• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제55권3호
• /
• pp.1009-1014
• /
• 2023

Muon tomography is a useful method for monitoring special nuclear materials (SNMs) such as spent nuclear fuel inside dry cask storage. Multiple Coulomb scattering of muons can be used to provide information about the 3-dimensional structure and atomic number(Z) of the inner materials. Tomography using muons is less affected by the shielding material and less harmful to health than other measurement methods. We developed a muon detector for muon tomography, which consists of a plastic scintillator, 64 long wavelength-shifting (WLS) fibers attached to the top of the plastic scintillator, and silicon photomultipliers (SiPMs) connected to both ends of each WLS fiber. The muon detector can acquire X and Y positions simultaneously using a position determination algorithm. The design parameters of the muon detector were optimized using DETECT2000 and Geant4 simulations, and a muon detector prototype was built based on the results. Spatial resolution measurement was performed using simulations and experiments to evaluate the feasibility of the muon detector. The experimental results were in good agreement with the simulation results. The muon detector has been confirmed for use in a muon tomography system.

• 천문학회보
• /
• 제44권2호
• /
• pp.55.2-55.2
• /
• 2019

The firehose instability is driven by a pressure anisotropy in a magnetized plasma when the temperature along the magnetic field is higher than the perpendicular temperature. Such condition occurs commonly in astrophysical and space environments, for instance, when there are beams aligned with the background magnetic field. Recently, it was argued that, in weak quasi-perpendicular shocks in the high-β intracluster medium (ICM), shock-reflected electrons propagating upstream cause the temperature anisotropy. This electron temperature anisotropy can trigger the electron firehose instability (EFI), which excites oblique waves in the shock foot. Scattering of electrons by these waves enables multiple cycles of shock drift acceleration (SDA) in the preshock region, leading to the electron injection to diffusive shock acceleration (DSA). In the study, the kinetic properties of the EFI are examined by the linear stability analysis based on the kinetic Vlasov-Maxwell theory and then further investigated by 2D Particle-in-Cell (PIC) simulations, especially focusing on those in high-β (β~100) plasmas. We then discuss the basic properties of the firehose instability, and the implication of our work on electron acceleration in ICM shock.

• 수산해양기술연구
• /
• 제27권1호
• /
• pp.1-12
• /
• 1991

적분방식에 의한 어군량추정법을 실험적으로 검증하기 위하여, 실험수조에서 50 kHz와 200 kHz의 주파수를 대상으로 모의어군의 분포밀도와 초음파산란강도의 관계를 검토하고, 또 계량어군탐지기의 정도를 개선하기 위한 문제들에 대하여 고찰을 행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 어체의 모의표적으로 이용한 steel ball (직영 35mm)의 실측 echo 파형은 이론 echo 파형과 잘 일치하였다. 2. 5 종류의 주파수에 대하여 고등어 (체장 36cm)의 반사주파수특성을 조사한 결과, 측정주파수가 변화함에 따라 어체에 의한 echo 신호의 진폭과 파형이 크게 변동하고 있음을 알 수 있었다. 3. 송수파기의 음속 내에서 5개/m 상(3)와 30개/m 상(3)의 표적 군이 서로 상하로 존재할 때, 상부 표적군의 존재에 의해 하부 표적군의 echo level이 -0.43 dB 감쇠하는, 소위 그늘효과(shadowing effect)가 발생하였다. 4. 동지나해에서 정박 중에 탐지한 고밀도 어군의 echo신호와 그 어군직하의 해저에서 산란된 echo 신호를 상호 연관시켜 분석한 결과, 어군층내에서 발생한 어군감쇠와 다중산란효과가 해저 echo 신호의 변동에 큰 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다. 5. 정치망의 원통에 인망한 정어리의 단위체적당에 대한 분포밀도가 36마리/m 상(3)였을 때, 해저기녹이 소실되는 어군감쇠현상과, 어군 echo 신호가 해저까지 신장되는 다중산란현상이 동시에 발생하였다. 6. 50kHz와 200kHz의 주파수에서 표적군의 평균체적산란강도(:dB)와 표적의 분포밀도($\rho$:개/m 상(3))의 간에 다음의 회귀직선식을 얻었다. 50kHz : =-46.2+13.7 Log($\rho$). 200kHz : =-43.9+13.4 Log($\rho$). 7. 표적의 분포밀도가 5, 10, 15, 20, 25, 30 개/m 상(3)였을 때, 적분방식에 의한 추정치는 50kHz에서 2.0, 8.1, 9.9, 14.1, 19.2, 26.7 개/m 상(3)이었고, 200kHz에서는 2.0, 8.0, 9.1, 15.0, 20.1, 24.1 개/m 상(3)이었으며, 단위체적당에 분포하는 표적의 수가 많을수록, 그 추정치의 정도가 높아지는 경향을 나타내었다. 또한, 양주파수에서 분포밀도의 추정치는 실제보다 약 30%정도 과소추정되었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제20권4호
• /
• pp.216-224
• /
• 2009

$^{99m}Tc$은 핵의학 영상 획득 물리적 특성이 우수하지만 유기화 작용이 일어나지 않아 갑상선 호르몬의 합성능력이 없는 결절을 진단하는데 제한을 받는다. 이와는 달리 $^{131}I$은 유기화 작용으로 인하여 갑상선의 기능을 평가하는데 활용됨은 물론 높은 에너지의 베타선과 감마선을 방출함으로써 암의 치료에도 널리 사용되고 있는 방사선 핵종이다. 그러나 $^{131}I$은 단일에너지의 감마선을 방출하는 $^{99m}Tc$ 등과는 달리, 다양한 에너지의 감마선을 방출함으로써 핵의학 영상의 정량화가 어려운 단점이 있으며, 특히 고에너지 영역의 감마선에 의한 격벽투과와 산란선은 핵의학 진단영상에 악영향을 미치게 되는 단점이 있다. 본 연구에서는 팬텀 내에서 선원의 위치 변화에 따른 산란의 영향을 알아보기 위해 GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission) 시뮬레이션 도구로 dual-head 감마카메라(ECAM), PMMA 팬텀(RADICAL, USA), 점선원 0.1 mCi를 사용하여 모사하였다. 팬텀 내에서 $^{131}I$ 점선원을 X축, Y축으로 위치를 변화시키며 영상을 획득하였다. 또 산란 매질의 유무에 따른 영향을 확인하기 위해 같은 위치에서 점선원이 팬텀 안에 있을 때와 공기 중에 있을 때를 비교 하였다. 저에너지 선원과 비교를 위해 같은 방법으로 $^{99m}Tc$으로도 시뮬레이션 하였다. 또한 시뮬레이션과 똑같은 환경에서 측정 실험을 통해 시뮬레이션의 타당성을 검증 하였다. 이 연구에서는 한 팬텀 내에서도 위치 변화에 따라 산란의 영향이 달라진다는 것을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 이러한 분포 변화는 시뮬레이션과 측정 실험 모두에서 동일한 경향을 나타내었으므로 시뮬레이션이 타당함을 확인할 수 있었다. 시뮬레이션을 이용하면 X축, Y축 위치 변화만 아닌 다양한 경우에 대해서도 위치 변화에 따른 산란 영향의 예상이 가능할 것이며 나아가 산란 보정 연구의 기초 자료로 사용될 것이라 생각한다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제36권2_1호
• /
• pp.155-165
• /
• 2020

본 연구에서는 복사전달모델을 사용하여 다양한 변수환경(파장 (340 nm, 477 nm), 에어로솔 종류(스모크, 황사, 황산염), AOD (aerosol optical depth), 지표면 반사도, 관측기하)에 따라 에어로솔 유효 고도(aerosol peak height; APH)에 대한 O₄ 대기질량인자(air mass factor; AMF)의 민감도를 조사하였다. 전반적으로, 477 nm의 O₄ AMF 가 340 nm 보다 APH에 대한 민감도가 크고 안정적으로 산출 가능한 것으로 확인하였다. AOD가 높을 때 APH에 대한 O₄ AMF의 민감도가 커지는 것을 확인하였다. 477 nm에서는 340 nm 보다 지표면 반사도의 영향이 큰 것으로 나타났다. 태양천정각 증가에 따라 340 nm에서의 O₄ AMF가 감소하는 추세를 발견하였으며, 이러한 경향은 태양천정각 40°인 환경에서 높은 Rayleigh 및 Mie 산란에 의한 장벽효과로 인해 O₄ 흡수가 발생하는 광경로 길이가 줄어들기 때문인 것으로 사료된다. 477 nm에서는 태양천정각이 증가함에 따라 Rayleigh 및 Mie 산란에 의한 다중산란이 일부 발생하여 O₄ AMF가 비선형함수 형태로 증가하는 경향을 보였다. 마지막으로, AOD의 불확실성이 APH 산출오차에 미치는 영향을 조사하였다. 황산염 타입에 대한 APH 산출 시, AOD의 불확실성으로 인한APH 산출오차가 다른 에어로솔 타입보다 크게 나타났으며, 황사의 경우 AOD 불확실성에 대한 APH 산출오차에 대한 영향이 미미하게 나타났다. 이러한 결과는 각 에어로솔 타입의 흡수 산란 특성이 다양하기 때문에, 에어로솔 타입이 APH 산출 오차에 영향을 미칠 수 있음을 의미한다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.314-321
• /
• 2000

모의 원자로내 용융물 냉각 실증 실험 결과 용융물 $Al_2O_3/Fe$ thermite 와 lower head vessel사이에 간극이 발생된다. 간극을 정량적으로 측정하기 위한 기존의 초음파 방법은 구조물의 복잡성과 $2300^{\circ}C$ 에서 용융되는 thermite $Al_2O_3/Fe,\;Al_2O_3$의 영향으로 발생되는 lower head의 열영향부위(HAZ)의 금속학적인 결정입자 크기의 변화로 결정 계면으로부터 발생되는 잡음신호와 초음파 산란, 감쇠, 모드 변환 등이 발생되어 신뢰성이 떨어지고 있다. 간극을 정량적으로 측정하기 위해서 thermite와 lower head 사이에 물이 채워진 형태의 즉 고체, 액체, 고체의 다층구조에서 초음파의 진행 및 반사 형태를 분류 및 분석하였다. 결정립의 잡음을 억제하기 위하여 주파수대역의 확률 처리 방식인 PT(polarity threshold) 알고리즘을 이용하여 약 6dB 신호 대 잡음비의 개선효과를 가져왔다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제25권5호
• /
• pp.601-606
• /
• 2014

IPO(Iterative Physical Optics) 방법은 대규모 물체의 산란파를 효과적으로 계산하는 고주파 근사 방법 중 하나인 PO(Physical Optics) 방법을 반복적으로 적용하는 계산방법이다. IPO 방법은 일차(first-order) PO 방법에서는 고려하지 못하는 다중 반사를 고려할 수 있어, 산란체 표면에 여기되는 전류의 정확도를 높일 수 있다. 그러므로 산란체의 RCS(Radar Cross Section)를 보다 정확하게 예측할 수 있다. 그러나 IPO 방법은 필요한 적분방정식을 정확하게 풀지 않아 수렴성에 문제가 생긴다. 그러므로 본 논문에서는 IPO 방법의 수렴성을 조절하기 위해, 행렬연산에 사용하는 Jacobi, Gauss-Seidel, SOR(Successive Over Relaxation) 그리고 Richardson 방법을 IPO 방법에 적용하였다. 그러므로 대규모 물체의 RCS 계산을 제안된 IPO 방법을 사용하여 효율적으로 계산할 수 있다. 또, 이들의 정확도를 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
• /
• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
• /
• pp.71-71
• /
• 2003

The study on magnetic field combined radiation therapy, as a new technique to modify the dose distributions using external magnetic field, has been investigated. The goal of the study is to develop the techniques for dose localization, as a particle beam, from the strong magnetic fields. In this study, in order to study the principle of dose deposition in external fields, as a basic approach, we have calculated approximately the paths of traveling electrons in water under external magnetic fields with numerical methods. The calculations are performed for a primary particle by cumulating the steps which are defined as small path lengths which energy loss can be ignored. In this calculation, the energy loss and direction change for a step was calculated by using total stopping power and Lorentz force equation respectively. We have examined the deflected paths of the electron through water as a function of external magnetic field and incident electron s energy. Since we did not take account of the multiple scattering effects for electrons through water, there are errors in this calculation. However, from the results we can explain the principle of dose variation and dose focusing for electron beams under strong magnetic fields in water.

• 대한전자공학회논문지SP
• /
• 제47권5호
• /
• pp.212-221
• /
• 2010

해양에서는 해수면에 일어나는 여러 발생원들에 의해 많은 기포들이 생성될 수 있다. 이렇게 생성된 기포들은 해양에서 사용되는 음파의 세기와 음속에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 이런 기포의 영향을 알아보고자 2008년 7월 2일 ~ 7월 3일 까지 동해 묵호항에서 약4Km 떨어진 해역에서 십자형 어레이인 Vbeam 송수신 장비를 사용하여 해수면의 Reverberation을 실측하였다. 수신된 신호는 주변 노이즈가 심하고 Multipath에 의해 ISI(Inter Symbol Interference)가 발생하기 때문에 자료 분석에 어려움이 있다. 본 논문에서는 입사각 추정 기반의 빔형성 기법과 Filter and Sum 기법을 적용하여 주변 노이즈와 ISI를 제거하였으며 완전하게 제거되지 않은 ISI를 제거하기 위해서 DFE(Decision Feedback Equalizer)를 적용하여 ISI에 의한 오차를 줄일 수 있었다.

• 한국근적외분광분석학회:학술대회논문집
• /
• 한국근적외분광분석학회 2002년도 강연요지집
• /
• pp.59-62
• /
• 2002

Wavelength selection and prediction algorithm for determining hematocrit are investigated. A model based on the difference in optical density induced by the pulsation of heart beat is developed by taking approximation of Twersky's theory on the assumption that the variation of blood vessel size is small during arterial pulsing[1]. A device is constructed with a five-wavelength LED array as light source. The selected wavelengths are two isobestic points and three in compensation for tissue scattering. Data are collected from 549 out-patients who are randomly grouped as calibration and prediction sets. The range of percent hematocrit was 19.3∼51.8. The ratio of the variations of optical density between systole and diastole at two different wavelengths is used as a variable. We selected several such variables that show high reproducibility among all variables. Multiple linear regression analysis is made. The relative percent error is 8% and the standard deviation is 3.67 for the calibration set. The relative % error and standard deviation of the prediction set are 8.2% and 3.69 respectively. We successfully demonstrate the possibility of non-invasive hematocrit measurement, particularly, using the wavelengths below 1000nm.