저에너지(수 eV) 양전자 빔을 이용하여 도체나 반도체의 표면/계면의 물리화학적 특성 분석에 독특한 유용성이 보고 되고 있다. 기존의 표면 분석법에 비해 표면의 선택도가 향상되어 반도체 소자의 박막 두께가 얇아지는 최신기술에 적합한 분석법으로 주목을 받고 있다. 물질표면에 조사된 저에너지 양전자는 표면 근처의 image potential에 포획이 되어 표면에 있는 전자들과 쌍소멸하며 Auger 전자를 방출한다. 표면으로부터 방출된 Auger 전자의 에너지를 측정함으로 원자의 화학적 구별이 가능하므로 검출기의 에너지 분해도가 중요하다. 기존의 ExB 형태의 에너지 측정기는 분해도가 $6{\sim}10\;eV$ 정도이고 특정한 에너지 영역만을 일정시간 스캔하여 스펙트럼을 측정하므로 측정시간이 길어진다는 단점이 있다. 반면에 Time-Of-Flight(TOF) 시스템은 방출되는 전자들의 에너지를 동시에 검출하므로 측정시간이 단축되어 측정 효율이 향상된다. 에너지 분해도를 높이기 위해서는 측정하고자 하는 전자의 진행거리를 길게 할수록 좋으나, 공간적 제약을 고려한 reflected TOF 시스템과 retarding tube을 이용한 linear TOF 시스템의 에너지 분해도를 이론적으로 시뮬레이션하였다.
High energy electron beams took effect for tumor radio-therapy, however, had a lot of problems in clinical application because of various conversion factors and complication of physical reactions. Therefore, we had experimentally studied the important properties of high energy electron beams from the linear accelerator, LMR-13, installed in Yonsei Cancer Center. The results of experimental studies on the problems in the 8, 10, 12 Mev electron beam therapy were reported as following. 1. On the measurements of the outputs and absorbed does, the ionization type dosimeters that had calibrated by $^{90}Sr$ standard source were suitable as under $3\%$ errors for high energy electrons to measure, but measuring doses in small field sizes and the regions of rapid fall off dose with ionization chambers were difficult. 2. The electron energy were measured precisely with energy spectrometer consisted of magnet analyzer and tele-control detector and the practical electron energy was calculated under $5\%$ errors by maximum range of high energy electron beam in the water. 3. The correcting factors of perturbated dose distributions owing to radiation field, energy and material of the treatment cone were checked and described systematically and variation of dose distributions due to inhomogeneous tissues and sloping skin surfaces were completely compensated. 4. The electron beams, using the scatters; i.e., gold, tin, copper, lead, aluminium foils, were adequately diffused and minimizing the bremsstrahlung X-ray induced by the electron energy, irradiation field size and material of scatterers, respectively. 5. Inproving of the dose distribution from the methods of pendulum, slit, grid and focusing irradiations, the therapeutic capacity with limited electron energy could be extended.
High energy electron beams took effect for tumor radio-therapy, however, had a lot of problems in clinical application because of various conversion factors and complication of physical reactions. Therefor, we had experimentally studied the important properties of high energy electron beams from the linear accelerator, LMR-13, installed in Yonsei Cancer Center. The results of experimental studies on the problems in the 8, 10, 12 Mev electron beam therapy were reported as following. 1. On the measurements of the outputs and absorbed doses, the ionization type dosimeters that had calibrated by $^{90}Sr$ standard source were suitable as under 3% errors for high energy electrons to measure, but measuring doses in small field sizes and the regions of rapid fall off dose with ionization chambers were difficult. 2. The electron energy were measured precisely with energy spectrometer consisted of magnet analyzer and tele-control detector and the practical electron energy was calculated under 5% errors by maximum range of high energy electron beam in the water. 3. The correcting factors of perturbated dose distributions owing to radiation field, energy and material of the treatment cone were checked and described systematically and variation of dose distributions due to inhomogeneous tissues and sloping skin surfaces were completely compensated. 4. The electron beams, using the scatterers; ie., gold, tin, copper, lead, aluminium foils, were adequately diffused and minimizing the bremsstrahlung X-ray induced by the electron energy, irradiation field size and material of scatterers, respectively. 5. Inproving of the dose distribution from the methods of pendulum, slit, grid and focusing irradiations, the therapeutic capacity with limited electron energy could be extended.
액상 x-선 소각산란법을 이용하여 단백질의 구조를 분석하였다. 사용한 단백질은 구조가 이미 알려진 Lysozyme과 $Bcl-XL(\vartriangle TM/\vartriangle loop)$ 그리고 $Bcl-XL(\vartriangle TM/\vartriangle loop))$에 자유롭게 움직이는 고리를 가진 $Bcl-XL(\vartriangleTM))$이다. Lysozyme와 $Bcl-XL(\vartriangle TM/\vartriangle loop)$에 대한 소각산란결과는 단백질 결정학으로부터 알려진 분자구조에서 얻은 이론적인 결과와 농도에 의한 차이정도를 제외하고는 잘 일치하였다. $Bcl-XL(\vartriangleTM))$의 경우는 단백질 결정산란 신호에서 볼 때 $Bcl-XL(\vartriangle TM/\vartriangle loop)$와 차이가 없는 것으로 알려져 있으나, 소각산란에서는 뚜렷한 차이를 나타내는 결과를 얻어 loop와 같이 쉽게 움직이는 부분을 가진 단백질을 연구하는 경우 소각산란의 장점을 확인할 수 있었다. 위 실험을 통하여 포항 가속기 연구소 4C1 빔라인의 성능은 적어도 해상도 $\sim2.2\;nm$까지 용액상의 단백질 구조를 분석할 수 있다는 것을 확인하였다.
본 연구에서는 개발하고자 하는 저에너지 대면적 전자빔 발생장치는 원리로서 발생원인 글로우 발전에 의한 플라즈마로부터 이온을 음극으로 가속, 충돌하게 하여 그때 발생하는 2차전자를 전자빔원으로 하여 전자를 가속·제어하는데 바탕을 두고 있으며, 본 연구에서는 이러한 원리를 기본으로 이론적 해석을 통한 고효율의 저에너지 대면적 전자빔 발생장치개발의 설계 및 제작에 대해서 연구하였으며, 또한 빔 에너지의 안전성과 방전조건을 고려한 최적의 방전 파라메타를 설정하여 대면적의 균일한 빔 인출을 가능케 하였다.
자유전자레이저는 고에너지 전자빔의 운동에너지를 빛 에너지로 바꾸는 장치로서, 다른 어떤 종류의 광원으로도 제공할 수 없는 넓은 범위의 파장가변성과 우수한 분광특성을 갖고 있어, 기초연구에서부터 산업응용에 이르기까지 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 이 논문에서는 자유전자레이저의 원리와 특성, 요소기술을 소개하고, 최근 주목받고 있는 테라헤르츠파 자유전자레이저와 에너지 회수형 고출력 자유전자레이저에 대하여 자세하게 소개하였다.
Jeong, Dong Hyeok;Lee, Manwoo;Lim, Heuijin;Kang, Sang Koo;Jang, Kyoung Won
한국의학물리학회지:의학물리
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제31권4호
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pp.145-152
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2020
Purpose: In ionization-chamber dosimetry for high-dose-rate electron beams-above 20 mGy/pulse-the ion-recombination correction methods recommended by the International Atomic Energy Agency (IAEA) and the American Association of Physicists in Medicine (AAPM) are not appropriate, because they overestimate the correction factor. In this study, we suggest a practical ion-recombination correction method, based on Boag's improved model, and apply it to reference dosimetry for electron beams of about 100 mGy/pulse generated from an electron linear accelerator (LINAC). Methods: This study employed a theoretical model of the ion-collection efficiency developed by Boag and physical parameters used by Laitano et al. We recalculated the ion-recombination correction factors using two-voltage analysis and obtained an empirical fitting formula to represent the results. Next, we compared the calculated correction factors with published results for the same calculation conditions. Additionally, we performed dosimetry for electron beams from a 6 MeV electron LINAC using an Advanced Markus® ionization chamber to determine the reference dose in water at the source-to-surface distance (SSD)=100 cm, using the correction factors obtained in this study. Results: The values of the correction factors obtained in this work are in good agreement with the published data. The measured dose-per-pulse for electron beams at the depth of maximum dose for SSD=100 cm was 115 mGy/pulse, with a standard uncertainty of 2.4%. In contrast, the ks values determined using the IAEA and AAPM methods are, respectively, 8.9% and 8.2% higher than our results. Conclusions: The new method based on Boag's improved model provides a practical method of determining the ion-recombination correction factors for high dose-per-pulse radiation beams up to about 120 mGy/pulse. This method can be applied to electron beams with even higher dose-per-pulse, subject to independent verification.
I report a simple method to correct the saturation effect in absorption spectra measured in total electron yield (TEY) mode. It does not require additional measurements of the X-ray penetration depth. In order to check the reliability of the method, X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) spectra for polycrystalline Fe were measured at two different incident angles, and then processed with the method. The two resultant XMCD spectra were identical, and their sum rule analysis produced the ratios of orbital magnetic moment to spin magnetic moment, which were very close to the well-known value.
본 연구에서는 Marx Generator와 펄스 형성라인을 결합시켜 만든 VEBA(Versatile Electron Beam Accelerator)장치를 사용하여 아르곤 이온의 에너지를 식각 추적 방법을 써서 측정하였다. 이 장치에서 240kV, 30kA, 60ns의 전자빔이 발생되었다. 이 전자빔이 이극관을 통과하면서 이 때 주입된 아르곤 기체가 이온화되어 아르곤 이온이 얻어진다. 이렇게 형성된 이온은 가상적 음극에 의해 진공 전파관 속으로 가속되고 이를 전자빔과 분리한 후 알루미늄 박막으로 만든 식각 추적판을 때리도록 장치하였다. 이때 아르곤 이온이 뚫고 들어간 알루미늄 박막의 수로부터 이온의 에너지를 구하였다. 이렇게 얻어진 실험값은 이론값과 잘 일치하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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