• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권2호
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• pp.269-274
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• 2017

본 연구에서는 기존의 납을 대체할 수 있는 의료방사선 차폐시트 적용을 위해 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 각각에 대한 원소별 차폐능을 모의 추정하였다. 원소들의 선정은 차폐성능이 큰 것으로 알려진 원자번호가 큰 원소와 금속원소를 중심으로 최근에는 다양한 복합재들이 차폐성능을 향상시킨다는 보고에 따라 경량화, 가공성, 활동성 등을 고려하여 21개 원소를 선정하였다. 몬테카를로 시뮬레이션 코드를 이용한 전산모사 투과도 실험으로 21개의 원소를 대상으로 시뮬레이션 하여 추정한 결과 납을 대체할 차폐물질로 적당한 원소의 투과율은 텅스텐(w) 98.82％, 가돌리늄(Gd) 92.96％, 주석(Sn) 86.87％, 인듐(In) 86.38％, 안티몬(Sb) 86.33％, 바륨(Ba) 78.51%로 평가되었으며, 각 원소별 차폐성능을 모의 추정한 결과 텅스텐과 금이 98.82%와 98.44%로 차폐율이 가장 높은 것으로 추정되었다. 경제성과 가공성을 고려할 때 위 원소를 화합한 물질로 차폐체를 만드는 것이 적절할 것으로 사료된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제36권6호
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• pp.429-435
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• 2012

위성항법시스템의 기술발전이 지속적으로 진행되고 있지만 여전히 신호차폐가 빈번히 발생하는 지역에서는 측위정확도 확보에 어려움을 겪고 있다. 이 연구에서는 통합 GPS/GLONASS 이중차분 상대측위 알고리즘을 구현하고 신호차폐 환경의 시뮬레이션을 수행해 그 성능을 검증하였다. 동쪽, 서쪽, 남쪽 방향으로 고층건물에 의해 신호차폐가 발생하는 환경을 시뮬레이션 하고 시뮬레이션 상황에 따른 GPS와 GPS/GLONASS의 정확도 평가를 수행하였다. 그 결과, 신호차폐 시뮬레이션 환경에서는 GPS/GLONASS가 GPS에 비해 최소 0.3m에서 최대 13m이상의 수평정확도가 향상되었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.329-334
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• 2017

본 연구는 의료방사선 차폐를 위해 의료 환경에 적합한 친환경 소재를 찾아 방사선 차폐 시트 제작의 가능성을 추정하고자 하는 것이다. 현재 차폐 소재로 주로 사용되는 납을 대신한 텅스텐 제품이 많이 있으나, 경제성으로 인해 경량의 차폐 시트의 대량생산에는 다소 문제가 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 경제성 있는 경량 친환경 소재를 필요로 한다. 이러한 소재로써 본 연구에서는 황산바륨과 요오드를 제안하였다. 두 물질은 방사선 촬영에서 이미 조영제로 사용되고 있어 방사선을 흡수하는 특성으로 차폐 재료로써 일정 영역에서 충분히 차폐효과가 있을 것으로 예측하고 있다. 따라서 본 연구에서는 방사선 차폐 재료로 검증하기 위해 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 모의 추정하였다. 황산바륨과 요오드 등 조영제인 경우 고에너지 영역에서 방사선 흡수효과가 크게 나타나, 의료방사선 고관전압 촬영영역 120 kV의 두께별 에너지영역에서 두 차폐물질의 유효성을 평가하였다. 모의 추정 결과 두 물질 모두 차폐의 유효성을 추정할 수 있었다. 요오드가 황산바륨보다 차폐효과 높았으며, 0.05mm 두께에서는 효과성이 크게 나타났다. 따라서 방사선차폐 시트의 제작 재료로 방사선 조영제인 요오드도 황산바륨과 같이 가능하다는 것을 몬데카를로 시뮬레이션을 통해 확인 할 수 있다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.403-408
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• 2013

본 연구에서는 기존의 납을 대체할 수 있는 의료 방사선 차폐제품 적용을 위해 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 바륨화합물의 두께별 차폐능을 모의 추정하였다. 차폐재 물질로는 황산바륨($BaSO_4$)을 이용하였고, 시편의 면적은 $15{\times}15cm^2$, 황산바륨의 밀도는 $4.5g/cm^3$, 납의 밀도 $11.34g/cm^3$를 적용하여 차폐재 시편의 두께를 0.1 mm부터 5 mm까지 시뮬레이션 하였다. 입력 선원은 연속 X-ray 에너지 스펙트럼(40 kVp ~ 120 kVp)에서 10kVp Step으로 시뮬레이션하였다. 40 kVp ~ 60 kVp에서의 흡수확률은 3 mm ~ 5 mm 두께에서는 납과 동일한 차폐능을 나타내었으나, 2 mm 이하에서는 차폐능이 기존 납 차폐재에 비해 다소 차폐능이 떨어지는 결과로 나타났다. 또한 70 kVp ~ 120 kVp 에너지 대역에서의 차폐능은 기존 납 차폐재와 유사한 성능을 보였지만, 0.5 mm 이하에서는 다소 낮은 차폐능으로 모의 추정되었다. 본 연구는 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 의료용 엑스선 에너지 대역에 대한 두께 함수로써 바륨화합물의 차폐능을 추정하여 기존의 납과 비교 분석하였다. 또한 순수한 황산바륨의 의료용 방사선 차폐제품 적용가능성을 검증하고자 하였다. 그 결과 의료 방사선 에너지 대역 70 kVp ~ 120 kVp 에서 최소 2 mm 이상의 바륨화합물 두께에서 기존 납 1.5 mm 대비 95% 이상의 차폐효과가 있는 것으로 추정되었으며, 본 결과는 의료용 방사선 차폐제품의 경량화 제작에 기초 자료로 제공될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.121-126
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• 2010

HEMP분야에 대한 연구는 1950년대 이후 미국을 중심으로 핵을 보유한 국가에 의해 주로 국가방위를 목적으로 수천 건의 연구가 집중적으로 이루어졌다. HEMP 방호설비의 핵심은 차폐, 필터링, 접지, 과전압 보호로 구성된다. 이중에서 투자비용이 가장 높은 차폐실 설계에 있어 기존에 나와 있는 이론식을 적용하여 시뮬레이션을 하면 특정 주파수 대역을 제외하고 실제 측정값과 전혀 맞지 않는 모순이 있었다. 본 논문에서는 HEMP 방호용 차폐실의 최적설계를 위해 기존 이론식을 개선하여 실제 측정값과 넓은 주파수 범위에서 잘 일치할 수 있는 이론을 제시하고, 각각의 재료정수에 따라 설계전에 충분하게 시뮬레이션을 거쳐 경제적이고 효과적으로 HEMP 방호용 차폐실을 건설할 수 있도록 하는 시뮬레이터를 개발하였다.

• 천문학회보
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• 제42권2호
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• pp.67.1-67.1
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• 2017

태양의 코로나를 관측하기 위한 코로나그래프의 가장 중요한 부분은 태양 원반으로부터의 빛을 차단하기 위한 차폐기다. 태양 원반 밝기의 1e-6 - 1e-10에 이르는 어두운 외부 코로나(>2Rs)를 관측하기 위해서는 외부차폐기에서 발생하는 회절광을 최소화 하는 것이 중요하다. 우리는 수치실험과 실험실 실험을 통해 원통형 차폐기의 성능을 조사하였다. 수치실험 결과 2.5Rs영역을 가리는 원통형 차폐기의 경우 0.4um의 파장대역에 대해서 그 벽면 각도가 0.39도일 때 차폐기에 의한 회절광이 1e-10Is로 최소가 되었다. 우리는 중국 산동대학교 암터널 실험실에서 시뮬레이션과 일치하는 실험결과를 얻었는데 그 회절광량은 이상적인 경우보다는 조금 더 밝은 1e-9Is 수준이었다. 1e-9Is의 회절광량은 일정 간격으로 배치된9장을 겹쳐놓은 차폐기의 이론적인 성능과 비슷한 값으로 외부차폐기/내부차폐기/리오트 스탑/리오트 스팟 등으로 복잡하고 긴 구조의 코로나그래프가 아닌 외부차폐기만을 이용한 짧은 광학계의 소형 코로나그래프로 외부 코로나 관측이 가능함을 보여준다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.273-279
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• 2022

치과 방사선촬영 시 환자에게 부여되는 피폭선량을 감소시키기 위해 구내 센서 내에 차폐체를 삽입하는 센서를 설계하였다. 설계한 센서를 사용하여 차폐체의 사용 유무에 따른 피폭선량의 변화를 평가하였다. 피폭선량 평가에 사용한 시스템은 바텍 사의 VEX-S300C이며, 65 kV, 3 mA, 0.15 sec의 조사 조건을 바탕으로 SPEKTR 시뮬레이션을 통해 X-선의 에너지스펙트럼을 획득하고, 각 에너지별 광자수를 도출하였다. Genat4 Application for Tomographic Emission(GATE) 시뮬레이션을 통해 시스템을 설계한 후 획득한 에너지스펙트럼을 방사선원으로 사용하여 피폭선량을 산출하였다. 차폐체는 납을 사용하였으며, 0.1 mm ~ 0.5 mm까지 0.1 mm 두께 간격으로 시뮬레이션을 수행하였으며, 이때 설계한 조사야는 직경 60 mm와 시스템의 선택 사항으로 사용 가능한 20 mm × 30 mm의 조사야에 대한 피폭선량을 평가하였다. 직경 60 mm 조사야를 사용할 경우 차폐체의 유무에 따른 피폭선량의 감소는 차폐체의 두께가 증가함에 따라 지수함수적으로 감소하였다. 또한 20 mm × 30 mm 조사야를 사용할 경우 차폐체를 사용하지 않았음에도 피폭선량은 상당히 감소하였고, 차폐체를 사용할 경우 더욱 피폭선량은 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제39권4호
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• pp.595-600
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• 2016

진단방사선 검사 시 환자선량을 감소하기 위한 목적으로 진단용 다엽콜리메이터를 제작하고자 하며, 제작 전 사전연구로서 진단용 다엽콜리메이터에 사용되는 차폐물질 및 차폐효율에 대한 몬테칼로 시뮬레이션을 수행하였다. 몬테칼로 시뮬레이션 코드(MCNPX, LANL, USA)를 이용하여 진단방사선 기기(ReX-650R, Listem, Korea)을 모델링하기 위하여, SRS-78 프로그램을 이용하여 관전압(80, 100, 120 kVp)에 따라 에너지 스펙트럼을 획득하였다. 진단용 다엽콜리메이터의 제작을 위하여 사용된 재료는 SKD-11(탄소 : 1.6%, 규소 : 0.4%, 망간 : 0.6%, 크롬 : 5%, 몰리브덴 : 1%, 바나듐 : 0.3%, 밀도: $7.87g/cm^3$)이며 이를 진단방사선 기기에 진단용 다엽콜리메이터($10{\times}0.5{\times}0.5cm^3$, 좌우 20개씩) 형태로 전산 모사하였다. 진단용 다엽콜리메이터의 차폐효율을 확인하기 위하여 MCNPX 코드의 tally6을 이용하여 에너지별로 차폐효율을 계산하였다. 에너지에 따른 차폐효율은 80 kVp 일 때, 98.3% 차폐되었으며, 100 kVp는 95.7%, 마지막으로 120 kVp는 93.6%가 차폐되는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구결과를 기반으로 MLC형태 및, 누설선량에 대한 연구를 진행하여 진단방사선 기기에서 사용 가능한 진단용 다엽콜리메이터 개발에 필요한 정보를 제공할 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.733-740
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• 2020

의료종사자의 피폭선량을 줄이기 위한 최근 연구에서, 방사선이 산란될 때 발생하는 광전효과를 이용하여 방사선치료실 입구에서의 선량을 줄이는 방법이 제안되었다. 이 방법은 특히 저에너지 광자에 효과적이기 때문에 본 연구에서는 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 슬릿형태 구조물의 일반촬영실 산란 엑스선에 대한 차폐성능을 평가하였다. 두께 2 mm, 폭 50 mm, 길이 900 mm인 판을 2 mm 간격으로 수평 적재하는 형태의 슬릿형태 구조물은 알루미늄에 비해 철 또는 납으로 만드는 경우 차폐효과가 뛰어났다. 재질을 철로 한정한 경우 선원과 관심구역 사이에서 결정된 구조물의 설치위치는 차폐효과와 무관했으며, 판의 폭은 차폐효과에 비례했다. 폭 50 mm 철판을 사용한 경우 산란선이 직접 발생하는 바닥 및 환자의 높이를 제외하면 약 99.9% 또는 그 이상의 차폐효과가 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.367-373
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• 2020

물체와 X선의 상호작용로 발생하는 산란선으로 야기되는 공간 산란선량은 대부분이 저에너지 영역의 전자기파로 인체에 비교적 쉽게 흡수되어 방사선 피폭정도가 증가하게 된다. 이러한 공간 산란 선량은 방사선작업 종사자 및 환자의 방사선 피폭 정도 지표로도 사용되고 있으며 간접적으로 발생하는 공간 산란 선량을 줄여 피폭을 저감화하기 위한 방안의 필요성이 마련될 필요성이 있다. 이에 본 연구에서는 공간산란 선량을 저감화 방안으로 무납 방사선 차폐 시트를 제시하였고 가슴 X선 촬영검사를 기준으로 몬테카를로(MC; Monte Carlo) 시뮬레이션을 수행하여 거리 변화에 따른 갑상샘과 생식선 위치에서 흡수되는 산란선의 흡수선량을 산출하였고 실측치와 차폐율을 비교 평가하였다.