• 한국방사선학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.71-78
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• 2021

엑스선 영상을 획득하는 경우에 연속 엑스선을 사용할 경우, 다양한 엑스선 에너지로 인해 같은 물질이라도 두께에 따라 영상에서 정확하게 표현되지 않을 수 있다. 이를 해결하기 위해 엑스선 에너지스펙트럼을 변경하여 영상의 질을 향상 시킬 수 있도록 하였다. SPEKTR v3.0을 사용하여 부가 필터를 추가한 엑스선 에너지스펙트럼과 고유 필터만을 사용한 일반 엑스선 에너지스펙트럼을 획득하였다. 획득한 엑스선 에너지스펙트럼을 Geant4 Application for Tomographic Emission(GATE)의 방사선원으로 사용하여 시뮬레이션을 수행하였다. GATE 데이터를 사용하여 부가 필터가 사용된 엑스선 영상과 부가 필터를 사용하지 않은 엑스선 영상을 재구성한 영상을 74 keV의 단일 에너지 영상을 통해서 비교 분석하였다. 부가 필터를 사용하지 않은 엑스선 에너지스펙트럼을 사용한 경우 같은 물질이라도 두께에 따라 투과한 엑스선의 양이 물질 두께에 따라 감소되는 양과는 상이한 양상을 보인 반면, 부가 필터를 사용한 경우 두께에 따라 투과된 엑스선의 양이 물질 두께에 따라 감소되는 양과 유사한 결과가 나왔다. 즉, 감소되는 선량이 단일 에너지를 사용했을 때와 비슷한 결과가 나왔다. 부가 필터를 사용하여 엑스선 에너지스펙트럼을 변경하여 엑스선 영상을 획득할 경우 엑스선의 투과에 대한 보다 정확한 결과의 값을 획득할 수 있다. 영상의학검사에서 부가 필터의 적절한 사용이 영상의 질을 높이는데 크게 작용한다는 것을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권1호
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• pp.8-13
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• 2016

이중 에너지 콘빔 CT는 원자번호가 다른 두 물질을 구분해낼 수 있다는 장점을 가진다. 이중 에너지 콘빔 CT를 구현하는 여러 가지 방법 중, 에너지 변조 필터(modulation layer)에 기반한 이중 에너지 콘빔 CT의 원리는 x-선 발생창의 절반을 구리와 같은 에너지 변조 필터로 차단하면, 차단되지 않은 곳에서는 원래의 관전압에 해당하는 x-선 스펙트럼이 발생하고 에너지 변조 필터로 가려진 부분에서는 저에너지 x-선이 감소된 x-선 스펙트럼이 발생하여 한 번의 스캔에서 두 가지 스펙트럼을 획득할 수 있다는 것이다. 우리는 에너지 변조 필터를 이용한 이중 에너지 콘빔 CT 구현의 가능성을 평가하기 위하여 다양한 두께의 에너지 변조 필터에 의해 생성되는 x-선 스펙트럼을 몬테칼로 전산모사를 이용하여 획득하였다. 전산모사 결과를 검증하기 위하여 동일한 콘빔 CT 시스템에서 CdTe 검출기를 이용하여 50~100 kVp에 대하여 스펙트럼을 측정하였고, 80 kVp 관전압에 대하여 실험과 전산모사로 획득한 스펙트럼의 평균 에너지가 유사함을 확인하였다. 또한 에너지 변조 필터의 두께를 2.0 mm로 하였을 때 스펙트럼의 평균 에너지는 80과 120 kVp에 대하여 각각 1.67, 1.52배까지 증가함을 확인하였다. 따라서 에너지 변조 필터를 사용하면 하나의 x-선 발생장치를 이용하여 가상의 이중 에너지 선원을 구현할 수 있음을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.289-295
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• 2018

대부분의 진단용 방사선 장치는 엑스선을 사용하며, 엑스선은 다양한 에너지를 갖는 스펙트럼을 갖는다. 진단 영상에서 엑스선의 정량적 및 정성적 분석은 선량을 줄이면서 영상 화질을 유지하는데 필수적이다. 본 연구의 목적은 진단 영상에 사용되는 엑스선 스펙트럼을 몬테칼로 시뮬레이션으로 측정하는 것이다. 다양한 엑스선 에너지 스펙트럼이 몬테칼로 시뮬레이션으로 측정되었다. 이 스펙트럼들은 다항식을 보간 한 양극 텅스텐 모델에 의해 계산된 결과와 비교하였다. 엑스선 관전압은 50, 60, 80, 100, 110 kV 였다. 검출기로는 카드뮴 텔루라이드와 비정질 셀레늄 물질을 사용하였다. 엑스선 에너지 스펙트럼의 시뮬레이션 결과는 참조 결과와 일치하였고, NRMSD 값은 최소 1.1%에서 최대 5.7%를 보였다. 시뮬레이션 결과에 의하면 진단 영상을 획득할 때 적절한 관전압의 선택을 가능하게 할 것이다. 또한, 영상 획득 전 환자에 전달되는 선량을 예측하는데 기여할 것이다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.51-55
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• 2013

엑스선의 에너지가 높으면 엑스선이 피사체(object)를 통과하여 영상의 대조도를 떨어뜨리고 엑스선의 에너지가 낮으면 영상의 대조도는 증가시키지만 엑스선이 피사체에 흡수되어 환자의 피폭선량을 증가시킨다. 그러므로 적정한 엑스선 에너지는 영상의 질과 피폭선량에 영향을 미치는 매우 중요한 요소이다. 본 논문에서는 새로운 양극물질을 사용하는 유방촬영 장치의 도입에 따라 방사선 선질이 다양해진 유방촬영장치의 영상품질관리와 환자선량관리을 위하여 유방촬영장치의 타겟 물질에 따른 에너지스펙트럼을 시뮬레이션하고 팬텀 영상의 화질을 비교하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.107-114
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• 2023

엑스선형광분석은 비파괴적으로 시료에 포함된 원소와 농도를 분석할 수 있는 기법으로 과학 및 산업 분야에 광범위하게 사용되고 있다. 다양한 물질을 포함한 혼합물 또는 화합물 분석의 정밀도 향상을 위해 10 keV 근방의 저에너지와 20 keV 근방의 에너지 영역에 높은 강도 분포를 갖는 엑스선관이 요구된다. 두 에너지 영역에서 높은 강도 분포를 갖는 스펙트럼을 얻기 위하여 9.65 keV의 특성엑스선을 가지는 텅스텐과 17.48 keV의 몰리브덴 두 물질을 적층한 구조의 표적을 가지는 투과형 엑스선관을 몬테카를로 전산모사를 통해 스펙트럼을 분석하였다. W-Mo 구조의 표적을 통해 10 keV와 20 keV 근방의 강한 강도를 갖는 특성엑스선을 얻었다. 또한 4 ㎛ 두께의 Mo-W multilayers 구조의 표적을 통해 최적의 강도 분포를 갖는 스펙트럼을 얻을 수 있음을 확인하였다. 다양한 표적 물질을 선택 조합하고 두께 최적화를 통해 원하는 에너지 대역에서 높은 강도 분포를 갖는 스펙트럼을 얻는 것이 가능하다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.5-11
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• 2010

본 논문에서는 이중 에너지 디지털 래디오그래피를 위한 이중 모드 검출기 개발을 제안한다. 이중 에너지 래디오그래피 모듈의 설계를 위하여 상용 BIS(Baggage Inspection System)에서 사용되고 있는 X-선 발생장치의 스펙트럼과 이중 모드 검출기에 대한 특징 및 방사선적 특성을 분석하였다. 제안하는 영상 검출기 모듈은 BIS에서 활용되고 있는 X-선관을 대상으로 X-선 스펙트럼을 모사하고, 모사한 스펙트럼을 통하여 새롭게 제안하는 검출기 모듈의 방사선적 특성을 고찰하였다. X-ray를 이용한 실험에서 구리 필터의 두께 증가에 따라 저에너지 검출기(LED)와 고에너지 검출기(HED)의 출력신호의 차이는 같이 증가하였다. 특히 HED에서의 출력신호의 크기는 구리 필터 두께가 증가 할수록 감소함을 알 수 있었다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권8호
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• pp.238-244
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• 2013

에너지 분산형 X-선 형광(EDXRF) 분석에서 X-선 스펙트럼에 존재하는 컨티넘(continuum)의 추정 및 제거는 필수적이다. 이를 위해 일반적으로 사용되는 알고리즘들은 많은 주의가 필요하며 복잡하다. 보통 이 알고리즘들은 제약적이거나 컨티넘의 데이터나 모양에 대한 가설을 필요로 한다. 본 논문에서는 제안된 에너지 분산형 X-선 형광 스펙트럼을 위한 효율적인 배경(background) 보정 방법은 배경 모델링과 배경 보정으로 구성된다. 이 방법은 스펙트럼에서 백그라운드영역과 피크영역을 구분하는 기본 개념을 기반으로 하며 성능향상을 위하여 SNIP알고리즘을 사용한다. 스펙트럼으로부터 배경에 속하는 점들을 획득한 후 이를 기반으로 곡선 근사화를 통해 배경을 모델링한다. 이후 획득된 배경 모델을 원 스펙트럼에서 뺌으로써 배경이 보정된 스펙트럼을 얻는다. 제안된 방법은 상대적으로 적은 사전 지식을 요구하면서 기존의 몇몇 방법들에 비해 우수한 결과를 보여주었다.

• 센서학회지
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• 제4권4호
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• pp.1-9
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• 1995

반지름이 1.25 cm인 구형 BGO 섬광 검출기의 감마선 검출 특성을 결정하기 위하여 감마선 에너지 deposition 스펙트럼을 Monte Calro법으로 계산하였다. 이때 계산에 이용된 감마선 에너지 deposition 스펙트럼 계산 code는 personal computer 에서 사용할 수 있도록 qbasic을 이용하여 작성하였다. 또한 직접 제작된 구형 BGO 섬광 검출기를 이용하여 방사성 선원 $^{22}Na$, $^{137}Cs$ 및 $^{207}Bi$ 의 감마선 에너지 스펙트럼도 측정하였다. 이 측정 감마선 에너지 스펙트럼의 광전 peak을 Gauss함수로 fitting하여, 광전 peak의 표준편차를 구하고, 이를 Nardi의 경험식을 이용하여 $X^{2}$ fitting하므로서 2000 keV이하의 감마선 에너지에서 구형 BGO 섬광 검출기의 분해능에 대한 에너지 의존성도 조사하였다. 이를 이용하여 에너지 deposition 계산 스펙트럼을 펼치므로서 $^{22}Na$ 및 $^{137}Cs$의 측정 에너지 스펙트럼과 비교하였다. 또한 감마선 에너지 deposition 스펙트럼 계산 code를 이용하여 반지름이 1.25 cm인 구형 BGO 검출기에 대한 절대효율과 고유 peak 효율도 계산하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제8권2호
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• pp.35-43
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• 1997

광자선의 흡수계수교정과 차등 투과력이 관련된 연구에서 X선의 스펙트럼은 중요한 관심사이다. 본 연구에서는 전산화단층영상장치의 80, 120 kVp X선의 실험적 투과선량으로부터 수치해석을 통해 에너지스펙트럼을 구하였다. 투과선량은 직경 30cm, 두께 5mm 내지 92.3 mm의 알루미늄 파이프필터의 중앙에 반도체검출기를 설치하고 10mm 슬릿빔의 투과선량을 측정하였다. 스펙트럼재구성은 텅스텐타켓의 특성 X선을 포함한 반복적 수치 해석을 통해 에너지 구간별 스펙트럼을 구하였으며 에너지구간은 2keV로 하였다. 재구성한 에너지분포를 이용하여 계산된 투과선량과 측정투과선량의 비교는 두 광자에너지에서 모두 좋은 일치를 보였다. 에너지구간별 분할조사선량의 반복적 계산에 근거를 둔 수치해석은 흡수체의 감쇄된 선속으로부터 X선의 에너지스펙트럼을 매우 유용하게 결정할 수 있음을 보여주었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제11권1호
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• pp.57-64
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• 1986

우라늄, 플루토늄 및 그 자핵종(子核種)으로부터 방출(放出)되는 저(低)에너지감마선(線) 또는 저(低)에너지영역(領域)의 X-선(線)스펙트럼으로부터의 필름배지 개인피폭선량해석(個人被曝線量解析) 및 평가(評價)에 필요(必要)한 기술자료(技術資料)를 제공(提供)하였다. 필름배지는 한국핵연료개발공단(韓國核燃料開發公團)(현(現) 한국(韓國)에너지연구소(硏究所))에서 개발(開發)한 것이며, 저(低)에너지표준선원(標準線源)은 방사선량강도(放射線量强度)의 손실(損失)을 최소(最少)로 유지(維持)하면서 가능(可能)한 한 X-선(線)스펙트럼폭(幅)을 금속(金屬)필터로 좁게 줄인 X-선(線)을 이용(利用)하였다. 그 결과(結果) 얻은 X-선(線)에너지는 49 keV, 154 keV 및 256 keV 이었으며, 이 값은 Kramer의 이론적계산결과(理論的計算結果)와 잘 일치(一致)하였다. 이들 에너지 군별(群別) X-선(線)의 필름광학밀도(光學密度)와 선량(線量)과의 관계(關係)는 Matrix 법(法)으로 해석(解析)하여 측정광학밀도(測定光學密度)로부터 저(低)에너지 X-선(線)의 개인피폭선량(個人被曝線量)을 직접(直接) 환산(換算)할 수 있게 되었다. 이 결과(結果)는 국내(國內) 방사선작업(放射線作業) 종사자(從事者)들의 개인피폭선량측정자료(個人被曝線量測定資料)의 균질성(均質性) 향상(向上)에 기여(寄與)하게 될 것이다.