• 제목/요약/키워드: Radiation and Scattering

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다중격자 유한체적법에 의한 복사열전달 해석 (A Study of n Multigrid Finite-Volume Method for Radiation)

  • 김만영;변도영;백승욱
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권1호
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    • pp.135-140
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    • 2003
  • The convergence of finite volume method (FVM) or discrete ordinate method (DOM) is known to degrade for optical thickness greater than unity and large scattering albedo. The present article presents a convergence acceleration procedure for the FVM based on a full approximation storage (FAS) multigrid method. Among a variety of multigrid cycles, the V-cycle is used and the full multigrid algorithm (FMG) is applied to an analysis of radiation in irregular two-dimensional geometry. Solution convergence is discussed for the several cases of various optical thickness and scattering albedo. At small scattering albedo and optical thickness, there is no advantage to using the multigrid method for calculation CPU time. For large scattering albedo greater than 0.5 and optical thickness greater than unity, however, the multigrid method improves the convergence and the solution is rapidly obtained.

발열체가 있는 열린 공간내에서의 자연대류-복사열전달 현상에 관한 수치적 연구 (Numerical Study On Combined Natural Convection-Radiation In Partially Open Square Compartments with A Heater)

  • 손봉세;한규익;서석호;이재효;김태국
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제9권1호
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    • pp.10-19
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    • 1995
  • Study on combined natural convection-radiation In partially open square enclosures filled with absorbing-anisotropic scattering media is performed. A heater block located in the enclosure causes the natural circulation of the fluid in the enclosure which results In significant in-flow of the cold fluid through the partially open wall. Four different locations of the heater are considered to observe the effect of the heater locations on the resulting heat transfer. Results obtained from the combined convection-radiation analyses show much stronger circulation of t he fluid inside the enclosure as compared to those obtained from the pure convection analyses. As the ratio of the open area is Increased, the inflow of the cold fluid and the circulation of the fluid inside the enclosure is increased causing lower fluid temperature Inside the enclosure. It is shown that the location of the heater influences the circulation and heat transfer significantly by showing stronger circulations and more uniform temperature distributions for the cases where the heater is located on the bottom wall as compared to those for the cases where the heater is located on the upper part wall of the enclosure. For pure absorbing medium, the expected circulation in the fluid is relatively week as compared to those with absorbing-scattering medium due to the smaller wall heating as the radiant heat is used to heat the fluid instead. The forward anisotropic scattering phase function is shown to increase the fluid circulation further as compared to the isotropic scattering medium.

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Understanding spin configuration in the geometrically frustrated magnet TbB4: A resonant soft X-ray scattering study

  • Huang, H.;Jang, H.;Kang, B.Y.;Cho, B.K.;Kao, C.C.;Liu, Y.J.;Lee, J.S.
    • Current Applied Physics
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    • 제18권11호
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    • pp.1205-1211
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    • 2018
  • The frustrated magnet has been regarded as a system that could be a promising host material for the quantum spin liquid (QSL). However, it is difficult to determine the spin configuration and the corresponding mechanism in this system, because of its geometrical frustration (i.e., crystal structure and symmetry). Herein, we systematically investigate one of the geometrically frustrated magnets, the $TbB_4$ compound. Using resonant soft x-ray scattering (RSXS), we explored its spin configuration, as well as Tb's quadrupole. Comprehensive evaluations of the temperature and photon energy/polarization dependences of the RSXS signals reveal the mechanism of spin reorientation upon cooling down, which is the sophisticated interplay between the Tb spin and the crystal symmetry rather than its orbit (quadrupole). Our results and their implications would further shed a light on the search for possible realization of QSL.

전자선 치료 시 차폐블록 두께 변화에 따른 블록 주변 선량에 관한 연구 (The study on the scattering ratio at the edge of the block according to the increasing block thickness in electron therapy)

  • 박시온;곽근탁;박주경;이승훈;김양수;김정수;권형철;이선영
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.57-65
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    • 2019
  • 목 적: 전자선 치료에서 저 용융점 납합금과 순수 납을 이용한 차폐 시 두께증가에 따른 블록 가장자리의 산란선 영향을 알아보고자 한다. 대상 및 방법: $10{\times}10cm^2$ 어플리케이터의 Insert Frame 절반을 차폐하도록 블록을 제작하였고, 두께는 각 재질당 3, 5, 10, 15, 20 (mm)로 하였다. 공통 조건을 에너지 6 MeV, 선량률 300 MU/Min, 갠트리 각도 0, 부여선량 100 MU으로 설정하였고, 블록의 위치와 측정점의 위치, 블록재질을 각각 달리하여 블록 두께증가에 따른 상대적인 산란비율을 평행평판형 전리함과 고체팬텀으로 측정하였다. 결 과: (측정 깊이 / 블록 위치 / 블록 재질)이 (표면 / 어플리케이터 / 순수 납)일 때 블록 두께가 3, 5, 10, 15, 20 (mm) 순으로 증가함에 따라 상대선량은 15.33 nC, 15.28 nC, 15.08 nC, 15.05 nC, 15.07 nC로 측정되었다. (표면 / 어플리케이터 / 합금 납)일 때 15.19 nC, 15.25 nC, 15.15 nC, 14.96 nC, 15.15 nC로 측정되었다. (표면 / 팬텀 위 / 순수 납)일 때 15.62 nC, 15.59 nC, 15.53 nC, 15.48 nC, 15.34 nC로 측정되었다. (표면 / 팬텀 위 / 합금 납)일 때 15.56 nC, 15.55 nC, 15.51 nC, 15.42 nC, 15.39 nC로 측정되었다. (심부 / 어플리케이터 / 순수 납)일 때 16.70 nC, 16.84 nC, 16.72 nC, 16.88 nC, 16.90 nC로 측정되었다. (심부 / 어플리케이터 / 합금 납)일 때 16.83 nC, 17.12 nC, 16.89 nC, 16.77 nC, 16.52 nC로 측정되었다. (심부 / 팬텀 위 / 순수 납)일 때 17.41 nC, 17.45 nC, 17.34 nC, 17.42 nC, 17.25 nC로 측정되었다. (심부 / 팬텀 위 / 합금 납)일 때 17.45 nC, 17.44 nC, 17.47 nC, 17.43 nC, 17.35 nC로 측정되었다. 결 론: 차폐블록을 이용하여 전자선 치료를 진행할 때 블록위치는 환자 체표면보다는 어플리케이터에 삽입하고 두께는 각 사용 에너지에 해당되는 최소 적정차폐두께로 제작해야 한다. 또한 블록 가장자리 경계선으로부터 떨어진 거리에 따라 변화하는 산란선의 영향을 충분히 고려하여 치료를 시행하는 것이 바람직하다고 사료된다.

High performance metal-only fan-beam reflectarray with a delta source applicable for an electromagnetic fence

  • Cho, Yong-Heui
    • International Journal of Contents
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    • 제7권4호
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    • pp.44-49
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    • 2011
  • The scattering solutions for multiple rectangular metallic gratings in a perfectly conducting plane excited by the TE and TM delta sources are presented using an overlapping T-block method. A reflectarray composed of rectangular metallic gratings shows fanbeam radiation patterns that are useful for an electromagnetic fence. The scattering characteristics of multiple rectangular gratings were computed in terms of total radiated power and antenna directivity. The design method of a fan-beam reflectarray to obtain high directivity was also compared with superdirective radiation and parabolic reflector phase.

MCNPX 시뮬레이션을 이용한 무납 방사선 차폐 시트 기반의 공간산란 저감화 평가 (Evaluating the Reduction of Spatial Scattering based on Lead-free Radiation Shielding Sheet using MCNPX Simulation)

  • 양승우;박금별;허예지;박지군
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.367-373
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    • 2020
  • 물체와 X선의 상호작용로 발생하는 산란선으로 야기되는 공간 산란선량은 대부분이 저에너지 영역의 전자기파로 인체에 비교적 쉽게 흡수되어 방사선 피폭정도가 증가하게 된다. 이러한 공간 산란 선량은 방사선작업 종사자 및 환자의 방사선 피폭 정도 지표로도 사용되고 있으며 간접적으로 발생하는 공간 산란 선량을 줄여 피폭을 저감화하기 위한 방안의 필요성이 마련될 필요성이 있다. 이에 본 연구에서는 공간산란 선량을 저감화 방안으로 무납 방사선 차폐 시트를 제시하였고 가슴 X선 촬영검사를 기준으로 몬테카를로(MC; Monte Carlo) 시뮬레이션을 수행하여 거리 변화에 따른 갑상샘과 생식선 위치에서 흡수되는 산란선의 흡수선량을 산출하였고 실측치와 차폐율을 비교 평가하였다.

99mTc의 에너지 스펙트럼 변화에 따른 납 앞치마의 차폐 효과 평가 (Evaluation of the Shielding Effect of Lead Apron according to the Energy Spectrum Change of 99mTc)

  • 윤창용;지영식
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.889-896
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    • 2023
  • 핵의학과에서 가장 많이 사용되는 99mTc를 점선원과 산란팬텀을 이용하여 에너지스펙트럼 변화를 분석하고 변화된 감마선 에너지에 따른 납 앞치마의 차폐효과를 평가하였다. 산란팬텀의 감마선 에너지 스펙트럼은 점선원보다 광전피크 영역은 감소하고 컴프턴 산란영역은 증가하였다. 감마선원 형태 변화에 따른 에너지 영역별 계수치는 점선원의 계수치보다 20 cm 거리에서 최대 66.1 %의 감소율을 보였으며 컴프턴 산란 영역에서는 산란팬텀의의 계수치가 점선원의 계수치보다 최대 40 cm 거리에서 122.2 % 증가하는 결과를 보였다. 감마카메라를 이용한 선원과 산란팬텀의 거리에 따른 차폐율 차이에서 광전피크 영역은 유사한 결과를 보였으나 컴프턴 산란영역에서는 20 cm거리에서 산란팬텀의 차폐율이 점선원의 차폐율보다 29.2% 증가하였으며 거리가 증가함에 따라 차폐율 차이는 감소하였다. 방사선 선량계를 이용한 납 앞치마 차폐율 측정에서 산란팬텀의 차폐율은 최대 15.3 %의 차이를 보였으며 거리가 증가할수록 두 선원의 차폐율 차이는 감소하였다. 산란팬텀의 납 앞치마 차폐율이 점선원보다 높고 선원과 가까운 거리일수록 납 앞치마의 효과는 증가하는 결과로 방사성의약품을 주입한 환자를 직접 대면할 때 납 앞치마의 착용은 방사선피폭 저감화에 도움이 될 것으로 판단된다.

POLARIZATION OF THOMSON SCATTERED LINE RADIATION FROM BROAD ABSORPTION LINE OUTFLOWS IN QUASARS

  • Baek, Kyoung-Min;Bang, Jeong-Hoon;Jeon, Yeon-Kyeong;Kang, Suna;Lee, Hee-Won
    • 천문학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.1-7
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    • 2007
  • About 10 percent of quasars are known to exhibit deep broad absorption troughs blueward of prominent permitted emission lines, which are usually attributed to the existence of outflows slightly above he accretion disk around the supermassive black hole. Typical widths up to 0.2c of these absorption roughs indicate the velocity scales in which special relativistic effects may not be negligible. Under he assumption of the ubiquity of the broad absorption line region in quasars, the broad emission line flux will exhibit Thomson scattered components from these fast outflows. In this paper, we provide our Monte Carlo calculation of linear polarization of singly Thomson scattered line radiation with the careful considerations of special relativistic effects. The scattering region is approximated by a collection of rings that are moving outward with speeds ${\upsilon}=c{\beta}<0.2c$ near the equatorial plane, and the scattered line photons are collected according to its direction and wavelength in the observer's rest frame. We find that the significantly extended red tail appears in the scattered radiation. We also find that the linear degree of polarization of singly Thomson scattered line radiation is wavelength-dependent and hat there are significant differences in the linear degree of polarization from that computed from classical physics in the far red tail. We propose that the semi-forbidden broad emission line C III]1909 may be significantly contributed from Thomson scattering because this line has small resonance scattering optical depth in the broad absorption line region, which leads to distinct and significant polarized flux in this broad emission line.

간섭성 반스톡스 라만 산란 현미경 후방 신호지 방사패턴에 관한 이론계산 연구 (Theoretical Calculation on Radiation Patterns of Epi-signal in CARS Microscopy)

  • 유용심;조혁
    • 한국광학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.286-291
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    • 2007
  • 높은 수치구경의 대물렌즈를 사용하는 간섭성 반스톡스 라만 산란 현미경(coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy)에서 폴리스틸렌구에서 발생한 신호의 먼거리장 방사패턴에 대한 이론적 계산 연구를 수행하였다. 극초점 조건에서 입사 레이저 광의 전기장 분포를 계산하였고, CARS 신호 생성원인인 비선형 분극(헤르치안 쌍극자) 방사의 간섭성 합을 통하여 먼거리장 방사 패턴을 계산하였다. 폴리스틸렌구의 크기에 따른 후방 방사패턴을 계산하였고, 1100 nm 직경을 가진 폴리스틸렌구와 폴리스틸렌 구껍질의 방사패턴을 비교하였다. 또한, 극초점으로부터 폴리스틸렌구의 중심이 이동함에 따른 방사패턴의 변화를 보였다.

유한차분 시간영역 방법을 이용한 Ag 나노링 구조의 산란효과 (Finite-Difference Time-Domain Calculation of Light Scattering Efficiency for Ag Nanorings)

  • 이태수;정종율
    • 한국재료학회지
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    • 제22권10호
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    • pp.519-525
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    • 2012
  • Enhancement of light trapping in solar cells is becoming increasingly urgent for the development of next generation thin film solar cells. One of the possible candidates for increasing light trapping in thin film solar cells that has emerged recently is the use of scattering from metallic nanostructures. In this study, we have investigated the effects of the geometric parameters of Ag nanorings on the light scattering efficiency by using three dimensional Finite Different Time Domain (FDTD) calculations. We have found that the forward scattering of incident radiation from Ag nanorings strongly depends on the geometric parameters of the nanostructures such as diameter, height, etc. The forward scattering to substrate direction is increased as the outer diameter and height of the nanorings decrease. In particular, for nanorings larger than 200 nm, the inner diameter of Ag nanorings should be optimized to enhance the forward scattering efficiency. Light absorption and scattering efficiency calculations for the various nanoring arrays revealed that the periodicity of nanorings arrays also plays an important role in the absorption and the scattering efficiency enhancement. Light scattering efficiency calculations for nanoring arrays also revealed that enhancement of scattering efficiency could be utilized to enhance the light absorption through the forward scattering mechanism.