기초과학의 발전을 이뤄낼 수 있다. 이것은 산업발전에 밑거름이 되어 그 분야 자체로 하나의 산업생태계를 구성하고 요소 기술들의 응용으로 파생기술이 전파된다면 새로운 신산업 창출 등 국가산업에 많은 혜택을 줄 수 있다. 하지만 많은 인력과 대규모 투자 그리고 중장기 프로젝트라는 특성으로 인해 실패 가능성도 높아 전략적 선택 및 추진이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 거대과학의 기술개발전략의 수립을 위하여 중이온 입자가속기 핵심부품 국산화 전략수립 사례를 중심으로 효율적인 R&D추진 방안을 도출해보고자 한다. 또한, 논문, 특허를 기반으로 한 3P분석을 통하여 중이온 가속기 핵심부품의 국산화 전략을 제안하고, 추진 우선순위 및 전략을 제시하고자 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.10
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• pp.1101-1107
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• 2014

A heavy ion accelerator is a device that accelerates heavy ions in the radio frequency (RF) range. The electric field that flows into the RF cavity continuously accelerates heavy ions in accordance with the phase of the input electromagnetic wave. For the purpose, it is necessary to design a coupler shape that can stably transfer the RF wave into the cavity. The RF coupler in a heavy ion accelerator has a large temperature difference between the input port and output port, which radiates the RF waves. It is necessary to consider the heat deflection on the RF coupler that occurs as a result of the rapid temperature gradient from an ultra-low temperature about 0 K to a room temperature about 300 K. The purpose of this study was to improve the system performance through an analysis of the intensity of the output electric field and temperature distribution considering various shapes of the RF coupler, along with an analysis of the durability considering the heat deflection and heat loss.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• v.18 no.2
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• pp.163-173
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• 2001

In this paper, space radiation environment and single event effect(SEE) have been analyzed for the KOMPSAT-2 operational orbit. As spacecraft external and internal space environment, trapped proton, SEP(solar energetic particle) and GCR(galactic cosmic ray) high energy Protons and heavy ions spectrums are analyzed. Finally, SEU and SEL rate prediction has been performed for the Intel 80386 microprocessor CPU that is planned to be used in the KOMPSAT-2. As the estimation results, under nominal operational condition, it is predicted that trapped proton and high energetic proton induced SBU effect will not occur. But, it is predicted that heavy ion induced SEU can occur several times during KOMPSAT-2 3-year mission operation. KOMPSAT-2 has been implementing system level design to mitigate SEU occurrence using processor CPU error detection function of the on-board flight software.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.233-233
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• 2011

ECR 이온원을 가볍고 작게 하면서 운전을 단순화함으로써 유지보수를 최소화하는 것은 특히 의료용 중입자 가속기에서 매우 중요한 조건 중 하나가 된다. 탄소 다가 이온을 만들어내기 위한 의료용 중입자가속기의 이온원으로 영구자석형 ECR 이온원을 개념 설계하였다. 영구자석은 이온원 입출구에서 강력한 축방향 자장을 만들기 위한 솔레노이드 자석 두 개와 반경방향 자장을 만들어 주기 6극 자석으로 구성된다. 또한 축방향 자장 흐름을 효과적으로 만들어주기 위한 두 개의 링 형 자석을 추가하여 자장의 강도를 높였다. 그러나 영구자석으로만 만들어진 자장 구조는 제작과 동시에 고정이 되어 수정이 불가능하기 때문에 제작 후 매우 제한적인 운전영역을 가질 뿐 만 아니라 최악의 경우에는 운전조건을 찾지 못하는 경우도 발생할 수 있다. 따라서 본 설계에서는 그림과 같이 두 개의 작은 보조 솔레노이드 전자석을 추가하여, 최소한의 운전조건으로 ECR 이온원의 공명영역을 결정하는 최소 자장의 구조뿐만 아니라 축방향 자장의 세기도 각각 능동적으로 제어할 수 있도록 하였다. 또한 마이크로파원으로는 TWT (Traveling Wave Tube)를 사용하여 10 GHz에서 14 GHz 까지 다양한 주파수에서 운전이 가능할 수 있도록 설계하였다. 이러한 설계를 통하여 다양한 운전조건을 가질 수 있는 안정된 ECR 이온원을 부피가 작으면서도 유지보수를 최소화하는 구조로 만들 수 있으며, 본 이온원은 탄소 다가 이온을 만들어내기 위한 목적뿐 만 아니라 다양한 중이온을 작은 규모로 만들어내기 위한 장치에서도 사용될 수 있다.

• Journal of radiological science and technology
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• v.42 no.6
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• pp.413-422
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• 2019

Heavy ion particle, represented carbon ion, radiotherapy is currently most advanced radiation therapy technique. Conventional radiation therapy has made remarkable changes over a relatively short period of time and leading various developments such as intensity modulated radiation therapy, 4D radiation therapy, image guided radiation therapy, and high precisional therapy. However, the biological and physical superiority of particle radiation, represented by Bragg peak, can give the maximum dose to tumor and minimal dose to surrounding normal tissues in the treatment of cancers in various areas surrounded by radiation-sensitive normal tissues. However, despite these advantages, there are some limitations and factors to consider. First, there is not enough evidence, such as large-scale randomized, prospective phase III trials, for the clinical application. Secondly, additional studies are needed to establish a very limited number of treatment facilities, uncertainty about the demand for heavy particle treatment, parallel with convetional radiotherapy or indications. In addition, Bragg peak of the heavy particles can greatly reduce the dose to the normal tissues front and behind the tumor compared to the photon or protons. High precision and accuracy are needed for treatment planning and treatment, especially for lungs or livers with large respiratory movements. Currently, the introduction of the heavy particle therapy device is in progress, and therefore, it is expected that more research will be active.

• Analytical Science and Technology
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• v.18 no.4
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• pp.263-270
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• 2005

Nuclear track is an useful tool for elemental analysis of radionuclides, such as uranium, plutonium and thorium, etc., and for elements undergoing nuclear reactions with thermal neutrons such as lithium and boron. This method has various application fields such as detecting fissionable radionuelides, measuring the fission rate in nuclear technology, analyzing cosmic radiation from meteorite, calculating the age of minerals as well as their history, etc. Track registration method has been applied to the microscopic analysis of boron and fissionable element such as uranium in KAERI. This report reviews the theoretical background of the nuclear track formation, practical procedures to obtain etched tracks and a perspective of the future.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.47 no.5
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• pp.447-459
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• 2003

Generalized 2D correlation spectroscopy has been applied extensively to the analysis of spectral data sets obtained during the observation of a system under some external perturbation. It is used in various fields of spectroscopy including IR, Raman, UV, fluorescence, X-ray diffraction, and X-ray absorption spectroscopy (XAS) as well as chromatography. 2D hetero-spectral correlation analysis compares two completely different types of spectra obtained for a system under the same perturbation. Because of the wide range of applications of this technique, it has become one of the standard analytical techniques for the analytical chemistry, physical chemistry, biochemistry, and so on, and for studies of polymers, biomolecules, nanomaterials, etc. In this paper, we will introduce the principle of generalized 2D correlation spectroscopy and its applications that we have studied.

• Progress in Medical Physics
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• v.26 no.1
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• pp.12-17
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• 2015

The purpose of the Monte Carlo simulation study was to provide the optimized nozzle design to satisfy the beam conditions for biomedical researches in the Korean heavy-ion accelerator, RAON. The nozzle design was required to produce $C^{12}$ beam satisfying the three conditions; the maximum field size, the dose uniformity and the beam contamination. We employed the GEANT4 toolkit in Monte Carlo simulation to optimize the nozzle design. The beams for biomedical researches were required that the maximum field size should be more than $15{\times}15cm^2$, the dose uniformity was to be less than 3% and the level of beam contamination due to the scattered radiation from collimation systems was less than 5% of total dose. For the field size, we optimized the tilting angle of the circularly rotating beam controlled by a pair of dipole magnets at the most upstream of the user beam line unit and the thickness of the scatter plate located downstream of the dipole magnets. The values of beam scanning angle and the thickness of the scatter plate could be successfully optimized to be $0.5^{\circ}$ and 0.05 cm via this Monte Carlo simulation analysis. For the dose uniformity and the beam contamination, we introduced the new beam configuration technique by the combination of scanning and static beams. With the combination of a central static beam and a circularly rotating beam with the tilting angle of $0.5^{\circ}$ to beam axis, the dose uniformity could be established to be 1.1% in $15{\times}15cm^2$ sized maximum field. For the beam contamination, it was determined by the ratio of the absorbed doses delivered by $C^{12}$ ion and other particles. The level of the beam contamination could be achieved to be less than 2.5% of total dose in the region from 5 cm to 17 cm water equivalent depth in the combined beam configuration. Based on the results, we could establish the optimized nozzle design satisfying the beam conditions which were required for biomedical researches.