• 한국원자력학회:학술대회논문집
• /
• 한국원자력학회 2005년도 추계학술발표회
• /
• pp.769-770
• /
• 2005

This study aims to demonstrate the practical value of radioscopic differentiation of materials. The dual energy method is proposed for identifying materials according to atomic numbers. The differentiation of materials is achieved by comparing the attenuation ratio of low and high energy photons. We used gamma-rays of 0.662 MeV and 1.25 MeV and NaI(Tl) scintillation detector with a Multi-channel Analyzer (MCA). We also carried out the Monte Carlo simulation for the case of bremsstrahlung radiation from dual electron beams of 4 MeV and 9 MeV.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제56권7호
• /
• pp.2557-2562
• /
• 2024

A type of integrated multiple-single-channel analyzer (IMSCA) is described. The IMSCA works with an input pulse of 2-20 pC, and it can be directly connected to a scintillation detector, which eliminates the need for a linear amplifier. It consists of 64 input ports, so 1-64 detectors can be set by users according to different requirements. Two energy regions for each input channel can be simultaneously analyzed. Another advantage of the IMSCA is that it integrates with a high-speed pulse signal acquisition card and transmits data to the computer through the network. The maximum pulse through-rate is 1.4 MHz, and linearity can reach 0.1%. This IMSCA has been successfully used in enrichment detecting of nuclear fuel rod.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
• /
• 제42권2호
• /
• pp.98-111
• /
• 2008

This review introduces advances in clinical and pre-clinical single photon emission computed tomography (SPECT) and positron emission tomography (PET) providing noninvasive functional images of biological processes. Development of new collimation techniques such as multi-pinhole and slit-slat collimators permits the improvement of system spatial resolution and sensitivity of SPECT. Application specific SPECT systems using smaller and compact solid-state detector have been customized for myocardial perfusion imaging with higher performance. Combined SPECT/CT providing improved diagnostic and functional capabilities has been introduced. Advances in PET and CT instrumentation have been incorporated in the PET/CT design that provide the metabolic information from PET superimposed on the anatomic information from CT. Improvements in the sensitivity of PET have achieved by the fully 3D acquisition with no septa and the extension of axial field-of-view. With the development of faster scintillation crystals and electronics, time-of-flight (TOF) PET is now commercially available allowing the increase in the signal-to-noise ratio by incorporation of TOF information into the PET reconstruction process. Hybrid PET/SPECT/CT systems has become commercially available for molecular imaging in small animal models. The pre-clinical systems have improved spatial resolution using depth-of-interaction measurement and new collimators. The recent works on solid state detector and dual modality nuclear medicine instrumentations incorporating MRI and optical imagers will also be discussed.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제22권5호
• /
• pp.474-482
• /
• 2002

필름을 사용하지 않는 방사선투과검사 시스템인 1차원 Radiometric scanning system을 개발하여 부식 및 침적물이 있는 배관의 두께평가에 적용해 보았다. 개발된 시스템은 단일 방사성 동위원소에서 나오는 방사선을 선형으로 접속하여 시험체를 투과시킨 방사선을 한개의 섬광형 검출기언 BGO를 사용하여 검출하는 single source-single detector alignment system을 제어하는 기계주사 시스템과 제어 프로그램을 개발하였다. 개발된 시스템의 성능을 GEMANT4 프로그램을 사용하여 예측하여 보았다. 그리고, 인공결함을 제작하여 넣은 시편과 두께 변화를 준 시편에 적용하여 실제 성능을 평가하였다. 이 시스템은 방사성 동위원소를 이용하여 배관의 부식과 침적물에 의한 두께 변화에 대하여 실시간으로 필름을 사용하지 않고 평가할 수 있는 가능성을 알 수 있었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제41권3호
• /
• pp.185-190
• /
• 2016

Background: In order to measure neutron energy spectra, the conventional Bonner Sphere Spectrometers (BSS) are widely used. In this spectrometer, several measurements with different size Bonner spheres are required. Operators should, therefore, place these spheres in several times to a measurement point where radiation dose might be relatively high. In order to reduce this effort, novel neutron energy spectrometer using an onion-like single Bonner sphere was proposed in our group. This Bonner sphere has multiple sensitive spherical shell layers in the single sphere. In this spectrometer, a band-shaped thermal neutron detection medium, which consists of a LiF-ZnS mixed powder scintillator sheet and a wavelength-shifting (WLS) fiber readout, was looped to each sphere at equal angular intervals. Amount of LiF neutron converter is reduced near polar region, where the band-shaped detectors are concentrated, in order to uniform the directional sensitivity. The LiF-ZnS mixed powder has an advantage of extremely high light yield. However, since it is opaque, scintillation photons cannot be collect uniformly. This type of detector shows no characteristic shape in the pulse height spectrum. Subsequently, it is difficult to set the pulse height discrimination level. This issue causes sensitivity fluctuation due to gain instability of photodetectors and/or electric modules. Materials and Methods: In order to solve this problem, we propose to replace the LiF-ZnS mixed powder into a flexible and Transparent RUbber SheeT type $LiCaAlF_6$ (TRUST LiCAF) scintillator. TRUST LiCAF scintillator can show a peak shape corresponding to neutron absorption events in the pulse height spectrum. Results and Discussion: We fabricated the prototype detector with five sensitive layers using TRUST LiCAF scintillator and conducted basic experiments to evaluate the directional uniformity of the sensitivity. Conclusion: The fabricated detector shows excellent directional uniformity of the neutron sensitivity.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제24권11호
• /
• pp.1519-1527
• /
• 2020

일반적인 방사선 측정장치는 방사능 오염원에 대한 선량률을 측정하는 공간 선량률 탐지 장치와 방사능 오염정보에 대한 2차원 또는 3차원 영상화 장치의 형태로 개발되었다. 이러한 방사선 계측 기법은 각각의 장단점을 가지고 있으나 방사능 사고 지역에서 인명피해를 최소화하며, 빠른 제염을 위해서는 두 가지 탐지 장치의 장점이 모두 필요하다. 방사능 오염원으로부터 방사능 피해를 최소화하기 위해서는 방출되는 방사선에 대한 선량률 뿐만 아니라 어디에서 방출되고 있는지를 빠르게 확인해야 하기 때문이다. 본 논문에서는 방사능 오염원 탐지를 위한 검출 센서와 회전체, 방향성을 갖는 콜리메이터를 이용하여 방사능 오염원에 대한 선량률 및 방향 정보를 실시간으로 측정 할 수 있는 기법을 고안하였다. 회전형 기반의 방사능 탐지 장치는 탐지 센서를 둘러싼 회전체가 회전하며 개구부와 일치할 때 획득되는 방사능 정보와 회전체의 위치정보를 통해 선량률과 방향을 확인할 수 있도록 구성하였으며, 다수개의 홀을 통해 수직, 수평 방향에 대한 측정 기법을 제안하였다. 탐지 결과 수평 방향에서의 탐지 시 방향 정보에 대한 측정오차는 1% 미만으로 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제5권4호
• /
• pp.291-309
• /
• 1973

TRIGA Mark II와 III 원자로의 여러가지 가동조건에 있어서 노벽으로 부터의 누설 ${\gamma}$선에 의한 조사선양률을 3"$\times$3"원통형 NaI(T1) 섬광계수기와 400 channel파 고분석장치로 측정하였는데 측정된 spectrum으로부터 조사선양률을 산출하는데는 실제적면에서 복잡하기 짝이 없는 response matrix 방법대신 정도가 좋으면서도 비교적 그 과정이 단순한 Moriuchi의 specturm -조사선양률 환산 이론을 적용하였다. 연구결과에 따르면 노심에서 발생된 누설 ${\gamma}$선의 기본적인 spectrum 형태는 원자로의 열출력이나 차장벽에 의한 강도의 감쇠에 별로 영향을 받지 않고 있으며 원자로 누설${\gamma}$선에 의란 전조사선양률의 공기중에서의 감쇠는 폭 넓은 energy분포에도 불구하고 지수함수적 감쇠를 하고 있음이 판명되있다. 이 전조사선양률은 원자로의 열출력에 대체로 비례하고 있으나 TRIGA Mark III과 같은 가동형노심의 경우는 측정된 spectrum이 매우 다양한바, 그로부터 산출된 전조사선양률의 크기에는 관계없이, spectrum 분해방법을 적용하여 노심에서 발생된 누설 ${\gamma}$선과 원자로가동중 발생되는 여지 ${\gamma}$선의 기여를 판별 해석하는데 성공하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제48권3호
• /
• pp.131-143
• /
• 2023

Background: This study examined the detection limit of thyroid screening monitoring conducted at the time of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (FDNPP) accident in 2011 using a Monte Carlo simulation. Materials and Methods: We calculated the detection limit of a NaI(Tl) survey meter to measure ¹³¹I accumulation in the thyroid gland of children. Mathematical phantoms of 1- and 5-year-old children were developed in the simulation of the Particle and Heavy Ion Transport code System code. Contamination of the body surface with eight radionuclides found after the FDNPP accident was assumed to have been deposited on the neck and shoulder area. Results and Discussion: The detection limit was calculated as a function of ambient dose rate. In the case of 40 Bq/cm² contamination on the body surface of the neck, the present simulations showed that residual thyroid radioactivity corresponding to thyroid dose of 100 mSv can be detected within 21 days after intake at the ambient dose rate of 0.2 µSv/hr and within 11 days in the case of 2.0 µSv/hr. When a time constant of 10 seconds was used at the dose rate of 0.2 µSv/hr, the estimated survey meter output error was 5%. Evaluation of the effect of individual differences in the location of the thyroid gland confirmed that the measured value would decrease by approximately 6% for a height difference of ±1 cm and increase by approximately 65% for a depth of 1 cm. Conclusion: In the event of a nuclear disaster, simple measurements carried out using a NaI(Tl) scintillation survey meter remain effective for assessing ¹³¹I intake. However, it should be noted that the presence of short-half-life radioactive materials on the body surface affects the detection limit.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제8권2호
• /
• pp.67-76
• /
• 1997

본 연구에서는 유방암 진단용 감마카메라 제작 시에 고려되어야 하는 섬광체의 크기와 섬광체 면의 적절한 표면처리가 카메라의 민감도와 위치 분해능에 미치는 영향을 연구하기 위하여 섬광의 광학적 특성을 몬테카를로(Monte Carlo) 시뮬레이션 방법을 이용하여 고찰하였다. 섬광체는 NaI(TI) 결정체로 크기가 60 mm $\times$ 60 mm $\times$ 6 mm이며, 발생한 섬광이 광전자증배관의 광음극에 도달할 때까지를 시뮬레이션 하였다. 섬광체 표면 처리를(5가지 : Ground,. Polished, Metal-0.95RC(반사계수), Polished-0.98RC, Painted-0.98RC) 변화시켜 민감도를 계산하였다. 섬광체와 광전자증배관 (photomultiplier tube, PMT)의 접합면에 사용되는 물질의 굴절률 변화에 따른 민감도와 NaI(TI) 섬광체 창으로 많이 사용되고 있는 유리의 두께 변화에 따른 민감도를 조사하였다. 또한 섬광 결정체의 내인성 위치 분해능(intrinsic position resolution)을 섬광이 발생된 후 섬광 퍼짐(light spread) 정도를 시뮬레이션 함으로써 고찰하였다. 감마선의 입사면을 각각 Ground, Polished, Metal-0.95RC, Polished-0.98RC, Painted-0.98RC로 표면처리 하였을 때 민감도가 70.9%, 73.9%, 78.6%, 80.1%, 85.2%로 나타나 Painted-0.98RC일 때 민감도가 가장 우수하였다. 섬광체와 광전자증배관의 접합에 사용된 물질의 굴절률이 증가할수록 민감도가 증가하였으며 매질이 두꺼울수록 민감도는 저하되었다. 디자인된 검출기의 내인성 위치분해능은 수직, 수평 방향으로 약 1.2 mm로 예측되었다. 이 연구에서는 감마카메라의 성능에 직접적인 영향을 미치는 NaI (Tl)-PMT의 민감도와 위치 분해능을 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 예견할 수 있었으며, 본 연구결과 NaI(TI)-PMT를 이용한 검출기가 고민감도ㆍ고해상력이 요구되는 유방암 진단용 소형 감마카메라 제작에 적합하다고 판단된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제39권3호
• /
• pp.150-158
• /
• 2014

각 의료기관 내 방사선 관련 종사자나 방사선 치료환자들은 진단 및 치료 시 필연적으로 의료상 피폭을 수반하게 된다. 국제방사선방호위원회(ICRP) 권고나 국제원자력기구(IAEA)의 기준에 따라 기준선량 제약치를 적용 및 권고 받고 있지만 1차 피폭대상자인 종사자나 환자들의 피폭최적관리를 위해서는 잠재적인 피폭대상자들에게 기존의 피폭관리 시스템보다 직접적이고 가용성이 높은 측정 및 분석 방법이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 기존에 구비된 휴대용 단말과 연동하여 원거리에서 실시간으로 방사선 모니터링이 가능한 시스템을 개발하였다. 모니터링 시스템은 검출부, 영상부, 통신부 세 부분으로 구성되었다. 검출부는 시스템의 소형화를 위해 실리콘 광증배소자(silicon photomultiplier) 기반 섬광검출기를 설계하였으며, 영상부는 무선 CCD (charge-coupled device)카메라 모듈을 사용하여 검출부와 함께 Bluetooth 통신모듈을 통해 휴대용 단말로 측정된 방사선 정보와 영상이 전송된다. 제작된 시스템은 성능 평가를 위해 진단용 X-ray 발생장치와 $^{137}Cs$, $^{22}Na$, $^{60}Co$, $^{204}Tl$, $^{90}Sr$ 선원을 사용하였다. 측정결과를 통해 개발된 시스템은 gamma, beta, X-ray에 대해서 검출 반응성을 확인하였고, 방사선 세기에 따른 응답 선형성과 MCNPX 전산코드를 이용한 측정 거리에 따른 시스템의 검출 정확도 평가 시 3% 내외의 오차범위를 확인하였다. 본 연구의 결과는 방사선 검출 시스템 구성의 비용절감 효과와 개인피폭정도관리에 기여할 것으로 기대한다.