• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제31권3호
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• pp.277-283
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• 2014

Next Generation Small Satellite-1 (NEXTSat-1) is scheduled to launch in 2017 and Instruments for the Study of Space Storm (ISSS) is planned to be onboard the NEXTSat-1. High Energy Particle Detector (HEPD) is one of the equipment comprising ISSS and the main objective of HEPD is to measure the high energy particles streaming into the Earth radiation belt during the event of a space storm, especially, electrons and protons, to obtain the flux information of those particles. For the design of HEPD, the Geometrical Factor was calculated to be 0.05 to be consistent with the targets of measurement and the structure of telescope with field of view of $33.4^{\circ}$ was designed using this factor. In order to decide the thickness of the detector sensor and the classification of the detection channels, a simulation was performed using GEANT4. Based on the simulation results, two silicon detectors with 1 mm thickness were selected and the aluminum foil of 0.05 mm is placed right in front of the silicon detectors to shield low energy particles. The detection channels are divided into an electron channel and two proton channels based on the measured LET of the particle. If the measured LET is less than 0.8 MeV, the particle belongs to the electron channel, otherwise it belongs to proton channels. HEPD is installed in the direction of $0^{\circ}$, $45^{\circ}$, $90^{\circ}$ against the along-track of a satellite to enable the efficient measurement of high energy particles. HEPD detects electrons with the energy of 0.1 MeV to several MeV and protons with the energy of more than a few MeV. Thus, the study on the dynamic mechanism of these particles in the Earth radiation belt will be performed.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.401-408
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• 2021

양성자 치료는 방사선치료 중 하나로 브래그 피크로 알려진 물리적 특성을 활용한 방법이다. 양성자 치료계획 수립 시 주로 전산화단층촬영(CT)의 인체 횡단면 영상이 사용되고 있다. CT는 사용되는 관전압에 따라 HU가 변하게 되며 이는 구조물의 경계, 두께 변화로 이어진다. 본 연구는 Geant4를 이용하여 복합 물질로 구성된 두개골 팬텀에서 두께 변화에 따른 뇌 영역의 브래그 곡선의 변화를 살펴보았다. 먼저, 단일 물질로 구성된 팬텀에서 매질의 종류와 양성자의 입사에너지에 따른 브래그 곡선을 측정하여 Geant4 계산결과의 신뢰성을 확보하였다. 두개골 팬텀의 각 두께를 변동하였을 때 뇌 영역에서 발생하는 피크의 위치변화를 측정하였다. 연부조직의 두께를 변화하였을 때 피크의 위치 변화는 나타나지 않았으며, 피부의 두께를 변화하였을 때 피크의 변화는 적었으며, 주로 뼈의 두께를 변화할 때 피크의 위치 변화가 나타났다. 또한 뼈를 단독으로 변화하였을 때와 뼈를 다른 조직과 함께 변화하였을 때 피크의 위치 변화량은 동일하였다. 뼈의 정확한 두께 측정이 방사선치료계획의 선량-깊이 분포 예측에 주요 인자 중 하나임을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권3호
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• pp.162-168
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• 2012

양성자 치료에서 치료의 목표를 달성하고 환자의 안전을 제고하기 위해 인체 내 양성자 빔의 분포를 확인하는 것이 중요하다. 양성자 선량분포와 밀접한 관계가 있는 즉발감마선의 2차원 분포 측정을 위하여 본 연구팀에서는 다수의 CsI(Tl) 섬광체가 1차원 종형으로 배열된 검출기 배열과 집속장치 및 다채널 신호처리 장치로 이루어진 측정장치를 개발하고 있다. 이에 본 연구에서 몬테칼로 기반의 MCNPX 코드를 이용하여 최적화된 측정 장치를 설계하고자 하였다. 즉발감마선을 효과적으로 측정하기 위해 CsI(Tl) 섬광체의 크기를 $6{\times}6{\times}50mm^3$로 결정하였으며, 배경감마선의 영향을 최소화하고 빔의 진행방향에서 수직방향으로 발생하는 즉발감마선만 측정하기 위해 집속장치의 구멍 크기는 면적 $6{\times}6mm^2$, 길이 150 mm로 최적화되었다. 150 MeV 양성자 빔에 대한 성능 예측 전산모사연구를 수행한 결과, 본 연구에서 최적화된 측정 장치를 통해 즉발감마선 2차원 분포를 측정할 수 있었으며, 1 mm 오차범위에서 양성자 빔의 비정을 결정할 수 있었다. 이를 바탕으로 현재 다채널의 신호처리 장치를 개발하고 있으며 실제 양성자 빔을 이용한 즉발감마선 분포측정을 통해 측정 장치의 성능을 검증할 것이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제45권4호
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• pp.523-528
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• 2013

The beam position monitor (BPM) is an essential component for the PEFP 100-MeV linac's commissioning. A prototype stripline-type linac BPM was designedfor this purpose. The electrode aperture is 20 mm in diameter, and the electrode is 25 mm long, so it can be installed between Drift Tube Linac (DTL)101 and DTL102, which is the shortest distance. One end of the electrode is connected to the Sub Miniature Type A (SMA) feed through for signal measurement, and the other end is terminated as a short. The signal amplitude of the fundamental component was calculated and compared with that of the second harmonic component. The designed BPM was fabricated and a low-power RF test was conducted. In this paper, the design, fabrication and low power test of the BPM for the PEFP linac are presented.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.134-138
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• 2004

The discrepancies between theoretical values and measured data of PEFC(Proton Exchange Fuel Cell) is carried out for the machine tool power generation. Rudimental approach of theoretical fuel cell open circuit potential using Gibbs free energy is employed for the examination of PEFC module. The stack temperature, stack voltage and stack current are measured during the operation of PEFC module. It is found that stack voltage and current values show the pronounced discrepancy with the results calculated by Gibbs free energy approach. It is analysed that the discrepancy is due to activation polarization, concentration overvoltage and ohmic overvoltage.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권8호
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• pp.2984-2996
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• 2023

A 100 kW thermal power pool-type light water reactor and Pu(Be) as a fast neutron source were used to determine the appropriate carrier for irradiating boron-containing samples with neutron beams. The tested materials (carriers) were subjected to neutron beams in the reactor's tangential channel. The geometrical arrangement of experimental facilities relative to the neutron beam trajectory, as well as the effect of sample thickness on the count rate, were investigated. The majority of the detectable charged particles emitted by the neutron beam's interaction with tested materials and the detector's detecting layer are protons (recoiled hydrogen) and particles generated in nuclear reactions (protons and alpha particles), respectively. Stopping and Range of Ions in Matter (SRIM) software was used to do theoretical calculations for the range of expected released particles in various materials, including human tissue. The results of measurement and calculation are in good agreement. According to experiments and theoretical calculations, the number of protons emitted by tissue-like materials may commit a dose comparable to that of boron capture reactions. Furthermore, the range of protons is significantly larger than that of alpha particles, which most probably changes dose distribution in healthy cells surrounding the tumor, which is undesirable in the BNCT approach.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권7호
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• pp.2419-2431
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• 2023

Experiments related to Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) accomplished at the Institute of Nuclear Techniques (INT), Budapest University of Technology and Economics (TUB) are presented. Relevant investigations are required before designing BNCT for vivo applications. Samples of relevant boron compounds (H₃BO₃, BDTPA) usually employed in BNCT were investigated with neutron beam. Channel #5 in the research reactor (100 kW) of INT-TUB provides the neutron beam. Boron samples are mounted on a carrier for neutron irradiation. The particle attenuation of several carrier materials was investigated, and the one with the lowest attenuation was selected. The effects of boron compound type, mass, and compound phase state were also investigated. To detect the emitted charged particles, a traditional ZnS(Ag) detector was employed. The neutron beam's interaction with the detector-detecting layer is investigated. Graphite (as a moderator) was employed to change the neutron beam's characteristics. The fast neutron beam was also thermalized by placing a portable fast neutron source in a paraffin container and irradiating the H₃BO₃. The obtained results suggest that the direct measurement approach appears to be insufficiently sensitive for determining the radiation dose committed by the Alpha particles from the ¹⁰B (n,α) reaction. As a result, a new approach must be used.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.85.1-85.1
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• 2011

In this study, Grafoil$^{TM}$ which has comparable electric resistance and chemical stability but is flexible, fragile, and cheap material was adopted as bipolar plates for proton exchange membrane fuel cell(PEMFC) having only one straight line flow channel. Because of its flexibility, pressurizations of cell with various pressures showed different operating characteristics compared to ordinary graphite-used PEMFC. While performances of both cells decreased as these were pressurized, investigation of ohmic and faradaic resistance by electrochemical impedance measurement indicated different tendency of change. Ohmic resistance of graphite-used cell increased with increasing pressure, which is reversed in Grafoil$^{TM}$-used cell. It is speculated that effective chemical reaction area is decreased with increasing pressure in case of graphite-used one, but because of flexible property of Grafoil$^{TM}$, gas diffusion layer in Grafoil$^{TM}$-used cell was well-activated. Different rate of change of faradaic resistances in both cells support this supposition. However, although optimum point of pressurization is found, it is required to investigate other operating conditions because of low performance compared to graphite-used cell.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.953-960
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• 2022

양성자과학연구단의 100-MeV 양성자선형가속기의 양성자를 사용하여 천연 ¹⁶⁹Tm과 핵반응을 일으켜 ¹⁶⁷Yb 방사성동위원소를 생성하였다. 생성된 동위원소는 17.5분의 반감기를 가지며 ¹⁶⁷Tm로 붕괴한다. 이때 발생하는 감마선을 HPGe 검출시스템을 사용하여 측정하였다. 검출기의 에너지 교정 및 검출기의 효율 측정은 표준선원을 사용하여 결정하였다. 기존에 알려진 Table of Isotopes의 주요 감마선 에너지는 모두 측정되었다. 한편, 현재까지 알려진 발생되는 감마선의 강도에 대한 정보는 매우 부정확한 상황이다. 따라서 본 연구를 통하여 주요 감마선에 대한 붕괴 강도를 정확하게 측정하였다. 전체적으로 기존에 알려져 있던 결과들과 상이한 차이를 보였으며 특히 113.3 및 106.2 keV 감마선 같은 주 붕괴 감마선의 강도들이 과대평가 되었다는 사실을 알게 되었고 62.9, 116.7 및 143.56 keV의 감마선 들은 과소평가 된 감마선들임을 알게 되었다. 본 연구의 결과는 핵융합 연구, 천체 물리학 및 핵물리 분야에 있어서 중요한 정보가 될 것으로 생각된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.257-263
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• 2021

본 연구는 한국원자력연구원에서 보유하고 있는 100 MeV 선형가속기를 사용하여 천연텅스텐과의 핵반응으로 부터 발생시켜 발생되는 감마선을 측정하여 natW(p,xn)176Re 핵반응에 대한 상대핵반응단면적을 도출하였다. 일반적으로 반감기가 짧은 동위원소에 대한 연구는 항상 짧은 시간 내에 방사능의 강도가 급격하게 작아지는 경향을 보이기 때문에 측정자체가 매우 어려운 것이 현실이다. 특히 176Re의 경우는 반감기가 5.3 분으로 상대적으로 매우 짧은 방사성핵종 중의 하나이다. 본 연구에서는 이런 짧은 반감기를 가지는 176Re 동위원소로부터 발생되는 109.08 keV 감마선을 고순도 Ge검출기를 이용하여 측정하였다. 얻어진 상대 측정값들은 1967년에 Richard G.에 의해 발표된 8 ~ 14 MeV 양성자에너지 영역에서의 결과와 이를 기반으로 계산에 의한 핵반응단면적에 대한 평가한 2019년 A. J. Koning의 결과인 TENDL-2019값과 비교분석하였다. 이 연구의 결과는 미래의 에너지원으로 알려져 있는 핵융합로의 설계, 천체 물리학, 핵의학 및 양성자치료 분야에 요긴하게 활용될 것으로 생각된다.