• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권6호
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• pp.2253-2261
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• 2022

In this study, nano-scaled shielding materials were assembled and fabricated by doping different weight percentages of Nano-mercuric oxide (N-HgO) into Nano-Bentonite (N-Bent) based on using (100-x% N-Bent + x% N-HgO, x = 10, 20, 30, and 40 wt %). The fabricated N-HgO/N-Bent nanocomposites were characterized by FT-IR, XRD, and SEM and evaluated to evaluate their shielding properties toward gamma radiation by using four different γ-ray energies form three point sources; 356 keV from ¹³³Ba, 662 keV from ¹³⁷Cs as well as 1173, and 1332 keV from ⁶⁰Co. The γ-rays mass attenuation coefficients were plotted as a function of the doped N-HgO concentrations into N-HgO/N-Bent nanocomposites. The computed values of mass attenuation coefficients (µ_m), effective atomic number (Z_eff) and electron density (N_el) by the as-prepared samples were found to increase, while the half value layer (HVL) and mean free path (MFP) were identified to decrease upon increasing the N-HgO contents. It was concluded also that the increase in N-HgO concentration led to a direct increase in the mass attenuation coefficient from 0.10 to 0.17 cm²/g at 356 keV and from 0.08 to 0.09 cm²/g at 662 keV. However, a slight increase was observed in the identified mass attenuation coefficients at (1172 and 1332 keV).

• Korean Journal of Radiology
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• 제22권6호
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• pp.951-958
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• 2021

Objective: To evaluate the usefulness of virtual monochromatic images (VMIs) obtained using dual-layer dual-energy CT (DL-DECT) for evaluating brain tumors. Materials and Methods: This retrospective study included 32 patients with brain tumors who had undergone non-contrast head CT using DL-DECT. Among them, 15 had glioblastoma (GBM), 7 had malignant lymphoma, 5 had high-grade glioma other than GBM, 3 had low-grade glioma, and 2 had metastatic tumors. Conventional polychromatic images and VMIs (40-200 keV at 10 keV intervals) were generated. We compared CT attenuation, image noise, contrast, and contrast-to-noise ratio (CNR) between tumor and white matter (WM) or grey matter (GM) between VMIs showing the highest CNR (optimized VMI) and conventional CT images using the paired t test. Two radiologists subjectively assessed the contrast, margin, noise, artifact, and diagnostic confidence of optimized VMIs and conventional images on a 4-point scale. Results: The image noise of VMIs at all energy levels tested was significantly lower than that of conventional CT images (p < 0.05). The 40-keV VMIs yielded the best CNR. Furthermore, both contrast and CNR between the tumor and WM were significantly higher in the 40 keV images than in the conventional CT images (p < 0.001); however, the contrast and CNR between tumor and GM were not significantly different (p = 0.47 and p = 0.31, respectively). The subjective scores assigned to contrast, margin, and diagnostic confidence were significantly higher for 40 keV images than for conventional CT images (p < 0.01). Conclusion: In head CT for patients with brain tumors, compared with conventional CT images, 40 keV VMIs from DL-DECT yielded superior tumor contrast and diagnostic confidence, especially for brain tumors located in the WM.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.547-553
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• 2017

현재 의료분야에서는 방사선 차폐체로서 납(Pb)이 널리 쓰이고 있다. 하지만 납은 무게가 매우 무거워 납치마 등의 방호복은 장시간 착용이 어려우며, 인체에 치명적인 납 중독의 위험이 상시 가지고 있다는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 납을 대체 할 수 있는 물질에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 현재 납의 대체물질로써 대표적인 바륨(Ba)과 요오드(I) 등은 우수한 차폐능을 가지고 있지만, 30keV 근처의 에너지 영역에서 특성 X선을 방출하는 특성을 가지고 있다. 환자나 방사선 종사자의 경우 차폐체를 인체에 접촉하고 있는 경우가 많으므로 차폐체에서 발생되는 특성 X선이 인체에 직접 조사되어 방사선 피폭을 증가시킬 위험이 매우 높다. 본 연구에서는 바륨(Ba)과 요오드(I)등에서 발생되는 특성 X선을 제거하기에 적절한 이중구조 차폐체를 방사선 수송코드 중 하나인 FLUKA 수송코드를 개발하여 선행연구로서 진행된 MCNPX 시뮬레이션과 비교 분석하여 이중구조 차폐체의 차폐율에 대한 신뢰성을 검증하고자 하였다. MCNPX와 FLUKA를 이용하여 황산바륨($BaSO_4$)과 산화비스무스($Bi_2O_3$)로 이루어진 다양한 두께조합의 이중구조 차폐체를 설계하였으며, IEC61331-1에 제시된 모식도를 기하학적으로 동일하게 시뮬레이션 상에 구현하였다. 또한, 120 kVp의 연속 X선 스펙트럼에 대한 차폐체의 투과스펙트럼과 흡수선량을 납과 비교 평가하였다. 평가결과, $0.3mm-BaSO_4/0.3mm-Bi_2O_3$ 와 $0.1mm-BaSO_4/0.5mm-Bi_2O_3$ 구조에서는 33 keV와 37 keV의 특성 X선을 모두 흡수하였으며, 90 keV 이상의 고에너지 X선에 대해서도 납과 거의 유사한 차폐효율을 보였다. 또한, FLUKA의 수송코드는 33 keV 이하에서는 cut-off 가 발생하여 저에너지 X선 광자에 대한 전산모사에 제약이 있지만, 40 keV 이상의 고에너지 영역에서 MCNPX와의 상대오차가 6 % 이내로 신뢰성이 매우 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제43권1호
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• pp.1-9
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• 2018

Background: In this study, we investigate the image quality of virtual monochromatic images synthesized from dual-energy computed tomography (DECT) at voltages of 80/140 kV and 100/140 kV. Materials and Methods: Virtual monochromatic images of a phantom are synthesized from DECT scans from 40 to 70 keV in steps of 1 keV under the two combinations of tube voltages. The dose allocation of dual-energy (DE) scan is 50% for both low- and high-energy tubes. The virtual monochromatic images are compared to single-energy (SE) images at the same radiation dose. In the DE images, noise is reduced using the 100/140 kV scan at the optimal monochromatic energy. Virtual monochromatic images are reconstructed from 40 to 70 keV in 1-keV increments and analyzed using two quality indexes: noise and contrast-to-noise ratio (CNR). Results and Discussion: The DE scan mode with the 100/140 kV protocol achieved a better maximum CNR compared to the 80/140 kV protocol for various materials, except for adipose and brain. Image noise is reduced with the 100/140 kV protocol. The CNR values of DE with the 100/140 kV protocol is similar to or higher than that of SE at 120 kV at the same radiation dose. Furthermore, the maximum CNR with the 100/140 kV protocol is similar to or higher than that of the SE scan at 120 kV. Conclusion: It was found that the CNR achieved with the 100/140 kV protocol was better than that with the 80/140 kV protocol at optimal monochromatic energies. Virtual monochromatic imaging using the 100/140 kV protocol could be considered for application in breast, brain, lung, liver, and bone CT in accordance with the CNR results.

• 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.

• 센서학회지
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• 제9권5호
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• pp.341-349
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• 2000

CsI에 활성제로 $Br^-$ 이온을 1, 3, 5 혹은 10 mole % 첨가하여 Czochralski방법으로 CsI(Br) 단결정을 육성하였다. 육성한 CsI(Br) 단결정의 결정구조는 체심입방체였으며, 격자상수 ${\alpha}_0$는 $4.568\;{\AA}$이었다. CsI(Br) 단결정들의 흡수단 파장은 243 nm이었다. 그리고 흡수단 파장으로 여기 시킨 발광스펙트럼의 파장범위는 $Br^-$ 이온 농도에 관계없이 $300{\sim}600\;nm$이었고, 중심파장은 모두 약 440 nm이었으며, 발광강도는 $Br^-$ 이온을 3 mole % 첨가하였을 때 가장 컸다. $Br^-$ 이온을 3 mole % 첨가한 CsI(Br) 섬광체의 에너지 분해능은 $^{137}Cs$(662 keV)에 대해서는 15.0%, $^{54}Mn$(835 keV)에 대해서는 13.1%이었고, $^{22}Na$의 511 keV와 1275 keV에 대한 에너지 분해능은 각각 18.0% 와 6.3%이었다. 형광감쇠곡선은 빠른 감쇠 성분과 느린 감쇠 성분으로 구성되어 있으며, 빠른 감쇠성분은 $Br^-$ 이온의 농도에 관계없이 약 41 ns로 거의 일정하였다. 그리고 CsI(Br) 섬광체들의 시간 분해능은 $Br^-$ 이온 농도가 증가할수록 저하하는 경향을 나타내었다.

• 센서학회지
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• 제8권5호
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• pp.359-367
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• 1999

CsI에 lithium을 활성제로 0.02, 0.1, 0.2 및 0.3 mole% 첨가한 CsI(Li) 단결정을 Czochralski 방법으로 육성하였다. 육성한 CsI(Li) 단결정의 격자구조는 bcc구조였으며, 격자상수 $a_o$ 값은 $4.568\;{\AA}$이었다. CsI(Li) 단결정의 흡수단은 245 nm이였으며, 흡수단으로 여기 시킨 발광스펙트럼의 파장범위는 $300{\sim}600\;nm$이었고 중심파장은 425 nm이었다. Li 농도를 0.2 mole% 첨가한 경우 에너지 분해능은 $^{137}Cs$(662 keV)에 대해서는 14.5%, $^{54}Mn$(835 keV)에 대해서는 11.4%이었고 $^{22}Na$의 511 keV와 1275 keV에 대한 에너지 분해능은 각각 17.7%와 7.9% 이었다. 그리고, $\gamma$선 에너지와 에너지 분해능 사이의 관계식은 ln (FWHM%) = -0.893lnE + 8.456이였으며, 에너지 교정곡선은 ${\log}E_r=1.455\;{\log}(ch.)-1.277$이었다. Li를 0.2 mole% 첨가한 CsI(Li) 단결정의 인광감쇠시간은 실온에서 0.51 s이었고, 일정비율 시간분석법(CFT:constant-fraction timing method)으로 측정한 시간분해능은 9.0 ns 이었다.

• 공업화학
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• 제21권4호
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• pp.401-404
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• 2010

GDC (Gadolinium doped ceria) 펠렛에 120 keV 및 5 MeV 에너지의 양성자 또는 제논 이온을 주입하였으며, 그 영향을 UV-vis 분광계, SEM 및 XRD를 이용하여 측정하였다. GDC 펠렛은 cubic fluorite 구조를 갖는 조밀한 소결체였으며, 갈색이었던 펠렛이 이온빔을 조사한 후 옅은 검은색을 띠기 시작하였으며, fluence가 증가함에 따라 색도 짙어졌다. XRD 패턴은 이온의 에너지 및 X선의 투과 깊이와 밀접한 관계가 있었으며, 120 keV의 양성자 빔을 조사한 표면 바로 아래층은 이온의 주입으로 결정 구조는 유지한 채 격자 상수가 증가하였다는 것을 관찰하였다.

• 천문학회지
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• 제47권4호
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• pp.147-152
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• 2014

We present measurements of the Fe $K{\alpha}$ emission line of the intermediate polar V1223 Sagittarii observed with the Suzaku satellite. The spectrum is modeled with an absorbed thermal bremsstrahlung spectrum and three Gaussians for the three components of the Fe $K{\alpha}$ lines. We resolve the neutral or low-ionized (6.41keV), He-like (6.70keV), and H-like (7.00keV) iron lines. We also obtain a thermal continuum temperature of 25 keV, which supports a thermal origin of the hard X-rays observed from the shock heated layers of gas between the white dwarf and the shock front. Hence, we believe that the He-like and H-like lines are from the collisional plasma. On the origin of the Fe $K{\alpha}$ fluorescence line, we find that it could be partly from reflections of hard X-rays from the white dwarf surface and the $N_H$ absorption columns. We also discuss the Fe $K{\alpha}$ emission line as veritable tool for the probe of some astrophysical sites.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제4권2호
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• pp.27-36
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• 1993

$^{152}$Eu 핵종의 방출하는 21개의 감마선을 써서 120 keV에서 1500keV까지의 범위에서 입사감마광자의 에너지에 따라 변하는 HPGe 검출기의 상대효율을 측정하고 이것을 비교적 잘 재현할 수 있는 반경험적인 식을 결정하였으며 이 두 결과를 Monte Carlo simulation에 의한 계산 결과와도 비교하였다.