• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.407-410
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• 2002

Monochromatic x-ray CT has several advantages over conventional CT, which utilizes bremsstrahlung white x-rays from an x-ray tube. There are several methods to produce such monochromatic x-rays. The most popular one is crystal diffraction monochromatization, which has been commonly used because of the fact that the energy spread is very narrow and the energy can be changed continuously. The alternative method is the use of fluorescent x-ray, which has several advantages such as large beam size and fast energy change. We have developed a parallel-beam and a fan-beam monochromatic x-ray CT, and compared some characteristics such as accuracy of CT numbers between those systems. The fan beam monochromatic x-rays were generated by irradiating target materials by incident white x-rays from a bending magnet beam line NE5 in 6.5 GeV Accumulation Ring at Tukuba. The parallel beam monochromatic x-rays were generated by using a silicon double crystal monochromator at the bending magnet beam line BL-20BM in Spring-8. A Cadmium telluride (CdTe) 256 channel array detector with 512mm sensitive width capable of operating at room temperature was used in the photon counting mode. A cylindrical phantom containing eight concentrations of gadolinium was used for the fan beam monochromatic x-ray CT system, while a phantom containing acetone, ethanol, acrylic and water was used for the parallel monochromatic x-ray CT system. The linear attenuation coefficients obtained from CT numbers of those monochromatic x-ray CT images were compared with theoretical values. They showed a good agreement within 3%. It was found that the quantitative measurement can be possible by using the fan beam monochromatic x-ray CT system as well as a parallel beam monochromatic X-ray CT system.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권4호
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• pp.479-487
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• 2015

The thallium-doped sodium iodide [NaI(Tl)] scintillation detector is preferred as a gamma spectrometer in many fields because of its general advantages. A silicon photomultiplier (SiPM) has recently been developed and its application area has been expanded as an alternative to photomultiplier tubes (PMTs). It has merits such as a low operating voltage, compact size, cheap production cost, and magnetic resonance compatibility. In this study, an array of SiPMs is used to develop an NaI(Tl) gamma spectrometer. To maintain detection efficiency, a commercial NaI(Tl) $2^{\prime}{\times}2^{\prime}$ scintillator is used, and a light guide is used for the transport and collection of generated photons from the scintillator to the SiPMs without loss. The test light guides were fabricated with polymethyl methacrylate and reflective materials. The gamma spectrometer systems were set up and included light guides. Through a series of measurements, the characteristics of the light guides and the proposed gamma spectrometer were evaluated. Simulation of the light collection was accomplished using the DETECT 97 code (A. Levin, E. Hoskinson, and C. Moison, University of Michigan, USA) to analyze the measurement results. The system, which included SiPMs and the light guide, achieved 14.11% full width at half maximum energy resolution at 662 keV.

• 한국산업보건학회지
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• 제19권4호
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• pp.321-327
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• 2009

1,3-butadiene is classified as suspected human carcinogen, group A2(American Conference of Governmental Industrial Hygienists, ACGIH). In Korea, 1,3-butadiene has been used as a raw material; monomer, homopolymer, polybutadiene latex, acrylonitrile-butadiene-styrene(ABS) and styrene-butadiene rubber(SBR), in the petrochemistry and precision chemistry industry. As petrochemistry industry in Korea has been developed, the potential exposure possibility of 1,3-butadiene to workers can be increased. Therefore the purpose of this study is to evaluate airborne 1,3-butadiene concentration and workers' exposure levels in the workplace using 1,3-butadiene. Air samples were collected with 4-tert-butyl catechol(TBC) charcoal tube(100 mg/50 mg) and were analyzed by gas chromatograph/flame ionization detector(GC/FID) according to the Choi's method(2002). Geometric mean (GM) and arithmetic mean (AM) of total 59 workers' exposure concentrations to airborne 1.3-butadiene were 0.042 ppm and 1.51 ppm, respectively. Although most samples were lower than 1ppm, 2 samples(21.5ppm and 33.1ppm as 8hr-TWA) were exceeded the Korean standard(2ppm) over 10 times at the repair process in synthetic rubber and resin manufacture industry. 14 samples(41%) of total 34 short-term air samples were exceeded the Korean standard(10ppm as STEL) of Ministry Labor. 1,3-butadiene concentration(GM) in the synthetic rubber and resin manufacture industry(7.87ppm) was significantly higher than that in the monomer manufacure industry (0.35ppm)(p<0.05). Also in the sampling and repair process, each GM(range) was 1.39ppm(N.D.-469.6ppm) and 7.85ppm(N.D.-410.2ppm). In conclusion, it depends on the industry and process, 1,3-butadiene can be exposed to workers as high concentration for short-term.

• 대한환경공학회지
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• 제38권4호
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• pp.162-168
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• 2016

음식물쓰레기 부패과정에서 발생되는 대표적인 S계(황화수소($H_2S$), 메틸멜캅탄($CH_3SH$)), N계(암모니아($NH_3$), trimethyl amine) 악취물질과 복합악취를 경과시간에 따라 측정하고, 유용미생물(effective microorganism, EM) 사용에 따른 악취 저감효과의 평가 및 EM제의 미생물상 및 세균수의 변화와 악취물질 농도 저감과의 관계를 조사하였다. 음식물쓰레기에서 발생하는 악취는 N 계열에 비하여 S계 악취물질의 영향이 더 큰 것으로 나타났다. S계 악취물질과 복합악취의 경우 대조군에 비하여 EM제를 사용한 실험군에서 발생농도가 낮게 나타나 EM제의 도포에 의한 악취 저감효과를 확인할 수 있었다. 그러나 아세트알데히드($CH_3CHO$)의 경우 EM제 도포 후 경과시간이 증가할수록 발생농도는 감소되지 않았다. EM제와 음식물쓰레기 부패시 발생하는 침출수의 미생물을 분석한 결과, 대부분 유산균 군집으로 확인되었으며, EM제 원액과 실험군에서 발생한 침출수의 미생물 군집이 다르게 나타났다.

• 분석과학
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• 제23권5호
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• pp.465-476
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• 2010

본 연구에서는 대기환경시료 및 현장조건에서 채취한 현장시료들 중, 악취성분 및 주요 VOC 성분들 중에서 여러 유형의 관리대상으로 지정 중인 benzene, toluene, p-xylene, styrene, methyl ethyl ketone의 농도분석 방식들을 비교하였다. 이때, GC/FID와 튜브를 연계한 F-T 분석방식과 GC/MS와 백(bag)을 연계한 M-B방식으로 같은 시료를 각각 분석하고 이들 결과 값을 비교하였다. 상관분석결과, toluene과 pxylene에서 F-T와 M-B방법간의 결과에서 큰 상관성을 보이는 것으로 나타났다(P < 1.4E-08). 양 기기간의 오차를 percent difference (PD)와 같이 산술적으로 구하여 평가한 결과, benzene과 toluene의 농도는 상대적으로 비슷한 경향을 보였다. 그러나 분석대상 성분들 간에 양 방식의 차이는 평균적으로 35%가 넘으면서 F-T와 M-B간의 오차가 일정 수준이상으로 존재하였다. 그리고 F-T/M-B ratio가 대부분 1 이하로 나타나면서, M-B의 결과 값이 F-T에 비해 상대적으로 크게 나타나는 경향을 보였다. 양 분석기기로부터 산출한 결과 값을 통계적으로 판단하기 위해, t-test를 실시하였다. 그 결과, 95% 신뢰수준에서 toluene, pxylene, styrene, methyl ethyl ketone 성분에서는 두 시스템간의 결과 값에 차이가 유의한 것으로 나타났다(P < 0.043). 그러나 전반적으로 양 분석기법의 차이에 따른 오차는 상당 부분 선택한 표준시료의 성상 및 백내부의 시료손실 등과 같은 요인에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권1호
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• pp.37-43
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• 2002

방사선원과 감마카메라 사이에 위치한 산란매질의 종류, 두께 그리고 조준기 종류가 감마카메라 영상에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 실험과 시뮬레이션을 수행하였다. 감마카메라는 조준기, NaI(T1) 섬광결정(60$\times$60$\times$6 ㎣), 위치민감형 광전자증배관(PSPMT), NIMs, 제어용 컴퓨터를 사용하여 개발하였다. 시뮬레이션은 산란매질(아크릴매질/공기)의 두께 변화(0～8 cm)와 조준기의 종류(평행구멍형조준기/확산형조준기) 변화에 따라 계산하였으며 실험 역시 시뮬레이션과 같은 조건으로 수행하였다. 시뮬레이션 결과를 보면, 매질의 두께가 0 cmn에서 8 cm로 증가하면, 계수율은 평행구멍형조준기의 경우 17%(공기), 60%(아크릴) 감소하였으며 확산형 조준기의 경우 감소율이 더 심하여 각각 86%(공기), 98%(아크릴)의 계수율 감소를 보였다. 실제 실험 결과도 시뮬레이션 결과와 비슷하게 매질의 두께가 0 cm에서 8 cm로 증가하면 평행구멍형조준기의 경우 계수율은 10%(공기), 54%(아크릴) 감소하였으며 확산형조준기의 경우 36%(공기), 63%(아크릴)의 계수율 감소를 보였다. 영상의 공간분해능 역시 매질의 두께가 증가할수록 저하되었다. 연구결과 소형 감마카메라를 임상적으로 사용하고자 할 때 감마카메라를 질환 부위에 최대한 밀착시키고 산란매질 두께를 최소화해야 고효율, 고분해능 영상을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권1호
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• pp.107-113
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• 1999

본 연구의 목적은 작은 부위의 종양 또는 수술후 잔여종양을 검출할 수 있는 소형 고성능 영상용 감마프로브를 개발하는 것이다. 감마프로브의 검출기 시스템을 위해 위치민감형 광전자증배관(PSPMT)을 사용하였고, -1000V의 고전압을 공급하였다. 섬광체는 직영 7.62cm, 두께 9.5mm인 NaI(Tl)를 사용하였으며, 광학그리스를 이용하여 NaI(Tl)와 PSPMT를 접합시켰다. 조준기는 평형육각구멍조준기로써 직경 1.3mm, 격벽 두께 0.22mm, 그리고 길이 40mm이었다. 신호처리시스템은 위치신호처리와 트리거신호처리로 구분되며, 위치신호처리는 전단증폭기, 주증폭기를 거쳐 가산, 감산, 제산신호회로를 이용하여 얻었고, 트리거신호는 가산증폭기, 일정분획식별기 그리고 게이트 모듈을 이용하여 얻었다. 데이터 획득은 Gamma-PF 인터페이스 보드를 경우유하여 PIP 소프트웨어와 펜티엄 PC에 제어되었다. 영상연구를 위해 점선원을 이용하여 장균이도 영상과 슬릿마스크 영상을 얻었다. 그리고 조준기를 사용하여 두 개의 구멍팬텀 영상을 얻었다. 고유공간분해능은 3.97mm이었으며, 시스템 공간분해능은 5.97mm이었다. PSPMT를 이용하여 개발한 소형 감마프로브에 의해 획득된 팬텀영상은 좋은 영상질을 보여주었으며, 임상적용을 위해서는 영상특성의 최적화 연구가 계속되어야할 것으로 생각된다.

• 분석과학
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• 제15권6호
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• pp.514-520
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• 2002

효율적인 시료의 분석을 위하여 개선된 전열증기화 속빈음극관 글로우 방전 우너자방출분광 장치를 제작하여 그에 대한 기초 연구를 수행하였다. 본 시스템은 개선된 속빈음극관 글로우 방잔에 개선된 전열증기화법을 이용한 샘플주입방법을 응용하였으며, ${\mu}{\ell}$단위의 적은 양으로도 분석가능하도록 순수한 텅스템 재질로 된 나선형 코일을 제작하여 증기화 효율을 최대한 높일수 있도록 하여 글로우 방전으로 최대한 많은 양이 주입될 수 있도록 개선하였다. 최적화된 분석조건을 위한 방전조건으로 시료운반기체 사용량과 방전 전력을 측정하였으며, 그 전에 글로우 방전셀의 냉각장치 및 내부의 구조적인 문제 여부에 따른 방출세기에 미치는 영향과 측정 정밀도를 관찰하였다. 방출되어 발생된 빛은 광전송용 광파이버에 의하여 효율적으로 검출기에 운반되도록 구성 제작하였으며, 마지막으로 본 연구결과에 의한 직선성을 관찰하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제48권4호
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• pp.167-174
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• 2023

Background: A nondestructive test is commonly used to inspect the surface defects and internal structure of an object without any physical damage. X-rays generated from an electron accelerator or a tube are one of the methods used for nondestructive testing. The high penetration of X-rays through materials with low atomic numbers makes it difficult to discriminate between these materials using X-ray imaging. The interaction characteristics of neutrons with materials can supplement the limitations of X-ray imaging in material discrimination. Materials and Methods: The radiation image acquisition process for air-cargo security inspection equipment using X-rays and neutrons was simulated using a GEometry ANd Tracking (Geant4) simulation toolkit. Radiation images of phantoms composed of 13 materials were obtained, and the R-value, representing the attenuation ratio of neutrons and gamma rays in a material, was calculated from these images. Results and Discussion: The R-values were calculated from the simulated X-ray and neutron images for each phantom and compared with those obtained in the experiments. The R-values obtained from the experiments were higher than those obtained from the simulations. The difference can be due to the following two causes. The first reason is that there are various facilities or equipment in the experimental environment that scatter neutrons, unlike the simulation. The other is the difference in the neutron signal processing. In the simulation, the neutron signal is the sum of the number of neutrons entering the detector. However, in the experiment, the neutron signal was obtained by superimposing the intensities of the neutron signals. Neutron detectors also detect gamma rays, and the neutron signal cannot be clearly distinguished in the process of separating the two types of radiation. Despite these differences, the two results showed similar trends and the viability of using simulation-based radiation images, particularly in the field of security screening. With further research, the simulation-based radiation images can replace ones from experiments and be used in the related fields. Conclusion: The Korea Atomic Energy Research Institute has developed air-cargo security inspection equipment using neutrons and X-rays. Using this equipment, radiation images and R-values for various materials were obtained. The equipment was reconstructed, and the R-values were obtained for 13 materials using the Geant4 simulation toolkit. The R-values calculated by experiment and simulation show similar trends. Therefore, we confirmed the feasibility of using the simulation-based radiation image.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권4호
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• pp.304-309
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• 2015

해양에서 기름 유출 사고로 인한 오염도를 정량적으로 평가하기 위해서, 사고 현장에서 기름을 직접 탐지할 수 있는 센서의 적용이 필요하다. 여러 형태의 기름 탐지 센서 중에서, 기름 성분에 의한 형광 현상(fluorescence)을 탐지 원리로 하는 센서는 해수 중에 존재하는 기름의 농도를 측정할 수 있으므로 효용성이 높은 장점을 갖고 있다. 그러나 이런 종류의 센서는 기름의 형광 현상을 야기시키기 위해서, 수은 램프(mercury lamp)와 같은 자외선 광원(ultraviolet light source)이 필요하고 다양한 종류의 광학 필터와 광전증배관(photomultiplier tube, PMT)과 같은 광학 센서가 주로 사용된다. 이러한 이유로 형광 측정을 기반으로 하고 있는 센서는 측정 플랫폼의 크기가 크기 때문에 현장에서 원활히 사용하기에 한계가 있으며, 고가의 부품들이 집적되어 있어, 센서의 가격이 높은 단점을 갖고 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해서, 본 논문에서는 소형의 크기와 가격 경쟁력을 갖고 있는 형광 광도계 기반의 기름 탐지 센서를 설계하는 방법에 대해서 제시하였다. 형광 광도계의 설계 인자를 파악하기 위한 방법으로, 본 연구에서는 5종의 원유 샘플과 3종의 정제유를 이용하여, 기름의 여기 스펙트럼(excitation spectrum)과 발광 스펙트럼(emission spectrum)을 측정하였다. 여기 스펙트럼과 발광 스펙트럼의 측정을 위해서는 형광 분광기(fluorescence spectrometer)를 이용하였고, 측정된 스펙트럼 자료를 분석하여 형광 광도계(fluorimeter) 설계에 필요한 유종에 따른 공통 스펙트럼 파장 대역을 도출하였다. 본 실험을 통해서 모든 종류의 기름 샘플의 경우, 여기 스펙트럼과 발광 스펙트럼의 최고 값을 갖는 파장의 차이는 약 50 nm인 것으로 파악되었다. 실험 중에서, 여기광의 파장을 365 nm와 405 nm로 고정하였을 경우, 280 nm와 325 nm로 고정하였을 경우에 비해서 최대 발광(emission)의 세기가 작아지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 형광 광도계의 광원 파장을 365 nm 또는 405 nm로 사용할 경우, 광학 센서의 민감도(sensitivity)가 발광되는 빛의 세기를 측정할 수 있도록 설계에 반영해야 할 것으로 판단된다. 본 연구의 실험에서 도출된 결과를 통해서, 기름 탐지를 위한 형광 광도계의 광원, 광학 센서 그리고 광학 필터의 유효 파장 대역을 선택하는데 필요한 설계 인자를 파악할 수 있었다.