• 한국방사선학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.171-175
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• 2017

비파괴검사 분야에서는 작업자들의 안전을 확보하기 위해 방사선원에 대한 시스템 개발에 많은 시간과 재원을 투자하고 있으나 아직까지 사고 발생 확률은 높은 실정이다. 방사선에 대한 잠재적 사고를 미연에 방지하기 위해서는 방사선원의 위치를 직접적으로 검증하는 것이지만 아직까지 연구가 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 감마선조사기의 선원 가이드 튜브에서 방사선원의 위치를 감지할 수 있는 모니터링 시스템 개발을 위한 선행연구로써 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 방사선 검출기에 대한 특성을 모의 추정하였다. 연구 결과, Ir-192의 감마선 에너지에 대한 방사선 검출기는 반도체 소재에 무관하게 $150{\mu}m$에서 2차 전자평형이 이루어지는 것으로 분석되었으며, 감마선 응답 특성은 $HgI_2$가 가장 우수할 것으로 기대된다. 이러한 결과는 차후 모니터링 시스템의 검출부에 위치하는 방사선 검출기의 최적화 두께를 결정하는데 기초자료로써 활용될 수 있을 것으로 기대되며, 이를 바탕으로 모니터링 시스템을 개발 시 방사선작업종사자가 위험을 쉽게 인지하여 안전을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 잠재적인 방사선 사고에 대한 예방 및 선제적 대응이 가능함으로써 사회 안전망 구축 에 기여할 수 있을 것이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권7호
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• pp.1557-1564
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• 2020

In this paper, 3D model-based interactive gamma ray shielding package (MIGSHIELD) is developed in virtual reality platform for windows operating system. In MIGSHIELD, the computational methodology is based on point kernel algorithm (PK), several key parameters of PK are obtained using new technique and new methods. MIGSHIELD has interactive capability with virtual world. The main features made in the MIGSHIELD are (i) handling of physical information from virtual world, (ii) handling of arbitrary shapes radioactive source, (iii) calculating the mean free path of gamma ray, (iv) providing interactive function between PK and virtual world, (v) making better use of PK for virtual simulation, (vi) plug and play. The developed package will be of immense use for calculations involving radiation dose assessment in nuclear safety and contributing to fast radiation simulation for virtual nuclear facilities.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.773-774
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• 2016

본 논문에서는 감마선원 영상화를 위한 감마선 탐지장치에 적용할 차폐체의 경량, 소형화 연구를 수행하였다. 선행 연구를 통해 상용 감마선 영상화 장치의 차폐체와 유사한 차폐효율 및 성능을 나타내는 납 기반의 차폐체를 구현하였으며, 본 논문에서는 납 기반의 차폐체보다 경량화, 소형화를 위해 텅스텐기반의 차폐체를 설계하였다. 차폐체 설계를 위해서 MCNP 전산모사를 수행하였으며, 그 결과 17%의 경량화 및 51%의 체적을 줄이는 결과를 얻었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.948-949
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• 2016

본 논문에서는 감마선원 영상화를 위한 감마선 탐지장치에 적용할 차폐체의 구조 변경에 대한 연구를 수행하였다. 선행 연구를 통해 상용 감마선 영상화 장치의 차폐체와 차폐효율은 유사하지만 경량화 그리고 무게중심을 이동시킨 차폐체를 구현하였다. 본 논문에서는 모션 제어장치의 효율적인 동작을 위해 차폐체를 변경하였다. 차폐체 설계를 위해서 MCNP 전산모사를 수행하였으며, 그 결과 약 15%의 경량화 및 무게중심을 차폐체 중심으로 이동시키는 결과를 얻었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.889-896
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• 2023

핵의학과에서 가장 많이 사용되는 ^99mTc를 점선원과 산란팬텀을 이용하여 에너지스펙트럼 변화를 분석하고 변화된 감마선 에너지에 따른 납 앞치마의 차폐효과를 평가하였다. 산란팬텀의 감마선 에너지 스펙트럼은 점선원보다 광전피크 영역은 감소하고 컴프턴 산란영역은 증가하였다. 감마선원 형태 변화에 따른 에너지 영역별 계수치는 점선원의 계수치보다 20 cm 거리에서 최대 66.1 %의 감소율을 보였으며 컴프턴 산란 영역에서는 산란팬텀의의 계수치가 점선원의 계수치보다 최대 40 cm 거리에서 122.2 % 증가하는 결과를 보였다. 감마카메라를 이용한 선원과 산란팬텀의 거리에 따른 차폐율 차이에서 광전피크 영역은 유사한 결과를 보였으나 컴프턴 산란영역에서는 20 cm거리에서 산란팬텀의 차폐율이 점선원의 차폐율보다 29.2% 증가하였으며 거리가 증가함에 따라 차폐율 차이는 감소하였다. 방사선 선량계를 이용한 납 앞치마 차폐율 측정에서 산란팬텀의 차폐율은 최대 15.3 %의 차이를 보였으며 거리가 증가할수록 두 선원의 차폐율 차이는 감소하였다. 산란팬텀의 납 앞치마 차폐율이 점선원보다 높고 선원과 가까운 거리일수록 납 앞치마의 효과는 증가하는 결과로 방사성의약품을 주입한 환자를 직접 대면할 때 납 앞치마의 착용은 방사선피폭 저감화에 도움이 될 것으로 판단된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제44권2호
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• pp.53-63
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• 2019

Background: As neutron fields are always accompanied by gamma rays, it is essential to distinguish neutrons from gamma rays in the detection of neutrons. Neutrons and gamma rays can be separated by pulse shape discrimination (PSD) methods. Recently, we performed characterization of a stilbene scintillator detector and an EJ-301 liquid scintillator detector with a high-speed digitizer DT5730 and investigated optimized PSD variables for both detectors. This study is for providing a basis for developing fast neutron/gamma-ray dual-particle imager. Materials and Methods: We conducted PSD experiments using stilbene scintillator and EJ-301 liquid scintillator and evaluated neutron and gamma ray discriminability of each PSD method with a $^{137}Cs$ gamma source and a $^{252}Cf$ neutron source. We implemented digital signal processing techniques to apply two PSD methods - the charge comparison (CC) method and the constant time discrimination (CTD) method - to distinguish neutrons from gamma rays. We tried to find optimized PSD variables giving the best discriminability in a given experimental condition. Results and Discussion: For the stilbene scintillator detector, the charge comparison method and the constant time discrimination method both delivered the PSD FOM values of 1.7. For the EJ-301 liquid scintillator detector, both PSD methods delivered the PSD FOM values of 1.79. With the same PSD variables, PSD performance was excellent in $300{\pm}100keVee$, $500{\pm}100keVee$, and $700{\pm}100keVee$ energy regions. This result shows that we can achieve an effective discrimination of neutrons from gamma rays using these scintillator detector systems. Conclusion: We applied both PSD methods to a stilbene and a liquid scintillator and optimized the PSD performance represented by FOM values. We observed a good separation performance of both scintillators combined with a high-speed digitizer and digital PSD. These results will provide reference values for the dual-particle imager we are developing, which can image both fast neutrons and gamma rays simultaneously.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권3호
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• pp.169-173
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• 2006

In-service diagnoses of pipeline facilities are important for a systematic maintenance of them. Field applications by using sealed gamma-ray sources $(^{60}Co,\;^{137}Cs)$ were performed to identify the heterogeneous zone in the pipelines of a distillation tower and a flare stack respectively. From the results, the heterogeneous zones in the pipelines were successfully identified. In the case of the pipeline connected to the distillation tower, a vapor pocket was detected in the fluid under hydrodynamic conditions, which could explain the reason for a decrease of the flow rate. In another case, an area with some amount of catalyst deposits was found at the bottom of the gas pipeline which was connected to the flare stack. And these findings provided important information for the process operators. Diagnosis technique by using gamma radiation sources has been proven to be an effective and reliable method for providing information on a media distribution in a facility.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제9권1호
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• pp.11-18
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• 1984

Well type 전리함과 미세전류 측정희로를 사용하여 표준 감마선 전리함 장치를 개발하였다. 미세전류는 automatic Townsend balance with stepwise compensation방법을 사용하여 측정하였다. $^{226}Ra$을 기준 선원으로 택하여 감마 방출핵종인 $^{241}Am,\;^{133}Ba,\;^{60}Co,\;^{134}Cs,\;^{137}Cs^{22}Na$에 대한 비교 교정인자를 산출하였으며, 감마에너지의 함수로서 검출 효율 곡선을 구하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제42권1호
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• pp.48-55
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• 2017

Background: Simultaneous detection of neutrons and gamma rays have become much more practicable, by taking advantage of good gamma-ray discrimination properties using pulse shape discrimination (PSD) technique. Recently, we introduced a commercial CLYC system in Korea, and performed an initial characterization and simulation studies for the CLYC detector system to provide references for the future implementation of the dual-mode scintillator system in various studies and applications. Materials and Methods: We evaluated a CLYC detector with 95% $^6Li$ enrichment using various gamma-ray sources and a $^{252}Cf$ neutron source, with validation of our Monte Carlo simulation results via measurement experiments. Absolute full-energy peak efficiency values were calculated for gamma-ray sources and neutron source using MCNP6 and compared with measurement experiments of the calibration sources. In addition, behavioral characteristics of neutrons were validated by comparing simulations and experiments on neutron moderation with various polyethylene (PE) moderator thicknesses. Results and Discussion: Both results showed good agreements in overall characteristics of the gamma and neutron detection efficiencies, with consistent ~20% discrepancy. Furthermore, moderation of neutrons emitted from $^{252}Cf$ showed similarities between the simulation and the experiment, in terms of their relative ratios depending on the thickness of the PE moderator. Conclusion: A CLYC detector system was characterized for its energy resolution and detection efficiency, and Monte Carlo simulations on the detector system was validated experimentally. Validation of the simulation results in overall trend of the CLYC detector behavior will provide the fundamental basis and validity of follow-up Monte Carlo simulation studies for the development of our dual-particle imager using a rotational modulation collimator.

• 전자공학회논문지
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• 제52권2호
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• pp.173-181
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• 2015

연구에서는 진단 및 수술 후 잔여병소의 검출을 위하여 방사선계수 방식의 무선 감마선 프로브를 개발하고, 교정선원과 팬텀을 이용하여 그 유용성을 평가 하였다. 반도체기반 방사선센서를 사용하여 프로브 설계 및 소형화 하였으며, 블루투스 원격통신 모듈을 사용하여 진단 및 검출 시스템의 무선화를 구현하였다. 또한 진단 및 수술 시 환부의 모니터링이 가능한 원격모니터링 시스템을 구현하였다. 개발된 프로브의 유용성 평가를 위해 교정선원 $^{57}Co$, $^{133}Ba$, $^{22}Na$, $^{137}Cs$과 닭 가슴살 팬텀을 사용하였다. 평가를 통해 감마선에 대한 프로브의 검출 반응성을 확인하였고, 감마선 세기에 따른 응답 선형성과 검출 방향성, 팬텀 내 선원 깊이에 따른 프로브의 검출효율을 평가를 통해 실증적인 임상에서의 적용 가능성을 확인하였다.