• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권3호
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• pp.127-137
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• 2012

Leksell은 뇌동정맥기형종의 중심에 280 kVp 관전압 방사선빔을 집속하는 방법으로 방사선수술법을 고안 시술한 바 있으며, 이 후 코발트-60 감마 선원 201개의 선속이 헬멧콜리메터를 지나 구의 중심에 초점을 이루게 한 감마나이프를 개발하여 표적병변에 높은 선량을 주어 비침습적으로 수술효과를 얻었다. 선형가속기는 높은 선량률과 1 mm 이내의 갠트리회전중심과 안정된 치료대회전 및 선량성능검증효과와 획기적으로 발전된 3차원선량계획 전산화에 힘입어 정밀하고 높은 정확성에 바탕을 둔 비공면궤적으로 방사선을 환부에 집속할 수 있어, 병변 주위의 정상조직에는 낮은 선량이 도달하고 병변에 높은 선량을 줄 수 있는 뇌정위방사선수술에 이용할 수 있게 되었다. 특히 Photon Knife는 환자의 체축을 이용하여 선속이 환부를 중심으로 종횡의 비공면궤적을 이루게 하여 치료선량분포에서 90%와 50% 선량폭을 2~3 mm 까지 좁힐 수 있는 기법을 보였다. 최근 선형가속기의 방사선수술은 2.5~3 mm 폭의 초박형 다엽콜리메터를 이용한 세기조절에 의한 시술이 늘어나는 경향이며, 종전의 종양의 크기에 따른 제한을 넘어 3 cm 이상의 종양에도 시행되고 있다. 뇌정위방사선수술은 선량모델을 뒷받침하는 마이크로 선량계측 및 평가와 성능보증이 필수적이며 선량분포의 경사도를 높이는 기법이 지속적으로 연구되어야 한다. 특히 초박형다엽콜리메터를 이용한 방사선수술은 다엽콜리메터 요철(Tongue and groove) 에 의해 일어나는 표적내 선량저하 부위를 평가하고 균등한 표적선량이 이루어지도록 하며, 마이크로 분해능을 가진 선량검증 방법이 앞으로 더욱 발전할 것으로 보인다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권2호
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• pp.452-459
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• 2023

The core power control is an important issue for the study of dynamic characteristics in China initiative accelerator driven subcritical system (CiADS), which has direct impact on the control strategy and safety analysis process. The CiADS is an experimental facility that is only controlled by the proton beam intensity without considering the control rods in the current engineering design stage. In order to get the optimized operation scheme with the stable and reliable features, the variation of beam intensity using the continuous and periodic control approaches has been adopted, and the change of collimator and the adjusting of duty ratio have been proposed in the power control process. Considering the neutronics and the thermal-hydraulics characteristics in CiADS, the physical model for the core power control has been established by means of the point reactor kinetics method and the lumped parameter method. Moreover, the multi-inputs single-output (MISO) logical structure for the power control process has been constructed using proportional integral derivative (PID) controller, and the meta-heuristic algorithm has been employed to obtain the global optimized parameters for the stable running mode without producing large perturbations. Finally, the verification and validation of the control method have been tested based on the reference scenarios in considering the disturbances of spallation neutron source and inlet temperature respectively, where all the numerical results reveal that the optimization method has satisfactory performance in the CiADS core power control scenarios.

• Radiation Oncology Journal
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• 제10권2호
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• pp.137-145
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• 1992

전산화단층촬영에 근거를 둔 3차원선량계산은 소형의 뇌종양에 대한 방사선수술에 있어서 가장 기본이 된다. 본 연구의 방사선수술 프로그램은 전산화단층촬영을 통해 표적 위치, 크기와 모양을 3차원공간에서 결정하고 최적조사면적을 구할 수 있었다. 방사선수술의 선량은 선형가속기의 6메가볼트 고에너지 광자선을 이중 비공면의 회전조사를 가상두부에 실시하여 계산된 3차원적 선량분포와 필름선량계의 실측선량을 비교한 바 거의 일치됨을 확인하였다. 본 연구의 방사선수술에서 $80\%$에서 $50\%$까지 선량곡선의 기울기는 전회전각이 1120도 일때 10 mm 조사면적에서 약 $16.7\%$/mm 였고 30 mm 에서 는 $13.0\%$/mm를 보였다. 또한 표적 주위의 선량분포는 표적내 최대선량값이 $90\%$ 에서 $50\%$ 까지 선량분포의 최대폭은 직경 10 mm조사면에서 2.3 mm를 나타내었으며, $90\%$에서 $20\%$까지의 거리는 5.6 mm를 나타내었으며, 30 mm직경의 조사면에서는 각각 3.5 mm와 9.8 mm를 보였다. 이러한 선량분포의 급격한 기울기는 방사선수술시 표적주위의 치명부위의 손상을 최소화하기 위한 선량최적화 작업에 지침이 될 것으로 생각되며, 또한 방사선수술방법의 차이에 따라 비교자료가 될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국진공학회지
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• 제18권3호
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• pp.236-243
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• 2009

양성자기반공학기술개발사업단에서는 설치된 금속이온주입기를 이용하여 금속이온의 인출 시험 중에 있으며 120keV의 금속 이온주입이 가능하다. 현재 코발트 이온 주입의 타당성 확인을 위한 특성시험을 수행하고 있다. 이온원에 알루미나 도가니를 설치하여 분말 코발트 염화물을 고온($648^{\circ}C$) 가열에 의한 증기화로 인하여 플라즈마 방전이 되도록 하였다. 아크전압 120V, EHC 출력 250W에서 코발트 이온을 인출하기 위한 플라즈마를 발생하고 유지할 수 있었다. 코발트 이온 빔 전류는 플라즈마 내 아크전류에 의존하였으며 0.18A일 때 최대 빔전류 $100{\mu}A$를 얻을 수 있었다. 질량분리전자석에 의해서 $Co^+$와 $CoCl^+$, $Cl^+$ 이온의 첨두 빔 전류 비율을 확인하였고 전체 이온 대비 $Co^+$ 이온의 비율이 70% 수준을 유지함을 알 수 있었다. $Co^+$ 이온을 알루미늄 시료에 빔전류 $10{\mu}A$, 90분 동안 이온주입 하여 RBS(Rutherford Backscattering Spectrometry)분석법으로 $1.74{\times}10^{17}#/cm^2$의 이온량을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.295-300
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• 2015

현재 우리나라는 포항방사광가속기와 국립암센터의 양성자 치료용 가속기와 경주 양성자 가속기가 운영되고 있고 중이온 가속기, 4세대 방사광가속기 등 대형가속기 시설이 건설 중에 있다. 이들 시설에서 고에너지로 가속된 입사입자는 표적물질과 상호작용 후 2차 중성자를 발생시키고, 이 중성자는 가속기 구조물 및 주변 콘크리트, 토양, 지하수 등을 방사화 시킨다. 따라서 이러한 가속기 시설의 안전적 측면을 고려할 때 방사화를 일으키는 중성자의 차폐가 중요하다. 본 연구는 차폐해석에 사용되는 몬테카를로 코드 중 MCNPX를 이용하여 $^{12}C$ beam빔과 표적물질(Cu)과의 상호작용 후 생성되는 중성자를 계산하고, 그 중성자의 철 차폐체와 콘크리트 차폐체의 두께별 투과 후 스펙트럼을 MCNPX의 JENDL/HE 07과 la150을 이용해 비교하여 계산하였다. 빔의 방향과 차폐체의 종류 및 두께에 따라 그 결과를 실험값과 비교하여 검증함으로써 핵자료의 특성을 확인하였으며 향후 대형가속기시설의 선량평가용 기반기술로 활용하고자 하였다.

• 한국대기환경학회지
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• 제16권5호
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• pp.445-451
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• 2000

To estimate dry deposition flux of 12 elements in aerosols, aerosol particles were sampled by a low-pressure impactor(LPI) and a dust jar. The concentrations of 12 elements in aerosol particle and dry deposition were analyzed by a PIXE analysis using as a 2.0 MeV-proton beam. The mean dry deposition velocities of 12 elements were estimated by ranges of 0.74∼2.62 cm/sec. The results showed that the highest value was 3.26 cm/sec for Ca and the lowest value 0.74 cm/sec for Fe. The dry deposition flux for elements was calculated as a function of particle size by 1-step method and 12-step method. In this work, dry deposition velocities were computed with the two existing models; the coarse-particle fraction(4∼30 mm diameter) using the dry deposition velocity model of the Noll and Fang(1998) and the fine-particle fraction (0.05∼4mm diameter) using the Shemel and Hodgson(1980) model. The ratios of the mean calculated/measured fluxes were 3.59 for 1-step method and 0.60 for 12-step method respectively.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제26권3호
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• pp.287-290
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• 2001

The 9.17MeV gamma-rays from the $^{13}C(p,\;{\gamma})^{14}N,\;^{14}N({\gamma},\;{\gamma})^{14}N$ reactions were measured. The incident 9.17MeV gamma-ray was produced from the $^{13}C(p,\;{\gamma})^{14}N$ reaction at Ep=1.75MeV resonance. The 1.75MeV proton beam was accelerated using the 3MV SNU-AMS Tandetron and 1.7MV KIGAM Tandem accelerators. The enriched 13C target was $121{\mu}g/cm^2$ self-supporting foil, and we used liquid nitrogen as a resonant absorption target. We used a HP-Ge detector with 30% efficiency and less 2keV energy resolution. We developed new method to detect the scattered 9.17MeV gamma-ray from the nitrogen target by using the energy difference between the Doppler shifted gamma-ray from the $^{13}C(p,\;{\gamma})^{14}N$ reaction and the resonant absorbed and rescattered gamma-ray from the $^{14}N({\gamma},\;{\gamma})^{14}N$ reaction.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권2호
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• pp.360-367
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• 2016

A windowless spallation target can provide a neutron source and maintain neutron chain reaction for a subcritical reactor, and is a key component of China's nuclear waste transmutation of coupling accelerator and subcritical reactor. The main issue of the windowless target design is to form a stable and controllable free surface that can ensure that energy spectrum distribution is acquired for the neutron physical design when the high energy proton beam beats the lead-bismuth eutectic in the spallation target area. In this study, morphology and flow characteristics of the free surface of the windowless target were analyzed through the volume of fluid model using computational fluid dynamics simulation, and the results show that the outlet cross section size of the target is the key to form a stable and controllable free surface, as well as the outlet with an arc transition. The optimization parameter of the target design, in which the radius of outlet cross section is $60{\pm}1mm$, is verified to form a stable and controllable free surface and to reduce the formation of air bubbles. This work can function as a reference for carrying out engineering design of windowless target and for verification experiments.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2004년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.133-138
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• 2004

Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) is considered as a clean and efficient energy conversion det ice for mobile and stationary applications. Anions all the components of the PEMFC, the interface between the electrolyte ,and electrode catalyst plays an important role in determining tile cell performance since the electrochemical reactions take place at the interface in contact with tile reactant gases. Therefore, to increase the interface area and obtain a high-performance PEMFC, surface of the electrolyte membrane was roughened by Ar$^{+}$ beam bombardment. The results imply that by modifying surface of the electrolyte membrane, platinum loading can be reduced significantly without performance loss. To optimize the surface treatment condition, effects of ion dose density on characteristics of the membrane/electrode interface were examined by measuring the cell performance, impedance spectroscopy, and cyclic voltammograms. Surface of the modified membranes were characterized using scanning electron microscopy and FT-IR.R.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권8호
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• pp.1298-1305
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• 2018

The use of System-on-Chip (SoC) solutions in the design of on-board data handling systems is an important step towards further miniaturization in space. However, the Total Ionizing Dose (TID) and Single Event Effects (SEE) characterization of these complex devices present new challenges that are either not fully addressed by current testing guidelines or may result in expensive, cumbersome test configurations. In this paper we report the test setups, procedures and results for TID testing of a SoC microcontroller both using standard $^{60}Co$ and low-energy protons beams. This paper specifically points out the differences in the test methodology and in the challenges between TID testing with proton beam and with the conventional gamma ray irradiation. New test setup and procedures are proposed which are capable of emulating typical mission conditions (clock, bias, software, reprogramming, etc.) while keeping the test setup as simple as possible at the same time.