• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.464-467
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• 2002

We propose the use of visible scintillation light for monitoring the X-ray CT in the gantry of a diagnostic CT for its performance test and maintenance works. We placed a disk of bare plastic scintillator disk in the gantry opening area of a helical X-ray CT. When we operated the CT, we could observe the emission of blue scintillation light from the scintillator in a dark room. Visible light was identified under all scanning conditions of diagnostic uses. As a result, we observed the direction and the spread of the incident X-ray in the scintillator. We also observed the change of the part of the scintillator where visible light was generated, and the move that took place associating with the rotation of the X-ray tube during one CT scan. On the basis of the observation, we examined the usefulness of the visible scintillation light as a convenient performance-evaluating tool as well as a maintenance tool of the CT.

• 분석과학
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• 제18권6호
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• pp.495-499
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• 2005

방사선에 대한 거부감에도 불구하고 RT(radiation technology)의 발전과 더불어 이용량뿐만 아니라 적용분야도 계속적으로 증가하고 있다. 이러한 방사선을 안전하게 관리하기 위해서는 방사선 측정 소재의 개발이 요구된다. 본 연구에서는 표면오염 측정용 장비의 소재로 주로 이용되고 있는 얇은 필름 형태의 플라스틱 검출기를 제조하였다. 플라스틱 유기섬광체는 다양한 형상으로 쉽게 제조가 가능하고 제조 방법이 간단한 용매법을 이용하였다. 이러한 용매법을 이용하기 위해서 높은 투명도를 지니면서 용매에 쉽게 녹을 수 있는 고분자 소재인 폴리설폰을 선정하여 제조하였으며, 방사선 측정용 섬광체로서 광학적 특성 및 방사선 검출 등을 평가하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권12호
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• pp.4671-4678
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• 2022

The purpose of this comprehensive research is to observe the impact of scintillator crystal type on entire detection process. For this aim, MCNPX (version 2.6.0) is used for designing of a physical plastic scintillation detector available in our laboratory. The modelled detector structure is validated using previous studies in the literature. Next, different types of plastic scintillation crystals were assessed in the same geometry. Several fundamental detector properties are determined for six different plastic scintillation crystals. Additionally, the deposited energy quantities were computed using the MCNPX code. Although six scintillation crystals have comparable compositions, the findings clearly indicate that the crystal composed of PVT 80% + PPO 20% has superior counting and detecting characteristics when compared to the other crystals investigated. Moreover, it is observed that the highest deposited energy amount, which is a result of the highest collision number in the crystal volume, corresponds to a PVT 80% + PPO 20% crystal. Despite the fact that plastic detector crystals have similar chemical structures, this study found that performing advanced Monte Carlo simulations on the detection discrepancies within the structures can aid in the development of the most effective spectroscopy procedures by ensuring maximum efficiency prior to and during use.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.638-644
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• 2018

본 논문에서는 플라스틱 Scintillator와 NaI(TI) 검출기를 이용하여 움직이는 차량 적재물에 존재하는 다수의 방사선원 위치를 3차원으로 판별하는 측정시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 방사선량 측정용 플라스틱 Scintillator, 2채널 펄스 카운터, 핵종 분석용 NaI(TI) 검출기 및 1채널 MCA Board 등으로 구성된다. 방사선원 위치판별 알고리즘은 방사선량의 거리의 자승에 반비례한 특성($1/r^2$)과 장치와의 각도(${\theta}$)에 따른 보상을 통해 계산된 방사선원의 CPS 값의 비율을 SVM 분류를 통하여 방사선원의 위치(X, Y)를 구할 수 있다. (Z) 좌표 값은 단위 시간당 움직이는 대상체의 속도에 따라 정해지게 되며 이는 단위주기당 백그라운드 스펙트럼을 제외한 순수 핵종의 스펙트럼을 분석한 후 핵종 유무 판별을 진행한 뒤 해당 핵종의 위치를 판별하게 된다. 본 논문에서 제안한 시스템의 위치 판별 실험 결과 ${\pm}1m$ 이내의 국제표준오차를 나타내었다. 따라서 본 논문에서 제안한 시스템의 유효성이 입증되었다.

• 분석과학
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• 제19권5호
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• pp.389-393
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• 2006

ZnS(Ag) 섬광체와 광전자증배관(PMT)으로 구성된 검출기는 원자력시설에서 알파선 측정용 장치로 많이 사용되고 있다. 이들 검출기는 대부분이 분말 상태의 ZnS(Ag) 섬광체를 투명한 플라스틱 소재 위에 얇게 발라서 제조한다. 본 연구에서는 간단한 방법을 이용하여 ZnS(Ag) 섬광 검출소재를 제조하기 위한 조건을 확립하였다. 검출소재는 지지체 고분자 필름과 ZnS(Ag) 섬광층로 구성된 이중구조로 제조하였으며, 지지체 필름은 고분자 소재를 녹인 후 casting 방법으로 제조하였고, ZnS(Ag) 섬광층은 접착제에 ZnS(Ag) 분말을 첨가하여 screen printing 기법으로 제조하였다. 이와 같은 제조공정을 이용하여 다양한 소재에 대한 평가 결과, 지지체 필름의 고분자 소재로서는 PSf이 가장 우수하였고, 접착제로서는 cyano resin이 가장 적합하다는 것을 확인하였다. 또한, 제조한 섬광 검출소재는 충분한 기계적 강도와 섬광체로서의 우수한 투명도를 가진다는 것을 확인하였으며, 알파선 검출 성능도 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권6호
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• pp.1259-1265
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• 2020

A beta ray scanner was proposed for in-situ discrimination of beta and gamma ray radioactivity. This scanner is based on the principle that gamma and beta rays experience different changes in detection efficiency in scintillators with different geometries, especially with regard to the scintillator thickness. The ratios of the counting rates of gamma rays (R_gamma), beta rays (R_beta), and sample measurements (R_total) in a thick scintillator to those in a thin one are reported. The parameter X_thick, which represents the counting rate contributed by beta rays to the total counting rate in the thick scintillator, was derived as a function of those ratios. The values of R_gamma and R_beta for ⁶⁰Co and ⁹⁰Sr sources were estimated as 3.2 ± 0.057 and 0.99 ± 0.0049, respectively. The estimated beta ray contributions had relative standard deviations of 2.05-4.96%. The estimated range of the beta rays emitted from ⁹⁰Sr was 19 mm as per the Monte Carlo N-Particle simulation, and this value was experimentally verified. Homogeneous and surface contaminations of ⁶⁰Co and ⁹⁰Sr-⁹⁰Y were simulated for application of the proposed method. The counting rate contributed by the beta rays was derived and found to be proportional to the concentration of ⁹⁰Sr-⁹⁰Y contamination.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2018년도 추계학술논문요약집
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• pp.511-512
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• 2018

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권9호
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• pp.3206-3212
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• 2023

We developed a miniaturized multi-dimensional radiation sensor system consisting of an inorganic scintillator array and plastic optical fibers. This system can be applied to remotely obtain the radioactivity distribution and identify the radionuclides in radioactive waste by utilizing a scanning method. Variation in scintillation light was measured in two-dimensional regions of interest and then converted into radioactivity distribution images. Outliers present in the images were removed by using a digital filter to make the hot spot location more accurate and cubic interpolation was applied to make the images smoother and clearer. Next, gamma-ray spectroscopy was performed to identify the radionuclides, and three-dimensional volume scanning was also performed to effectively find the hot spot using the proposed array sensor.

• 방사선산업학회지
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• 제11권3호
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• pp.157-165
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• 2017

In this paper, we calculate the light photons collection efficiency of large-volume plastic scintillation detector mainly used for radiation portal monitor (RPM). A Monte Carlo light photon transport code, DETECT2000, were used to quantitatively evaluate light collection efficiency of plastic scintillation detector. DETECT2000 calculated the placement of light collection efficiency based on the energy spectrum. We calculated the light collection efficiency relative to the position of the energy spectrum that proportional to the placement of the source. The $850{\times}285{\times}65mm^3$ size of polyvinyl toluene (PVT) scintillator was used for measurements. Through DETECT2000 simulation, the light collection efficiency of $5{\times}5$ arrays were calculated and verification was performed by comparing with experimentally measured. And then, the corrected MCNP simulation by applying the light collection efficiency in $21{\times}13$ arrays was compared and analyzed. Comparing the Monte Carlo simulation with measured results, it shows an average difference of 10.1% in $5{\times}5$ arrays. Particularly, about twice of the difference was found in the edge of first column, which coupled with PMT. In whole $5{\times}5$ array, the overall ratio was the same except for the first column. And then comparing the energy spectra of the $21{\times}13$ array with and without the light collection efficiency, it shows a difference of 6.69% in Compton edge area. The DETECT2000 based light collection efficiency simulation showed well agreement with the point source experiment. And comparing with measured energy spectra, we could compare the differences according to whether or not the light collection efficiency was applied. As a results, it is possible to increase the accuracy and reliability of Monte Carlo simulation results by pre-calculating the light collection efficiency according to the PVT geometry by using the DETECT2000.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.510-514
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• 2022

본 논문에서는 고감도 보급형 방사선 측정센서 모듈 개발을 제안한다. 제안하는 측정센서 모듈은 섬광체+광증배소자(SiPM) 센서 최적화 구조설계, 센서 드라이버용 증폭과 필터 및 제어회로 설계, 근거리 통신을 포함한 제어회로 설계, 센서 기구설계 및 제작, 시제품에 적용되는 GUI 개발 등으로 구성된다. 섬광체+광증배소자(SiPM) 센서 최적화 구조 설계는 센서 구조 설계를 위한 섬광체와 광증배소자(SiPM)의 특성을 확인하여 설계한다. 센서 드라이버용 증폭과 필터 및 제어회로 설계는 SiPM을 이용하여 섬광체로 방사선에 의해 발생하는 미세 섬광신호를 처리하도록 설계한다. 근거리 통신을 포함한 제어회로 설계는 근거리 무선통신 기능을 지원하기 위한 MCU 설계 및 유선 통신 지원을 통해 데이터 전송이 가능하도록 설계를 수행한다. 센서 기구설계 및 제작은 플라스틱 섬광체에서 발생한 미세 섬광 신호를 광증배소자(SiPM)에 전달하기 위해 플라스틱 섬광체 외부에 반사지(미러링)를 감싸 발생한 섬광이 반사되어 효율을 높이도록 설계한다. 시제품에 적용되는 GUI 개발은 각 화면에 따라 상단에 날짜와 시간을 표현하며, 측정단위 및 시간, 초, 알람 레벨, 통신상태, 배터리 용량 등이 표현되도록 한다. 제안된 시스템의 성능을 평가하기 위하여 공인시험기관에서 실험한 결과는 방사선량 측정 범위가 30𝜇Sv/h ~ 10mSv/h로 측정되어서, 현재 국내외에서 상용으로 판매되는 제품들 중에서 최고수준 범위와 같은 결과가 산출되었다. 또한, ±7.4%의 측정 불확도가 측정되어서 국제 표준인 ±15% 이하에서 정상동작 됨이 확인되었다