The accuracy of DXA(Dual Energy X-ray Absorptiometry) highly depends on the detection and separation capability of dual energy X-ray X-ray photons. In addition both of scan time and patient exposure are affected by detection efficiency. A CZT detector with a good energy resolution and high detection efficiency was evaluated for the application of bone densitometry. Its performance was compared to a photomultiplier tube with a NaI(T1) scintillator in terms of energy resolution, detection efficiency and the accuracy of bone mineral density measurement. The comparison study was performed with CZT detector and PM tube using DXA equipments(OSTEO Plus, OSTEO Prima, ISOL Technology). The energy spectrum was acquired using MCA(Multi-Channel Analyzer). The used X-ray energy ranged from 20keV to 86keV. The MCA result of the CZT detector showed a slightly sharper energy spectrum than that of NaI(T1). Detection efficiency of the CZT detector at 59.5keV was 1.4 times better. Remarkably the final results of bone mineral density measurements demonstrate only less than 1% difference. The CZT detector appears to have many benefits for the application of bone densitometry. Its excellent energy resolution can enhance the counting accuracy of dual energy X-ray spectrum. Furthermore its compactness in physical dimension and no cooling requirement will be additional benefits for a more compact and accurate bone densitometer.
현재 개발중에 있는 이중 산란형 컴프턴 카메라는 두 대의 산란부 검출기(양면 실리콘 스트립 검출기, DSSD)와 하나의 흡수부 검출기(NaI(Tl) 섬광 검출기)로 구성되며, 소형이면서도 높은 영상해상도를 제공할 수 있는 구조를 가지고 있다. 본 연구에서는 이중 산란형 컴프턴 카메라를 구성하고 있는 감마선 검출기들의 에너지 분해능 및 시간 분해능을 평가하고, 산란부 검출기의 에너지 분해능에 영향을 미치는 인자들을 등가 노이즈 전하(equivalent noise charge)를 통하여 분석하였다. DSSD-1은 평균적으로 59.5 keV 피크($^{241}Am$)에 대하여 $25.2keV{\pm}0.8keV$ FWHM의 에너지 분해능을 보였으며, DSSD-2는 $31.8keV{\pm}4.6keV$ FWHM의 에너지 분해능 지니고 있는 것으로 확인되었다. DSSD의 시간 분해능은 57.25 ns FWHM으로 평가되었고, NaI(Tl) 섬광 검출기의 시간 분해능은 7.98 ns FWHM이었다. 또한 이중산란형 컴프턴 카메라를 이용하여 $^{137}Cs$ 점선원에 대한 컴프턴 영상을 획득한 후 성능을 평가하였다. 이번 실험을 통해서 영상해상도 8.4 mm FWHM (각 분해능 $8.1^{\circ}$ FWHM)을 획득하였고, 영상감도는 $1.5{\times}10^{-7}$(고유 효율=$1.9{\times}10^{-6}$)으로 나타났다.
Jae Hyung Park;Siwon Song;Seunghyeon Kim;Taeseob Lim;Jinhong Kim;Bongsoo Lee
Nuclear Engineering and Technology
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제55권3호
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pp.1045-1051
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2023
In this study, we fabricated a liquid light-guide-based radiation sensor with a LaBr3:Ce scintillator for remote gamma-ray spectroscopy. We acquired the energy spectra of Cs-137 and Co-60 using the proposed sensor, estimated the energy resolutions of the full energy peaks, and compared the scintillation light output variations. The major peaks of the radionuclides were observed in each result, and the estimated energy resolutions were similar to that of a general NaI(Tl) scintillation detector without a liquid light guide. Moreover, we showed the relationships of energy resolution and analog-to-digital channel regarding the number of photoelectrons produced and confirmed the effects of light guide length on remote gamma-ray spectroscopy. The proposed sensor is expected to be utilized to perform remote gamma-ray spectroscopy for distances of 3 m or more and would find application in many fields of nuclear facilities and industry.
We attempted the first measurement of the spectral width of the nickel-like molybdenum x-ray laser (${\lambda}\;=\;18.895\;nm$) by use of a high-resolution spectrometer in order to determine the strength of the magnetic field required for the generation of a circularly polarized x-ray laser. The spectral width was measured to be ${\Delta}{\lambda}\;=\;18\;m{\AA}$ under the substantial lasing condition. The magnetic field required for the generation of a circularly polarized x-ray laser was 40 T. The splitting of the x-ray laser line was clearly obtained under 15 T external magnetic field. The strength of the magnetic field estimated from the splitting of the x-ray laser line was large compared with the external magnetic field. It implies that there might be an alternative mechanism for enhancement of the magnetic field in the gain medium plasma.
Jiwoong Jung;Yong Choi;Seunghun Back;Jin Ho Jung;Sangwon Lee;Yeonkyeong Kim
Nuclear Engineering and Technology
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제56권4호
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pp.1532-1537
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2024
Time-of-flight (TOF) PET detectors with fast-rise-time scintillators and fast-single photon time resolution silicon photomultiplier (SiPM) have been developed to improve the coincidence timing resolution (CTR) to sub-100 ps. The CTR can be further improved with an optimal bandwidth and minimized electronic noise in the readout circuit and this helps reduce the distortion of the fast signals generated from the TOF-PET detector. The purpose of this study was to develop an ultra-high frequency and fully-differential (UF-FD) readout circuit that minimizes distortion in the fast signals produced using TOF-PET detectors, and suppresses the impact of the electronic noise generated from the detector and front-end readout circuits. The proposed UF-FD readout circuit is composed of two differential amplifiers (time) and a current feedback operational amplifier (energy). The ultra-high frequency differential (7 GHz) amplifiers can reduce the common ground noise in the fully-differential mode and minimize the distortion in the fast signal. The CTR and energy resolution were measured to evaluate the performance of the UF-FD readout circuit. These results were compared with those obtained from a high-frequency and single ended readout circuit. The experiment results indicated that the UF-FD readout circuit proposed in this study could substantially improve the best achievable CTR of TOF-PET detectors.
Dhunny, Asma Z.;Lollchund, Michel R.;Rughooputh, Soonil D.D.V.
Wind and Structures
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제20권4호
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pp.565-578
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2015
A wind energy assessment is an integrated analysis of the potential of wind energy resources of a particular area. In this work, the wind energy potentials for Mauritius have been assessed using a Computational Fluid Dynamics (CFD) model. The approach employed in this work aims to enhance the assessment of wind energy potentials for the siting of large-scale wind farms in the island. Validation of the model is done by comparing simulated wind speed data to experimental ones measured at specific locations over the island. The local wind velocity resulting from the CFD simulations are used to compute the weighted-sum power density including annual directional inflow variations determined by wind roses. The model is used to generate contour maps of velocity and power, for Mauritius at a resolution of 500 m.
한국의학물리학회 1999년도 Japanese Journal of Medical Physics
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pp.372-375
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1999
We have developed a new heavy ion CT detector system for the use of a fan beam. The system consists of two sets of a position sensitive detector and an energy detector. The calibration runs were carried out using a $\^$12/C beam of 1mm in diameter with the energies of 290 MeV/u, 254.5 MeV/u, and 215.8 MeV/u. The spatial resolution of 1.1 mm and the energy resolution of about 1% were achieved.
The laser ablation/ionization time-of-flight mass spectrometry is applied to the isotopic analysis of solid samples using a home-made instrument. The technique is convenient for solid sample analysis due to the onestep process of vaporization and ionization of the samples. The analyzed samples were lead, cadmium, molybdenum, and ytterbium. To optimize the analytical conditions of the technique, several parameters, such as laser energy, laser wavelength, size of the laser beam on the samples surface, and high voltages applied on the ion source electrodes were varied. Low energy of laser light was necessary to obtain the optimal mass resolution of spectra. The 532 nm light generated mass spectra with the higher signal-to-noise ratio compared with the 355 nm light. The best mass resolution obtained in the present study is ~1,500 for the ytterbium.
Yu, K.S.;Kim, Wansup;Park, Kyungsu;Min, Won Ja;Moon, DaeWon
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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pp.107.1-107.1
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2014
We have developed and commercialize a time-of-flight - medium energy ion scattering spectrometry (TOF-MEIS) system (model MEIS-K120). MEIS-K120 adapted a large solid acceptance angle detector that results in high collection efficiency, minimized ion beam damage while maintaining a similar energy resolution. In addition, TOF analyzer regards neutrals same to ions which removes the ion neutralization problems in absolute quantitative analysis. A TOF-MEIS system achieves $7{\times}10^{-3}$ energy resolution by utilizing a pulsed ion beam with a pulse width 350 ps and a TOF delay-line-detector with a time resolution of about 85 ps. TOF-MEIS spectra were obtained using 100 keV $He^+$ ions with an ion beam diameter of $10{\mu}m$ with ion dose $1{\times}10^{16}$ in ordinary experimental condition. Among TOF-MEIS applications, we report the quantitative compositional profiling of 3~5 nm CdSe/ZnS QDs, As depth profile and substitutional As ratio of As implanted/annealed Si, Ionic Critical Dimension (CD) for FinFET, Direct Recoil (DR) analysis of hydrogen in diamond like carbon (DLC) and InxGayZnzOn on glass substrate.
본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 센싱 정밀도에 기반 한 그룹화 통신 프로토콜 (SRG)을 제안한다. SRG 는 센서 노드가 밀집해 있는 네트워크에서 응용계층이 요구하는 센싱 정밀도를 만족시키는 방법을 제공하는데, 그룹 헤더 노드를 매 round 마다 라운드-로빈 방식으로 교체하여 전반적인 센싱 정밀도를 높이고 각 노드가 소모하는 에너지를 비슷하게 되도록 만든다. 또한 라우팅 시에 소모되는 에너지를 줄이기 위해 그룹의 크기와 에너지 소모를 고려한 중계 노드를 선택 방법 제안하여 에너지 효율적인 통신이 이뤄지도록 한다. 성능평가를 위한 모의실험 결과 제안한 SRG 프로토콜은 센서노드들의 에너지 소비량을 줄이고 네트워크의 생존시간을 늘리는 것을 알 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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