위 펄스형 방사선에 노출된 전자장비는 전자소자 내부에서 발생되는 전자-정공쌍(EHP)과 이들이 형성한 순간 광전류로 Upset, Latchup, Burn out 과 같은 다양한 피해를 입게 된다. 이와같은 손상은 군무기체계나 우주항공 장비의 경우 군전력 손실이나 장비의 기능정지로 나타나 국가적으로 큰 손실을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 펄스형 감마방사선으로 부터 전자장비/소자를 보호하기 위한 방호기술개발의 일환으로 '방사선 감지 및 제어장치'를 구현하고 대표적으로 군장비에 사용되는 전자소자에 대한 기능검증을 시도하였다. 펄스 방사선에 Latchup 및 Burn out 손상특성을 나타내는 LM118 소자에 개발한 '방사선 감지 및 제어장치'를 적용하여 펄스방사선 조사시험을 수행한 결과 LM118이 안전하게 보호됨을 확인하였다.
뇌경색환자들에 있어서 CE-TOF-MRA에서 MT 펄스사용의 유용성을 알아보고자 하였다. 2007년 5월에서 6월까지 뇌경색 증상 발현 후 최소 4시간에서 최대 5일 이내에 환자 10명을 대상으로 3Tesla 자기공명영상기기를 사용하여 조영제 주입 후 offset frequency 0, 600, 1,200, 1,800 Hz의 MT 펄스를 사용한 CE-TOF-MRA을 획득하였다. TOF-SPGR기법인 CE-TOF-MRA영상에서 정상혈관의 경우 SNR이 감소되었지만 CNR은 증가를 보였다. 좁아진 혈관부위는 MT 펄스 600 Hz, 1,200 Hz에서 최고의 CNR을 보였고, 협착된 혈관에서는 MT 펄스 강도와 비례하여 CNR이 증가 하였다. 혈관이 폐색된 경우에는 폐색범위가 명확하게 나타났고 MT 펄스 1,800 Hz에서 최고의 CNR로 평가되었다. 좁아지거나 보이지 않는 혈관에서는 형태변화가 없었고, 혈관이 폐색되어 평가가 불가능한 혈관에서 MT 펄스 후 혈관과 배후조직 SNR은 다소 감소하였지만 두 조직간 CNR은 증가되었다.
SA(Successive Approximation)형 ADC(Analog to Digital Converter)를 사용하여 방사선다중채널파고 분석기를 설계 제작하였다. 선형게이트, 윈도우 및 펄스스트레처는 논리 IC와 선형 IC들을 위주로 결합하여 구성하였으며, 분석시간이 $120{\mu}sec$인 ADC 1211(12 bit)을 중심으로 한 ADC 모듈의 메모리로는 S-RAM 6264 (Address 13 bit, Data 8 bit) 2개를 병렬로 연결하여 사용하였다. 마이크로 컴퓨터 (Apple II)가 전체 시스템을 제어하고 또 계측된 결과의 데이타를 분석할 수 있도록 인터페이스와 소프트 웨어도 만들었다. 제작된 시스템의 동작시험은 표준펄스 발생기로 $0{\sim}10V$ 사이의 일정한 펄스를 만들어 시스템에 입력시켜 그 펄스들을 계측하게 하고, 계측이 끝난 후 컴퓨터가 그 결과를 받아들여 분석하게 함으로써 이루어졌다.
DC/DC스위칭 전력 컨버터는 임의의 직류전원을 부하가 요구하는 형태의 직류전원으로 변환시킨다. DC/DC 컨버터는 PWM-IC를 이용하여 주기적으로 입력측에서 출력측으로 전달되는 에너지를 제어하는 기능을 수행하는데, PWM-IC(펄스폭 변조-집적회로), MOSFET(산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터), 인덕터, 콘덴서, 저항 등으로 구성되어 있다. 방사선의 영향으로 DC/DC 컨버터의 PWM-IC 를 구성하는 비교기(comparator)와 연산증폭기(OP-Amp.) 등 전자소자의 열화 효과(radiation effects)가 발생되는데, PWM-IC 동작에서 SPICE 시뮬레이션과 실험을 통해 펄스의 상실, 펄스폭의 변화, 그리고 출력파형의 변화를 연구하는데 있다.
모야모야 질병에 있어서 펄스 동맥 스핀표지 영상기법을 이용한 뇌혈류량 영상과 고식적 관류 자기공명 영상을 전대뇌동맥, 중대뇌동맥, 후대뇌동맥을 좌우 6개 영역으로 나누어 시각적 평가와 정량적 평가를 하여 펄스 동맥 스핀표지 영상기법의 유용성을 알아보고자 하였다. 시각적인 평가에서는 펄스 동맥 스핀표지 혈류량 영상과 고식적인 관류 자기공명 뇌혈류량 영상에서 관류가 감소된 범위가 자기공명 혈관조영술에서 결손된 위치와 일치하였다. 정량적인 영상 평가는 펄스 동맥 스핀표지 뇌혈류량 영상과 고식적인 관류 자기공명 뇌혈류량 영상에서 관류가 감소된 범위와 위치는 일치하였지만 혈류의 양을 추정할 수 있는 평가에서는 다소간의 차이를 보였다.
의료기술 발전으로 인해 의료기기 사용이 증가하는 추세이다. 의료기기 중 이식 및 치료를 위해 인체 내에 사용되는 경우가 많다. 그러므로 의료기관에서는 감염 예방을 위해 의료기기 형태와 재질에 따른 멸균법들이 다양하게 적용되고 있다. 뼈 이식에서 수산화인화석 재료가 가장 많이 보급되어 있다. 소형 의료기기에 알맞은 비전리방사선 중 고출력에너지를 가진 Q-switch Nd:YAG 레이저를 이용한 멸균법을 제시하고자 한다. 대장균과 충치균을 수산화인화석 디스크에 오염시켜, 출력1.5 W, 파장은 각각 자외선(266, 355 nm), 가시광선(532 nm), 적외선(1,064 nm), 1과 10 펄스를 각각 조사하였다, 본 연구에서 자외선 파장인 1.5 W, 266 nm, 10 pulse에서 멸균력을 가장 이상적으로 보여주었다. 다른 파장대인 적외선, 가시광선은 소극적 멸균력을 보였으며, 자외선 A와 자외선 C는 펄스에 따라 멸균 차이를 보였다. 레이저 멸균에서 파장 및 펄스에 따라 멸균 차이를 알 수 있었다.
김에 존재하는 M. roseus는 비병원성 세균이나 사람이 면역력이 떨어지게되면 질병을 일으킬 수 있는 균주로서 열처리를 통해서도 쉽게 사멸되지 않고 특히 10 kGy의 감마선 조사에서도 1 log, 40 kGy의 조사선량에서 1 log CFU/mL 이상의 생존율을 나타내는 방사선 저항 세균이다. 이러한 방사선 저항 세균인 M. roseus를 광펄스 살균을 통해 살균 가능성을 알아보았다. M. roseus는 빛의 세기가 증가함에 따라 사멸율이 증가하는 경향을 나타냈으며, 1,000 V의 빛의 세기에서 3분 처리 후에 6.4 log의 감소효과를 보였고 tailing 현상을 보이지 않았다. 빛의 세기와 처리시간을 같이 한 조건에서는 단위 시간동안 펄스 수가 높을수록 살균율이 높아졌으며, 10 pps에서는 2분의 처리로 모든 균이 사멸하였다. 또한 광원과 시료사이의 거리는 가까울수록 사멸율이 증가하는 경향을 보였다. 이러한 연구 결과로 볼 때 광펄스 살균이 향후 김의 위생적 처리의 방법의 하나로 가능성이 있을 것으로 예측된다.
본 논문에서는 CMOS 논리소자의 과도방사선 피해 영향을 분석하기 위해 0.18um CMOS 공정으로 NMOSFET, PMOSFET을 이용하여 기본 논리소자인 INVERTER, NAND, NOR를 설계하고 제작하였다. 제작된 논리 소자 실측결과 1.8V 전원에서 1kHz의 Pulse 입력을 가하였을 때 소모 전류는 70uA 이내, Rising Time, Falling Time 또한 4us 이내이며 펄스 방사선 실측시험을 위해 50M Cable을 이용하여 측정결과 Line Delay가 발생하는 것을 확인하였다.
전자소자는 방사선 피폭으로 손상이 발생하므로 인공위성이나 우주선에 적용하기 위해서는 방사선 내성을 가진 내방사선 전자소자의 사용이 필수적이다. 국내에서 처음 수행한 과도방사선 시험평가 자료를 데이터베이스(DB)로 구축하였다. 이 DB는 웹기반으로 자료검색과 갱신이 가능하도록 설계되었고, 기존 외국 (NASA, ESA)의 공개 자료를 포함하여 총 695종의 데이터가 입력되어 있다. 기존 외국의 DB보다 검색이 효율적이고 실용적인 DB이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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