• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제41권3호
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• pp.286-290
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• 2016

Background: Activation of air and water in the electron linear accelerator for medical use has not been considered severely. By the new Japanese regulation for protection of radiation hazard, it became indispensable to evaluate of activation of air and water in the accelerator room. The measurement of induced activity in air and water components in the electron energy region of 10 to 20 MeV is very difficult, because this energy region is close to the threshold energy region of photonuclear reactions. Then, we measured the photonuclear reaction yields of $^{13}N$, $^{15}O$, and $^{11}C$ by using the electron linear accelerator. Obtained data were compared with the data calculated by the Monte Carlo method. Materials and Methods: An activation experiment was performed at the Research Center for Electron Photon Science, Tohoku University. Highly purified $SiO_2$, $Si_3N_4$, and carbon disks were irradiated for 10 minutes by bremsstrahlung converted by a tungsten plate. Induced activity from C, N, and O was obtained. Monte Carlo calculation was performed using MCNP5 and AERY (DCHAIN-SP) to simulate the experimental condition. Cross section data were adopted the KAERI dataset. Results and Discussion: In our experiment in hospital, calculated values were not agreed with experimental values. It might be three possible reasons as the cause of this deference, such as irradiation energy, calculation procedure and cross section data. Obtained data of this work, calculated and experimental values were good agreement with each other within one order. In this work, we used KAERI dataset of photonuclear reaction instead of JENDL. Therefore, it was found that the photonuclear cross section data of light elements are most important for yield calculation in these reactions. Conclusion: Further improvement for calculation using a new dataset JENDL/PD-2015 and considering electron energy spreading will be needed.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.305-305
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• 2010

It is known that a pulse of electrons of high kinetic energy (1-3 eV) in metals can be generated with the deposition of external energy to the surface such as in the absorption of light or in exothermic chemical processes. These energetic electrons are not in thermal equilibrium with the metal atoms and are called "hot electrons" The concept of photon energy conversion to hot electron flow was suggested by Eric McFarland and Tang who directly measured the photocurrent on gold thin film of metal-semiconductor ($TiO_2$) Schottky diodes [1]. In order to utilize this scheme, we have fabricated metal-semiconductor Schottky diodes that are made of Pt or Au as a metallic layer, Si or $TiO_2$ as a semiconducting substrate. The Pt/$TiO_2$ and Pt/Si Schottky diodes are made by PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) for $SiO_2$, magnetron sputtering process for $TiO_2$, e-beam evaporation for metallic layers. Metal shadow mask is made for device alignment in device fabrication process. We measured photocurrent on Pt/n-Si diodes under AM1.5G. The incident photon to current conversion efficiency (IPCE) at different wavelengths was measured on the diodes. We also show that the steady-state flow of hot electrons generated from photon absorption can be directly probed with $Pt/TiO_2$ Schottky diodes [2]. We will discuss possible approaches to improve the efficiency of photon energy conversion.

• 대한방사선치료학회지
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• 제25권1호
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• pp.1-8
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• 2013

목 적: 체내에서 광자선은 에너지에 따라 다른 선량분포 특성을 보이기 때문에 치료계획 시 적절한 에너지 선택이 중요하다. 두경부암 세기변조방사선치료(intensity modulated radiation therapy, IMRT)는 주로 저에너지 광자선을 사용하는데, 본 연구에서는 후사방향 조사면에 부분적으로 고에너지 광자선을 사용하였을 때 치료계획에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 두경부암 세기변조방사선치료를 시행한 10명(nasopharyngeal carcinoma 5, tonsilar carcinoma 5)의 환자를 대상으로 하였다. 동일한 조건하에 환자의 CT영상을 3 mm 두께로 획득하고 치료계획시스템은 Eclipse (Ver 7.1, Varian, Palo Alto, USA)를 사용하였다. 환자마다 8개 조사면으로 6 MV 에너지를 사용한 치료계획(low energy plan, LEP)과 상대적으로 투과 깊이가 깊은 후사방향의 2개 조사면에서 15 MV 에너지를 사용한 치료계획(partially used high energy plan, PHEP)을 각각 수립하였으며, 다른 치료계획조건들과 plan normalization은 동일하게 적용하였다. 수립된 치료계획을 평가하기 위해서 계획표적체적(planning target volume, PTV)의 coverage, conformity index (CI), homogeneity index (HI)를 비교하였고 양측 이하선의 $D_{mean}$, $D_{50%}$와 뇌척수의 $D_{max}$, $D_{1%}$ 그리고 integral dose (ID)를 비교하였다. 특히, 후경부의 정상조직선량을 비교하기 위해 posterior-normal tissue volume (P-NTV)을 설정하고 dose volume histogram (DVH)을 통해서 $D_{mean}$, $V_{20Gy}$, $V_{25Gy}$를 평가하였으며, 또한 총 monitor unit (MU)의 변화를 비교하였다. 결 과: LEP와 PHEP 사이에서 PTV의 coverage 그리고 CI의 차이는 크지 않았고, HI는 변화없이 전체적으로 동일하게 나타났다. 뇌척수의 선량변화는 크지 않았지만 양측 이하선의 $D_{mean}$, $D_{50%}$ 그리고 ID는 PHEP에서 각각 0.6%, 0.7%, 1.1% 감소하였다. P-NTV의 $D_{mean}$, $V_{20Gy}$, $V_{25Gy}$는 PHEP에서 각각 1.6%, 1.8%, 2.9% 감소하였고, 총 MU도 평균 1.8% 감소하였다. 결 론: 본 연구결과 후사방향에서 부분적으로 고에너지를 사용한 치료계획에서 일부 결정장기(organ at risk, OAR)와 정상조직의 선량, 그리고 총 MU를 감소시키는 효과가 있었다. 이런 효과가 환자에게 임상적으로 얼마나 이로운지는 명확하지 않지만, 두경부암 세기변조방사선치료 계획 시 부분적으로 고에너지 광자선을 사용하는 것은 치료계획의 전반적인 질을 개선하는 데 유용 할 것으로 본다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제6권2호
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• pp.51-60
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• 1995

고에너지 (6-15MV) 광자선속으로 치료할때 LiF(TLD-100) 결정은 solid water phantom 이나 환자의 피부 표면에서의 흡수선량을 측정하기 위해 열자극 발광 선량계(이하 NC-100)가 주로 사용된다. 통상 NC-100은 가열 과정을 여러회 반복하면 그 감도가 줄어드는 것으로 조사되었다. NC-100 위에 입사 광자선속 방향으로 올려놓은 140$\mu\textrm{m}$ 두께의 금박막(이하 GC-100)은 NC-100 과 다른 성질을 갖는다. 즉, 광자선속에서 GC-100 은 금박막에서 주로 쌍생성이 일어나고 부분적으로 Compton 산란이 일어나 많은 양전자와 음전자를 만들어 낸다. 그 결과 TLD-100 결정은 증가된 신호를 갖고(최대 100% 증가), 흡수 선량당 높은 반응도가 좋은 선형도를 갖으며, 선량물에 무관할 뿐만 아니라 Fluctuation error 도 $\pm$0.5% 미만으로 낮게 측정되었다. GC-100 은 주로 쌍생성이 일어나기 때문에 전자선보다 광자선에서 더욱 감도가 좋은것으로 나타난다. 그것은 금과같이 원자번호가 높은 매질에서 광자선에 의한 쌍생성의 확률이 큰것에 기인한다. 치료용 고에너지 광자선속에서 TLD-100 chip 위에 올려진 금박막은 TLD 의 신호를 크게 증가시키는 역할을 하는것으로 나타났다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제34권4호
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• pp.176-183
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• 2009

원전 계획예방정비기간 증기발생기 수실작업 등은 매우 높은 방사선량율을 보이는 지역으로, 짧은 시간 동안 작업으로 종사자는 높은 피폭을 받을 가능성이 있다. 특히, 방사성물질과 접촉작업을 하는 손 부위에서 고피폭이 예상된다. 이런 점을 고려하여 2004년 수행된 국내 원전의 복수선량계 알고리즘 적용성 시험의 TLD 판독결과를 이용하여 고피폭 접촉 작업의 방사선장을 분석하였다. 그 결과, 원전 고피폭 접촉작업의 입사방사선장은 고에너지 광자(High Energy Photon Field)에 의한 피폭으로 해석되었다. 한편 2009년 울진 4호기 계획예방정비기간 S/G 정비작업과 월성 1호기 압력관 교체작업에 참여한 방사선작업종사자에 대해 말단선량 현황과 방사선장을 분석하기위한 현장시험을 실시하였다. 그 결과 입사방사선장은 고에너지 방사선장으로 확인되었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제16권2호
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• pp.97-103
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• 2005

본 연구에서는 몬테칼로 계산(MCNPX 2.4.0)을 이용하여 24MV 의료용 선형가속기에서 발생하는 이차중성자의 에너지분포와 선량계산을 수행하였다. 먼저 선형가속기 두부(head)에서 방출되는 광자와 중성자의 에너지분포를 계산하였으며, 이를 이용하여 물팬텀에서 광자와 중성자의 흡수선량을 계산하였다. 몬테칼로 계산결과 물표면에서 5cm까지 중성자의 흡수선량은 $0.66\~0.35mGy/photon\;Gy$로 나타났으며, 상호작용 자료를 이용한 근사적 계산결과는 전자평형 깊이에서 0.52mGy/photon Gy로 나타났다. 다른 연구결과들과 비교를 통하여 본 연구가 고에너지 선형가속기에서 발생되는 중성 자의 선량평가에 응용될 수 있음을 제시하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권1호
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• pp.176-189
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• 2019

This paper presents a feasibility study for producing the medical isotope $^{99m}Tc$ using the hazardous and currently wasted radioisotope $^{99}Tc$. This can be achieved with the nuclear resonance fluorescence (NRF) phenomenon, which has recently been made applicable due to high-intensity laser Compton scattering (LCS) photons. In this work, 21 NRF energy states of $^{99}Tc$ have been identified as potential contributors to the photo-production of $^{99m}Tc$ and their NRF cross-sections are evaluated by using the single particle estimate model and the ENSDF data library. The evaluated cross sections are scaled using known measurement data for improved accuracy. The maximum LCS photon energy is adjusted in a way to cover all the significant excited states that may contribute to $^{99m}Tc$ generation. An energy recovery LINAC system is considered as the LCS photon source and the LCS gamma spectrum is optimized by adjusting the electron energy to maximize $^{99m}Tc$ photo-production. The NRF reaction rate for $^{99m}Tc$ is first optimized without considering the photon attenuations such as photo-atomic interactions and self-shielding due to the NRF resonance itself. The change in energy spectrum and intensity due to the photo-atomic reactions has been quantified using the MCNP6 code and then the NRF self-shielding effect was considered to obtain the spectrums that include all the attenuation factors. Simulations show that when a $^{99}Tc$ target is irradiated at an intensity of the order $10^{17}{\gamma}/s$ for 30 h, 2.01 Ci of $^{99m}Tc$ can be produced.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2008년도 한국우주과학회보 제17권2호
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• pp.37.3-37.3
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• 2008

STJ(Superconducting Tunnel Junction) technique offers next generation photon detectors exhibiting high energy resolution, high quantum efficiency and photon counting ability over the broad wavelength range from X-ray to NIR. We report the succcess in fabrication of Ta/Al-AlOx-Al/Ta and Nb/Al-AlOx-Al/Nb micro structure deposited on sapphire substrates using various techniques including UV photolithography, DC Sputtering, RIE, and PECVD technique. The characterization experiment was undertaken in an Adiabatic Demagnetization Refrigerator at an operating temperature below 50mK. The details of experimental investigations for electrical characterization of STJ of $20\sim80{\mu}m$ in side-lengths are discussed. The measured I-V curves were used to derive The detector performance indicators such as energy gap, energy resolution, normal resistance, normal resistivity, dynamic resistance, dynamic resistivity, and quality factor.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.228-231
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• 2006

This paper briefly introduces silicon based thin film solar cells: amorphous (a-Si:H), microcrystalline ${\mu}c-Si:H$ single junction and $a-Si:H/{\mu}c-Si:H$ tandem solar cells. The major difference of a-Si:H and ${\mu}c-Si:H$ cells comes from electro-optical properties of intrinsic Si-films (active layer) that absorb incident photon and generate electron-hole pairs. The a-Si:H film has energy band-gap (Eg) of 1.7-1.8eV and solar cells incorporating this wide Eg a-Si:H material as active layer commonly give high voltage and low current, when illuminated, compared to ${\mu}c-Si:H$ solar cells that employ low Eg (1.1eV) material. This Eg difference of two materials make possible tandem configuration in order to effectively use incident photon energy. The $a-Si:H/{\mu}c-Si:H$ tandem solar cells, therefore, have a great potential for low cost photovoltaic device by its various advantages such as low material cost by thin-film structure on low cost substrate instead of expensive c-Si wafer and high conversion efficiency by tandem structure. In this paper, the structure, process and operation properties of Si-based thin-film solar cells are discussed.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 추계학술대회 논문집 Vol.15
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• pp.71-74
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• 2002

Currently small and accurate dosimeters are on the rise. In this study, the feasibility and energy dependency of the electret dosimeter that made of PET (polyethylene terephtalate) were observed by irradiating 4, 6, 15 MV photon beams from the clinical linear accelerator to develop a dosimeter for the clinical field. $10{\times}10cm$ field size of the photon beams were irradiated to the electret dosimeter where the 2.5 cm depth in the polystylene phantom from 100 cm SSD, while 300 DCV was applied to the electret dosimeter. The result showed that the absorbed dose was proportional to the charge linearly, and the volume of a dosimeter could be reduced and the signals were high enough. According to this study, it was found that the polymer electret detector could be produced as a large quantity with a small cost and showed the feasibility of a realtime measurement.