물 흡수선량 표준에 토대를 두고 있는 프로토콜에서는 저에너지 전자선의 경우 평행평판형이온함의 사용과 기준 선질 $^{60}$CO 감마선의 물 흡수선량 교정정수를 받은 원통형이온함을 사용하여 고에너지 전자선에서 평행평판형이온함을 교차교정하도록 권고하고 있다. 따라서 본 연구에서는 국제원자력기구의 프로토콜(IAEA TRS-398)에서 권고하고 있는 절차에 따라 저에너지 전자선에 대한 원통형이온함의 선질보정정수를 계산하고, 원통형이온함과 평행평판형이온함의 교정방법에 따른 흡수선량을 상호 비교하였다. 그 결과 전자선에너지 10 MeV 이상에서는 두 이온함간의 선량이 잘 일치하였으나 전자선에너지 6, 9 MeV에서 최대 3.3%까지 선량 차이를 보여 저에너지 전자선에서는 반드시 평형판판형이온함의 사용하여 선량측정 할 것을 권고한다. 교정방법 차이에 의한 평행평판형이온함의 선량은 서로 잘 일치하는 것으로 나타나 표준기관에서 직접 교정받은 $^{60}$Co 감마선의 물 흡수선량교정정수를 사용하여 전자선 물 흡수선량을 결정해도 큰 영향은 없을 듯하다. 또한 평행평판형이온함을 교차 교정하기 위한 전자선 에너지에 따른 흡수선량을 상호 비교한 결과 20MeV이외 12, 16 MeV의 전자선 에너지에서도 잘 일치하여 교차교정을 위한 전자선의 기준 선질에 대한 연구가 더 진행되어야 한다고 사료된다.
본 연구는 제작된 평행평판형 검출기에서 두 전극간의 거리에 따른 극성효과의 정도를 확인하기 위하여 실행되었다. 개발된 전리함의 극성효과를 측정하기 위하여 평행평판형 전리함의 윗면과 아래 면의 전극에 극성을 바꾸어가며 방사선을 조사하고 그에 의하여 생성된 전하를 측정하여 두 양을 비교하였다. 실험은 두 전극간의 거리가 3, 6, 10 mm 일 때 각각의 명목상 체적이 0.9, 1.9, 3.1 cc인 평행평판형 전리함에 대하여 실행하였다. 조사된 방사선은 6, 10 MV 광자선과 4, 6, 9, 12, 16 MeV의 전자선이며, SSD는 100 cm 이었고, 조사면 크기는 광자선의 경우는 10$\times$10 ㎤ 이고 전자선의 경우는 10$\times$10 $\textrm{cm}^2$을 사용하였으며, 측정점은 최대선량점이고, 선량률은 240 MU/min 으로 하였다. 평행평판형 전리함의 극성의 변환은 평행평판형 전리함의 윗면 즉, 방사선이 입사되는 면의 전극이 (+)극을 갖고 아래 면이 (-)극을 갖는 positive와 방사선이 입사되는 면의 전극이 (-)극을 갖고 아래 면이 (+)극을 갖게 되는 negative 측정으로 시행하였다. 실험결과는 광자선의 경우는 0.5 % 이내의 극성효과를 나타냈고, 전자선의 경우는 1% 에서 3.5% 까지 나타났으며, 높은 에너지를 갖는 16 MeV 전자선의 경우가 다른 에너지의 전자선의 경우 보다 극성효과의 영향이 적음을 알 수 있다.
일반적으로 평행평판 도파관에서 발생하는 가장 낮은 고차 모드는 $TE_1$ 모드와 $TM_1$ 모드로 알려져 있다. 본 논문에서는 평행평판 도파관에서 이보다 더 낮은 주파수에서 발생하는 TE 모드에 대해 고찰한다. 평행평판 도파관의 열려 있는 양 옆을 완전 자성 도체(PMC)로 가정하여 TE 모드의 전자계 분포를 유도하였고, 이 모드의 존재를 평행평판 도파관 공동기를 제작하여 실험함으로써 실증하였다. 열려 있는 양 옆의 경계가 완전한 자성 도체가 아니므로 인해 나타나는 특성에 대해서도 고찰하였다.
본 논문에서는 2GHz의 패치폭과 그라운드면의 폭이 같은 QMSA의 구조를 설계 및 제작하였고, QMSA의 구조를 변형하여 용량을 장하한 QMSA와 기생소자를 갖는 QMSA를 제안하였다. QMSA의 구조는 한 쪽 끝이 전기적으로 단락된 λ/4의 구조로 설계하였으며, 용량을 갖는 QMSA는 상측 평행 평판과 하측 평행 평판 사이의 용량을 구성시킴으로써 리턴로스와 공진주파수의 변화를 비교 평가하였다. 또한, 기생소자를 갖는 QMSA의 구조는 상측 평행 평판위에 기생소자를 가변함으로써 안테나를 소형화할 수 있었다. QMSA는 2GHz의 중심주파수를 갖고 2%의 대역폭을 갖으며, 용량의 변화와 기생소자의 길이에 따라 공진주파수의 변화를 보였다.
본 논문에서는 금속 평행평판에 일반 유전체 기판인 FR4 대신 Metamaterial을 삽입할 경우에 발생할 수 있는 전자기 공진 특성과 임피던스 변화에 대하여 연구하였다. 기판을 DPS는 물론 Metamateral인 ENG, MNG, DNG 형으로 나눠, 투자율 함수를 위해 SRR 형식의 Lorentz 모델과, 유전율 함수를 위해 금속선 주기 배열 형식의 Drude 모델을 정확한 계산이 가능한 Full-wave 모드해석기법에 반영하여 평행평판이 가지는 공진모드들과 임피던스의 변화양상을 관측하였다. 관측을 통해 전자장비의 품질을 저하시키는 평행평판의 불요공진모드 억제를 위한 기판설계 가이드라인을 수립할 수 있었다.
본 논문에서는 플랜지된 평행평판도파관으로 급전된 슬릿과 이에 평행하고 근접하는 도체 스트립과의 전자기적인 결합문제를 단순화된 근접주사현미 경의 관점에서 연구하였다. 슬릿의 등가어드미턴스, 슬릿근처 도파관 내부 및 외부의 무효전력, TEM파 전압반사계수의 크기 및 위상 등의 변화결과로부터 플랜지된 평행평판도파관의 특성을 조사하였다. 제안된 구조의 근접주사현미경으로서의 성능을 다양한 구조적인 파라미터들(도파관 높이, 슬릿의 폭, 스트립의 폭, 슬릿과 스트립 간격, 슬릿 폭과 도파관 높이의 비)이 TEM파 전압반사계수의 크기와 위상에 미치는 영향을 관찰하여 점검하였다. 슬릿으로부터 스트립의 변위에 따른 전압반사계수의 변화결과로부터 도파관의 높이가 작을 때 보다 높은 주사해상도를 얻을 수 있음과 반사계수의 크기 변화에 비해 위상변화가 훨씬 민감함을 확인하였다.
본 연구는 제작된 방사선 측정시스템을 평가하기 위한 방법중의 하나인 유효측정점을 명확히 정하기 위하여 실행되었다. 일반적으로 원통형이나 두 전극간의 간격이 매우 작은 평행평판형 이온함의 경우 유효측정점은 잘 정의 되어있다. 그 정의에 의하면 그리 크지 않은 체적을 갖는 평행평판형 이온함의 유효측정점은 방사선이 입사되는 윗면의 바로 아래로 정의한다고 되어있다. 그러나 본 연구에서 제작한 이온함과 같이 두 전극간의 간격을 비교적 크게 할 경우 위의 정의는 더 이상 유효하지 않을 수도 있을 것으로 생각되어 평행평판형 이온함의 두 전극간의 간격을 3, 6, 10 mm로 하여 체적이 0.9, 1.9, 3.1 cc로 비교적 크게 한 경우에 그 유효측정점의 변화를 검토하고자 하였다. 실험은 의료용 선형가속기로부터 발생가능한 광자선 6, 10 MV와 전자선 6, 12 MeV에 대하여 시행되었으며, 방법은 이온함의 buildup의 두께를 증가시켜가면서 방사선의 측정선량이 최대가 되는 깊이를 조사하였다. 그 결과 광자선과 전자선의 경우 조사된 모든 에너지에 대하여 그 정도의 차이는 있으나 전반적으로 이온함의 체적이 커짐에 따라서 즉, 두 전극간의 간격이 멀어짐에 따라서 유효측정점이 이온함의 윗면에서부터 이온함의 중심 쪽으로 이동하는 경향을 보였다. 그 정도는 이온함 체적의 크기가 커질수록 더 크게 이동하는 양상을 보였다. 이와 같은 결과로 볼 때 평행평판형 이온함의 경우는 두 전극간의 간격이 어느 정도 큰 경우에는 유효측정점이 변하게 됨으로 이온함의 체적에 따라서 그 유효측정점을 조사할 필요가 있다고 생각된다.
본 연구에서는 밀집형 열교환기에 사용되고 있는 루우버 핀에 해당되는 간단한 형상인 등온, 수직, 평행평판에서의 혼합대류 열전달에 관하여 Pr=0.7, Gr=$10^{4}$ 및 50<Re$_{L}$<500인 경유 평판간격과 평판길이를 변수로 하여 유한차분법으로 수치해석하였다. 속도분포, 온도분포 및 Nusselt수를 구하여 평판의 간격과 길이가 열전달에 미치는 영향에 관하여 연구하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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