• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권2호
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• pp.601-607
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• 2022

In recent years, monitoring of spent nuclear fuel inside dry cask storage has become an important area of national security. Muon tomography is a useful method for monitoring spent nuclear fuel because it uses high energy muons that penetrate deep into the target material and provides a 3-D structure of the inner materials. We designed a muon tomography system consisting of four 2-D position sensitive detector and characterized and optimized the system parameters. Each detector, measuring 200 × 200 cm², consists of a plastic scintillator, wavelength shifting (WLS) fibers and, SiPMs. The reconstructed image is obtained by extracting the intersection of the incoming and outgoing muon tracks using a Point-of-Closest-Approach (PoCA) algorithm. The Geant4 simulation was used to evaluate the performance of the muon tomography system and to optimize the design parameters including the pixel size of the muon detector, the field of view (FOV), and the distance between detectors. Based on the optimized design parameters, the spent fuel assemblies were modeled and the line profile was analyzed to conduct a feasibility study. Line profile analysis confirmed that muon tomography system can monitor nuclear spent fuel in dry storage container.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권9호
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• pp.3359-3366
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• 2023

In this study, a spiking cortical model (SCM) based n-g discrimination method is proposed. The SCM-based algorithm is compared with three other methods, namely: (i) the pulse-coupled neural network (PCNN), (ii) the charge comparison, and (iii) the zero-crossing. The objective evaluation criteria used for the comparison are the FoM-value and the time consumption of discrimination. Experimental results demonstrated that our proposed method outperforms the other methods significantly with the highest FoM-value. Specifically, the proposed method exhibits a 34.81% improvement compared with the PCNN, a 50.29% improvement compared with the charge comparison, and a 110.02% improvement compared with the zero-crossing. Additionally, the proposed method features the second-fastest discrimination time, where it is 75.67% faster than the PCNN, 70.65% faster than the charge comparison and 38.4% slower than the zero-crossing. Our study also discusses the role and change pattern of each parameter of the SCM to guide the selection process. It concludes that the SCM's outstanding ability to recognize the dynamic information in the pulse signal, improved accuracy when compared to the PCNN, and better computational complexity enables the SCM to exhibit excellent n-γ discrimination performance while consuming less time.

• 한국광학회지
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• 제21권1호
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• pp.16-20
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• 2010

본 연구에서는 고 에너지 광자선을 조사 할 때, 선량보강 영영에서의 피부 선량률을 측정을 위해 유기 섬광체와 플라스틱 광섬유를 사용한 광섬유 방사선량계를 제작하였다. 광섬유 방사선량계의 센서부에서 발생된 섬광빛은 30 m 길이의 광섬유를 통해 전달되어 광증배관과 전류계로 측정된다. 광섬유 방사선량계로 측정한 선량보강 영역에서의 피부 선량률은 이온 전리함 및 GAFCHROMIC EBT 필름의 측정 결과와 비교 및 분석 하였다.

• 센서학회지
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• 제9권5호
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• pp.350-356
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• 2000

광출력이 크고, 방사선 손상이 작은 플라스틱 섬광체를 제작하기 위하여 제1용질 p-terphenyl과 제2용질 popop의 조성비에 따른 $^{60}Co$ $\gamma$-선에 대한 손상과 상대적 광출력을 조사하였다. $^{60}Co$ $\gamma$-선에 의한 손상은 주로 제2용질의 농도에 의존하였다. 발광스펙트럼의 파장범위는 $400{\sim}450\;nm$이고, 중심파장은 415 nm이었다. $^{60}Co$ $\gamma$-선의 조사량이 $1{\times}10^4\;Gy$까지는 방사선 손상에 의한 광투광율파 광출력 등이 변하지 않았다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제29권4호
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• pp.251-256
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• 2004

Phoswich 검출기를 제작하기 위하여 무기 섬광체인 CsI(Tl), $CdWO_4(CWO),\;Bi_4Ge_3O_{12}(BGO)$와 $Gd_2SiO_5:Ce(GSO)$의 특성을 연구하였다. CsI(Tl), CWO, BGO 및 GSO 섬광체의 radioluminescence 중심파장은 550 nm, 475 nm, 490 nm 및 440 nm이였고, neutral filter를 사용하여 측정한 CsI(Tl), CWO, BGO 및 GSO 섬광체의 절대광량은 각각 54890 phonon/MeV, 17762 phonon/MeV, 8322 phonon/MeV 및 8932 phonon/MeV이였으며, single photon method로 측정한 형광감쇠시간은 각각 $1.3{\mu}s,\;8.17{\mu}s$, 213 ns 및 37 ns이였다. 플라스틱 섬광체와 CsI(Tl) 섬광체를 사용하여 phoswich 검출기를 제작하였고 PSD(pulse shape discriminator) 방법으로 ${\beta}$ 입자와 ${\gamma}$ 선을 구별하며 각각의 방사선에 대한 파고 스펙트럼을 측정하였다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
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• pp.233-238
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• 2003

플라스틱 광섬유섬광체(PSF)를 여러 가닥의 다발로 묶은 방사선센서를 제작하여 $^137Cs$ 감마선원에 적용하여 가닥수에 따른 방사선 계측 특성을 분석하였다. 이를 통하여 센서부위와 전송용 광섬유간의 집광을 용이하게 하는 끝이 가늘어지는 광섬유(Tapered fiber)의 필요성을 발견하였다. Tapered 광섬유의 성능을 예측하기 위하여 polystyrene을 기반으로 미량의 dPOPOP와 PPO 또는 dPBD를 첨가한 Tapered 플라스틱 섬광체를 제작하였으며, $^137Cs$ 선원 1 1.5, 3, 5 ${\mu}Ci$에 적용하여 출력파고 및 방사능과 총계수치 사이의 비례관계를 분석하였다. 본 연구를 통하여 플라스틱 광섬유섬광체를 Tapered 형태로 제작하는 경우 ${\mu}Ci$ 수준의 감마선 장에서 방사선 계측기로 개발될 수 있음을 확인하였다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제16권12호
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• pp.5019-5024
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• 2015

Background: The purpose of this study was to assess the dosimetric and clinical feasibility of volumetric modulated arc based hypofractionated stereotactic radiotherapy (RapidArc) treatment for large acoustic schwannoma (AS >10cc). Materials and Methods: Ten AS patients were immobilized using BrainLab mask. They were subject to multimodality imaging (magnetic resonance and computed tomography) to contour target and organs at risk (brainstem and cochlea). Volumetric modulated arc therapy (VMAT) based stereotactic plans were optimized in Eclipse (V11) treatment planning system (TPS) using progressive resolution optimizer-III and final dose calculations were performed using analytical anisotropic algorithm with 1.5 mm grid resolution. All AS presented in this study were treated with VMAT based HSRT to a total dose of 25Gy in 5 fractions (5fractions/week). VMAT plan contains 2-4 non-coplanar arcs. Treatment planning was performed to achieve at least 99% of PTV volume (D99) receives 100% of prescription dose (25Gy), while dose to OAR's were kept below the tolerance limits. Dose-volume histograms (DVH) were analyzed to assess plan quality. Treatments were delivered using upgraded 6 MV un-flattened photon beam (FFF) from Clinac-iX machine. Extensive pretreatment quality assurance measurements were carried out to report on quality of delivery. Point dosimetry was performed using three different detectors, which includes CC13 ion-chamber, Exradin A14 ion-chamber and Exradin W1 plastic scintillator detector (PSD) which have measuring volume of $0.13cm^3$, $0.009cm^3$ and $0.002cm^3$ respectively. Results: Average PTV volume of AS was 11.3cc (${\pm}4.8$), and located in eloquent areas. VMAT plans provided complete PTV coverage with average conformity index of 1.06 (${\pm}0.05$). OAR's dose were kept below tolerance limit recommend by American Association of Physicist in Medicine task group-101(brainstem $V_{0.5cc}$ < 23Gy, cochlea maximum < 25Gy and Optic pathway <25Gy). PSD resulted in superior dosimetric accuracy compared with other two detectors (p=0.021 for PSD.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.245-247
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• 2022

엑스선 후방산란 영상획득기술은 물체에서 산란되는 엑스선을 활용하여 피조사체 내부 영상을 획득할 수 있는 기술로 영상획득을 위해서는 시스템은 엑스선 발생장치와 산란 엑스선을 측정하기 위한 검출시스템을 포함하여야 한다. 엑스선 후방산란 영상획득장치는 고속으로 회전하는 회전 콜리메이터를 통해 생성되는 엑스선을 샘플링 간격으로 실시간 신호를 획득하여야 하며 이를 위해서는 고속 신호획득장치가 요구된다. 우리는 후방산란 영상획득장치를 위해 대면적 플라스틱 섬광체(500×600×50mm3)와 광증배관으로 구성된 후방산란 엑스선 획득용 센서부에서 생성되는 신호의 변환 및 전달하기 위한 고속 다채널 신호획득장치를 개발하였다. 개발한 후방산란 영상획득용 검출시스템은 최소 15u초 간격으로 신호의 획득이 가능하며 최대 6채널의 신호의 변환 및 전달이 가능한 시스템으로 고속 후방산란 엑스선 영상획득이 가능하다. 개발된 검출시스템은 개별 센서의 보정을 위한 전압, 신호이득, 저레벨 제거 등의 원격 조절 기능을 포함한다. 현재 우리는 다양한 조건에서 엑스선 후방산란 영상획득을 적용 시험을 수행하고 있다.