• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제49권1호
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• pp.29-39
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• 2024

Background: The gamma emission tomography (GET) device has been reported a reliable technique to inspect partial defects within spent nuclear fuel (SNF) of pin-by-pin level. However, the existing GET devices have low accuracy owing to the high attenuation and scatter probability for SNF inspection condition. The purpose of this study is to design and optimize a Yonsei single-photon emission computed tomography version 2 (YSECT.v.2) for fast inspection of SNF in water storage by acquisition of high-quality tomographic images. Materials and Methods: Using Geant4 (Geant4 Collaboration) and DETECT-2000 (Glenn F. Knoll et al.) Monte Carlo simulation, the geometrical structure of the proposed device was determined and its performance was evaluated for the ¹³⁷Cs source in water. In a Geant4-based assessment, proposed device was compared with the International Atomic Energy Agency (IAEA)-authenticated device for the quality of tomographic images obtained for 12 fuel sources in a 14 × 14 Westinghouse-type fuel assembly. Results and Discussion: According to the results, the length, slit width, and septal width of the collimator were determined to be 65, 2.1, and 1.5 mm, respectively, and the material and length of the trapezoidal-shaped scintillator were determined to be gadolinium aluminum gallium garnet and 45 mm, respectively. Based on the results of performance comparison between the YSECT.v.2 and IAEA's device, the proposed device showed 200 times higher performance in gamma-detection sensitivity and similar source discrimination probability. Conclusion: In this study, we optimally designed the GET device for improving the SNF inspection accuracy and evaluated its performance. Our results show that the YSECT.v.2 device could be employed for SNF inspection.

• 한국광학회지
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• 제35권2호
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• pp.61-70
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• 2024

400 nm부터 1,600 nm까지의 파장 영역에서 단일모드 광섬유에 결합된 12개의 다이오드 레이저 광원를 기반으로 하는 레이저 복사출력계 교정시스템을 소개한다. 본 시스템은 복사출력 측정위치에서 레이저 출력요동을 최소화하였고 모든 광원에 대해 비슷한 빔 크기를 갖는다. 또한 감응도의 비균일도 및 비선형성을 최소화하기 위해 적분구 기준기를 사용하였다. 이 교정시스템의 최소 측정불확도는 대부분의 레이저 파장에서 1.1% (k=2)로 추정된다.

• 한국임상수의학회지
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• 제30권5호
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• pp.346-352
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• 2013

본 연구는 다이오드레이저가 골관절염에 주는 영향을 평가하기 위해 실시되었다. 연구에는 10주령의 수컷 Sprague-Dawley 랫드 60마리를 사용하였고 전십자인대의 절단 (ACLT)으로 골관절염을 유발하였다. 대조군, sham군, ACLT군, ACLT와 레이저조사를 병행한 군 (ACLT+L), ACLT와 meloxicam 투약을 병행한 군 (ACLT+M)의 다섯 개의 실험군으로 나누어 연구를 진행하였다. 8주간의 연구 기간 동안 808-nm indium-gallium-arsenide (InGaAs) 다이오드레이저 조사 방법으로 Low-level laser therapy (LLLT)를 일주일에 두 번 랫드의 수술 한 오른쪽 다리에 조사하였다. 수술 후 2주, 4주, 8주에 방사선학적, 형태학적, 조직병리학적 평가를 실시하였다. 8주에 실시한 방사선학적 평가와 일반 혈액검사, 혈청 화학 검사에서는 군 간의 유의한 차이가 나타나지 않았다. 형택학적 방법과 조직병리학적 방법으로 수술 후 2주, 4주, 8주의 ACLT+L 군과 sham 군을 비교 했을 때 ACLT+L 군에서 유의하게 연골의 손상정도가 높은 것으로 나타났다. ACLT+M 군 또한 sham 군과 비교했을 때 연골의 손상이 심한 것으로 나타났다. LLLT는 ACLT 모델에서 골관절염을 예방하는 효과는 제한적이었으며, 오히려 연골의 손상을 가속화 시키는 것으로 평가 되었다. LLLT가 세포의 생존에는 영향을 주지 않으므로 레이져에 의한 직접적인 연골손상 발생보다는 레이저의 통증완화효과로 인해 불안정한 무릎관절을 계속해서 사용함으로써 연골의 손상이 가속화 된 것으로 생각 된다.

• 대한핵의학회지
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• 제28권1호
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• pp.98-105
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• 1994

Metallothionein (MT)는 세포내에 존재하는 cystein이 풍부한 적은 단백질로서 핵의학적 영상이나 치료에 이응이 가능할 여러 금속성 방사성 동위원소와 결합한다. 본 연구는 sarcoma를 주사한 Balb/C mice에서 MT와 결합하는 방사성동위원소인 cadmium이 종양에 축적되는가를 확인하고, 그것이 핵의학적인 영상과 치료에 이용될 수 있는지와 Ga-67을 대신할 수 있는지를 보기 위해 종양과 정상조직에서 Cd-109과 Ga-67의 섭취율을 비교하고 종양과 정상조직의 비를 비교하였다. Balb/3T3 세포를 Molony murine sarcoma virus (MMSV)로 변형시킨 세포를 Balb/C mice의 왼쪽 서혜부에 피하로 주사한 후 종양이 $0.6{\sim}l.0cm^2$로 자랐을 때 $25{\mu}Ci$ Cd-109 chloride와 $40{\mu}Ci$ Ga-67 citrate을 피하주사 한 후 18 또는 72시간에 쥐를 희생하여 종양과 여러 정상조직을 제거하여 무게를 잰 후 방사능을 측정하였다. Cd-109의 종양섭취는 Ga-67과 비슷하나 대부분의 정상조직에 비해 (MT가 풍부한 간과 신장을 제외) Ga-67보다 높았다. 종양대 정상조직의 섭취비는 Cd-109이 Ga-67에 비해 배후방사능에 중요한 영향을 미치는 장기인 뼈, 장, 지방조직, 근육, 혈액에서 월등히 높아서 (P<0.001) 같은 종양에서 Ga-67보다 좋은 영상을 얻을 수 있으리라고 생각되며, MT에 결합하는 cadmium은 암의 종양영상과 치료에 이용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권1호
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• pp.9-17
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• 2010

액체카드뮴음극(LCC, Liquid Cadmium Cathode)을 사용하여 우라늄과 TRU (TRans Uranium) 원소를 동시에 회수하는 전해제련공정에서 LCC 표면에서 성장하는 수지상(dendrite) 우라늄의 생성 및 성장을 억제하기 위한 LCC 구조는 개발은 전해제련공정의 핵심이다. 금속 수지상의 생성과 성장 현상을 관찰하기 위해 상온에서 실험이 가능하며 육안관찰이 가능한 Zn-Ga 계의 모의실험장치를 제작하였으며 갈륨 계면에서의 수지상 아연의 성장 현상과 기존의 교반기형과 파운더형 LCC 구조의 성능을 관찰하였다. 이러한 금속 수지상은 전해용액 내에서 그 기계적 강도가 약한 것으로 보여 여러 가지 음극 구조에 의해 쉽게 파쇄 되지만 액체금속으로 쉽게 가라앉지는 않았다. 모의 실험결과를 바탕으로, LCC 구조개발에 활용할 수 있는 실험실 규모의 액체음극 전해제련 실험 장치를 제작하였으며, 수지상 우라늄의 성장 억제를 위한 여러 가지 형태의 LCC 구조의 성능 시험을 수행하였다. 교반기형 LCC 구조의 실험결과 LCC 도가니 내벽에서 성장하는 수지상 우라늄을 효과적으로 파쇄하지 못하였으며, 일자형과 harrow형 LCC 구조의 성능은 유사하였다. 이에 따라 LCC 표면과 도가니 내벽에서 성장하는 수지상 우라늄을 LCC 도가니 바닥으로 침전시키기 위하여 mesh형 LCC 구조를 개발하였다. 이의 성능실험결과 수지상 우라늄의 성장 없이 약 5 wt%까지의 우라늄을 회수할 수 있었다. 실험 종료 후 LCC 바닥 침전물을 화학 분석한 결과 금속간화합물(UCd11)이 형성되었음을 확인할 수 있었다.

• 분석과학
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• 제31권6호
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• pp.240-246
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• 2018

본 연구에서는 GD-MS를 활용하여 원소 별 함량이 다른 세 종류의 알루미늄 매질의 표준 시료를 분석하였다. 13 종의 원소(Mg, Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Ga, Sn, Pb)에 대해 검량 곡선을 작성하고 그 기울기를 RSF(Relative sensitivity reference)로 확립하였다. 검량 곡선은 X축을 IBR(Ion beam ratio)로, Y축을 표준 시료의 인증 값으로 작성하였다. 검량 곡선의 정밀도와 직선성을 평가하기 위해 RSD(Relative standard deviation)와 결정 계수를 계산하였다. 그 결과 모든 원소의 RSD는 10 %이내로 높은 정밀도를 나타냈다. 바나듐, 니켈 그리고 갈륨 원소를 제외한 대부분의 원소들은 결정 계수가 0.99 이상으로 1에 가까운 값을 얻어 직선성이 우수했다. 바나듐, 니켈 그리고 갈륨 원소는 결정 계수가 0.90~0.95 범위로 비교적 낮은 직선성을 나타냈으며, 이는 좁은 농도 범위로 인한 오차로 판단된다. 바나듐, 니켈 그리고 갈륨 원소는 결정 계수는 낮지만 각각의 표준 시료 RSF와 기울기로 확립한 표준RSF(Standard-RSF)가 비슷하여 정량 분석을 위한 RSF로 활용 가능할 것으로 판단된다. 다른 매질의 시료에 표준RSF(Al matrix)를 적용 가능 여부와 실제 표준 값에 대한 오차를 확인하기 위해서 철 매질(Fe matrix)의 표준 시료를 분석하여 검증하였다. 구리 원소를 제외한 6 종(Al, Si, V, Cr, Mn, Ni) 원소의 오차율은 약 30 %로 나타났으며, 구리 원소는 측정을 방해하는 불순물 화합물의 영향으로 오차율이 크게 나타난 것으로 판단된다. 일반적으로 동위원소$^{63}Cu$는 $^{54}Fe^{2+}-^{36}Ar$ 간섭을 받고 $^{65}Cu$는 $^{56}Fe-Al^{3+}$간섭을 받는다. 이를 분해하기 위해서는 8000 이상의 분해능이 필요하다. 하지만, 높은 분해능은 이온의 투과도를 낮추기 때문에 미량원소 분석에 어려움이 있다. 구리 원소를 제외한 알루미늄 외 5종의 원소에 대해서는 비교적 적은 오차로 정량 분석이 가능한 것으로 확인되었다.

• 한국진공학회지
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• 제18권2호
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• pp.127-132
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• 2009

Sb에 기초한 응력 초격자 적외선검출소자의 구성 물질인 도핑하지 않은 기판 GaSb 결정과 GaSb/SI-GaAs 박막에 잔존하고 있는 진성결함 (intrinsic defect)을 비교 조사하였다. 상온 근처 (250 K)까지 광여기 발광 (PL)을 보이는 GaSb 결정에서의 발광 에너지의 온도의존성으로부터, 밴드갭 에너지에 관한 경험식인 Varshni 함수의 파라미터 ($E_o$, $\alpha$, $\beta$)를 결정하였다. GaAs 기판 위에 성장된 이종 GaSb 박막에서는 GaSb 주요 진성결함으로 알려져 있는 29 meV의 이온화 에너지를 가지는 위치반전 (antisite) Ga ([$Ga_{Sb}$]) 결함과 함께 위치반전 Sb ([$Sb_{Ga}$])와의 복합결함 ([$Ga_{Sb}-Sb_{Ga}$])과 관련된 것으로 분석된 732/711 meV의 한 쌍의 깊은준위 (deep level)가 관측되었다. PL의 온도 및 여기출력 의존성을 분석하여, Sb-rich상태에서 성장된 GaSb 박막에서는 잉여 Sb의 자발확산 (self-diffusion)에 의하여 치환된 위치전도 [$Ga_{Sb}$] 및 [$Sb_{Ga}$]가 결합하여 [$Ga_{Sb}-Sb_{Ga}$]의 깊은준위를 형성하는 것으로 해석되었다.

• 한국재료학회지
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• 제22권4호
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• pp.195-201
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• 2012

$Ce^{3+}$-doped yttrium aluminum gallium garnet (YAGG:$Ce^{3+}$), which is a green-emitting phosphor, was synthesized by solid state reaction using ${\alpha}$-phase or ${\gamma}$-phase of nano-sized $Al_2O_3$ as the Al source. The processing conditions and the chemical composition of phosphor for the maximum emission intensity were optimized on the basis of emission intensity under vacuum UV excitation. The optimum heating temperature for phosphor preparation was $1550^{\circ}C$. Photoluminescence properties of the synthesized phosphor were investigated in detail. From the excitation and emission spectra, it was confirmed that the YAGG:$Ce^{3+}$ phosphors effectively absorb the vacuum UV of 120-200 nm and emit green light positioned around 530 nm. The crystalline phase of the alumina nanoparticles affected the particle size and the luminescence property of the synthesized phosphors. Nano-sized ${\gamma}-Al_2O_3$ was more effective for the achievement of higher emission intensity than was nano-sized ${\alpha}-Al_2O_3$. This discrepancy is considered to be because the diffusion of $Al^{3+}$ into $Y_2O_3$ lattice is dependent on the crystalline phase of $Al_2O_3$, which affects the phase transformation of YAGG:$Ce^{3+}$ phosphors. The optimum chemical composition, having the maximum emission intensity, was $(Y_{2.98}Ce_{0.02})(Al_{2.8}Ga_{1.8})O_{11.4}$ prepared with ${\gamma}-Al_2O_3$. On the other hand, the decay time of the YAGG:$Ce^{3+}$ phosphors, irrespective of the crystalline phase of the nano-sized alumina source, was below 1 ms due to the allowed $5d{\rightarrow}4f$ transition of the $Ce^{3+}$ activator.

• 대한환경공학회지
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• 제35권7호
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• pp.464-471
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• 2013

본 연구에서는 LCA 기법으로 태양광 시스템 생산 시 소비되는 원료, 부원료, 에너지 등의 물질수지 자료를 분석하여 금속자원의 자원효율성 산정 및 필요금속자원량을 예측하였다. 태양광 시스템 생산 시 투입되는 금속자원의 자원효율성 분석결과 철 비철금속은 4가지 기술(SC-Si, MC-Si, CI(G)S, CdTe)에 대해 동일하게 납, 주석 순으로, 희유금속은 결정질 실리콘 시스템의 경우 갈륨, 레늄 순으로, 박막형 시스템의 경우 레늄, 로듐 순으로, 희토류는 4가지 기술에 대해 동일하게 가돌리늄, 사마리움 순으로 자원효율성이 높은 것으로 나타났다. 2030년까지 우리나라의 태양광 시스템의 증설에 필요한 금속자원량을 예측한 결과 자원순환에 의한 자체 수급량을 제외하고 알루미늄 2,545,670 ton, 구리 22,044 ton, 니켈 31 ton, 주석 1,695 ton 및 아연 92,069 ton이 필요한 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.308-309
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• 2012

One of the critical issues in the growth of multijunction solar cell is the formation of a highly doped Esaki interband tunnel diode which interconnects unit cells of different energy band gap. Small electrical and optical losses are the requirements of such tunnel diodes [1]. To satisfy these requirements, tens of nanometer thick gallium arsenide (GaAs) can be a proper candidate due to its high carrier concentration in low energy band gap. To obtain highly doped GaAs in molecular beam epitaxy, the temperatures of Si Knudsen cell (K-cell) for n-type GaAs and Be K-cell for p-type GaAs were controlled during GaAs epitaxial growth, and the growth rate is set to 1.75 A/s. As a result, the doping concentration of p-type and n-type GaAs increased up to $4.7{\times}10^{19}cm^{-3}$ and $6.2{\times}10^{18}cm^{-3}$, respectively. However, the obtained n-type doping concentration is not sufficient to form a properly operating tunnel diode which requires a doping concentration close to $1.0{\times}10^{19}cm^{-3}$ [2]. To enhance the n-type doping concentration, n-doped GaAs samples were grown with a lower growth rate ranging from 0.318 to 1.123 A/s at a Si K-cell temperature of $1,180^{\circ}C$. As shown in Fig. 1, the n-type doping concentration was increased to $7.7{\times}10^{18}cm^{-3}$ when the growth rate was decreased to 0.318 A/s. The p-type doping concentration also increased to $4.1{\times}10^{19}cm^{-3}$ with the decrease of growth rate to 0.318 A/s. Additionally, bulk resistance was also decreased in both the grown samples. However, a transmission line measurement performed on the n-type GaAs sample grown at the rate of 0.318 A/s showed an increased specific contact resistance of $6.62{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm^{-2}$. This high value of contact resistance is not suitable for forming contacts and interfaces. The increased resistance is attributed to the excessively incorporated dopant during low growth rate. Further studies need to be carried out to evaluate the effect of excess dopants on the operation of tunnel diode.