• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 1999년도 춘계학술대회 및 발표대회 강연 및 발표논문 초록집
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• pp.5-5
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• 1999

The Principal deficiency of the existing notion about the sintering-mixtures consists in the fact that almost no attention is focused on the Phenomenon of alloy formation during sintering, its connection with dimensional changes of powder bodies, and no correct ideas on the driving force for the sintering process in the stage of establishing chemical equilibrium in a system are available as well. Another disadvantage of the classical sintering theory is an erroneous conception on the dissolution mechanism of solid in liquid. The two-particle model widely used in the literature to describe the sintering phenomenon in solid state disregards the nature of the neighbouring surrounding particles, the presence of pores between them, and the rise of so called arch effect. In this presentation, new basic scientific principles of the driving forces for the sintering process of a two-component powder body, of a diffusion mechanism of the interaction between solid and liquid phases, of stresses and deformation arising in the diffusion zone have been developed. The major driving force for sintering the mixture from components capable of forming solid solutions and intermetallic compounds is attributed to the alloy formation rather than the reduction of the free surface area until the chemical equilibrium is achieved in a system. The lecture considers a multiparticle model of the mixed powder-body and the nature of its volume changes during solid-state and liquid-phase sintering. It explains the discovered S-and V-type concentration dependencies of the change in the compact volume during solid-state sintering. It is supposed in the literature that the dissolution of solid in liquid is realised due to the removal of atoms from the surface of the solid phase into the melt and then their diffusicn transfer from the solid-liquid interface into the bulk of liquid. It has been shown in our experimental studies that the mechanism of the interaction between two components, one of them being liquid, consist in diffusion of the solvent atoms from the liquid into the solid phase until the concentration of solid solutions or an intermetallic compound in the surface layer enables them to pass into the liquid by means of melting. The lecture discusses peculimities of liquid phase formation in systems with intermediate compounds and the role of the liquid phase in bringing about the exothermic effect. At the frist stage of liquid phase sintering the diffusion of atoms from the melt into the solid causes the powder body to grow. At the second stage the diminution of particles in size as a result of their dissolution in the liquid draws their centres closer to each other and makes the compact to shrink Analytical equations were derived to describe quantitatively the porosity and volume changes of compacts as a result of alloy formation during liquid phase sinteIing. Selection criteria for an additive, its concentration and the temperature regime of sintering to control the density the structure of sintered alloys are given.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권5호
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• pp.1273-1279
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• 2016

Production of iodine-131 by neutron activation of tellurium in tellurium dioxide ($TeO_2$) material requires a target that meets the safety requirements. In a radiopharmaceutical production unit, a new lid for a can was designed, which permits tight sealing of the target by using tungsten inert gaswelding. The leakage rate of all prepared targets was assessed using a helium mass spectrometer. The accepted leakage rate is ${\leq}10^{-4}mbr.L/s$, according to the approved safety report related to iodine-131 production in the TRIGA Mark II research reactor (TRIGA: Training, Research, Isotopes, General Atomics). To confirm the resistance of the new design to the irradiation conditions in the TRIGA Mark II research reactor's central thimble, a study of heat effect on the sealed targets for 7 hours in an oven was conducted and the leakage rates were evaluated. The results show that the tightness of the targets is ensured up to $600^{\circ}C$ with the appearance of deformations on lids beyond $450^{\circ}C$. The study of heat transfer through the target was conducted by adopting a one-dimensional approximation, under consideration of the three transfer modes-convection, conduction, and radiation. The quantities of heat generated by gamma and neutron heating were calculated by a validated computational model for the neutronic simulation of the TRIGA Mark II research reactor using the Monte Carlo N-Particle transport code. Using the heat transfer equations according to the three modes of heat transfer, the thermal study of I-131 production by irradiation of the target in the central thimble showed that the temperatures of materials do not exceed the corresponding melting points. To validate this new design, several targets have been irradiated in the central thimble according to a preplanned irradiation program, going from4 hours of irradiation at a power level of 0.5MWup to 35 hours (7 h/d for 5 days a week) at 1.5MW. The results showthat the irradiated targets are tight because no iodine-131 was released in the atmosphere of the reactor building and in the reactor cooling water of the primary circuit.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2009년도 한국우주과학회보 제18권2호
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• pp.42.3-43
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• 2009

Triplets of identical cubesats will be built to carry out the following scientific objectives: i) multi-observations of ionospheric ENA (Energetic Neutral Atom) imaging, ii) ionospheric signature of suprathermal electrons and ions associated with auroral acceleration as well as electron microbursts, and iii) complementary measurements of magnetic fields for particle data. Each satellite, a cubesat for ion, neutral, electron, and magnetic fields (CINEMA), is equipped with a suprathermal electron, ion, neutral (STEIN) instrument and a 3-axis magnetometer of magnetoresistive sensors. TRIO is developed by three institutes: i) two CINEMA by Kyung Hee University (KHU) under the WCU program, ii) one CINEMA by UC Berkeley under the NSF support, and iii) three magnetometers by Imperial College, respectively. Multi-spacecraft observations in the STEIN instruments will provide i) stereo ENA imaging with a wide angle in local times, which are sensitive to the evolution of ring current phase space distributions, ii) suprathermal electron measurements with narrow spacings, which reveal the differential signature of accelerated electrons driven by Alfven waves and/or double layer formation in the ionosphere between the acceleration region and the aurora, and iii) suprathermal ion precipitation when the storm-time ring current appears. In addition, multi-spacecraft magnetic field measurements in low earth orbits will allow the tracking of the phase fronts of ULF waves, FTEs, and quasi-periodic reconnection events between ground-based magnetometer data and upstream satellite data.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권2호
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• pp.289-309
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• 2022

힉스입자 발견, 블랙홀 이미지 촬영, 외계행성 탐사, 깊은 우주탐사, 중력파 관측 등 최근 천문학은 매우 빠르게 성장하고 있으며, 학생들도 상대적으로 흥미가 높은 분야이다. 본 연구의 목적은 최근 10년간 천문학 연구 저널에서 높은 빈도로 등장한 키워드들과 중고등학교 과학 교육과정에 포함된 천문학 내용 요소를 7개 영역별로 비교하여 천문학 교육과정 개선에 대한 시사점을 얻는 것이다. 우선 선정된 4개 저널-ApJ, ApJL, A&A, MNRAS-에 2011년부터 2020년까지 게재된 모든 논문의 키워드를 R 패키지로 수집하여 연구 동향을 살펴보았다. 교육과정 내용 요소는 7학년부터 12학년 학생이 배우는 과목 중 천문학 내용 요소가 포함된 6개 과목(과학, 통합과학, 지구과학I, 지구과학II, 물리II, 융합과학)의 2015 개정 교육과정 문서에 제시된 내용 체계표, 성취기준, 성취기준해설을 현직 교사들이 코딩한 결과를 종합하여 추출하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 천문학에서 꾸준하게 많이 등장하는 키워드는 'galaxies: formation, galaxies: active, star: formation, accretion, accretion discs, method: numerical'이다. 둘째, 천문학 교육과정은 모든 학생이 배우는 공통 과학 과목 안에서 'High Energy Astrophysical Phenomena' 영역을 제외한 모든 영역을 포함하도록 구성되었으나 키워드 수준에서 보면 과목별, 학년별 내용 요소 배치와 새롭게 도입할 만한 주제에 대한 검토가 필요한 것으로 나타났다. 본 연구는 과목의 근간을 이루는 과학연구 분야와 교육과정을 비교한 탐색적 연구로서, 연구 결과는 향후 천문학 교육과정 개정에 시사점을 줄 수 있는 기초 연구가 되길 기대한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권5호
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• pp.1593-1603
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• 2023

In deterministic and Monte Carlo transport codes, b-delayed emission is included using a group structure where all of the precursors are grouped together in 6 groups or families, but given the increase in computational power, nowadays there is no reason to keep this structure. Furthermore, there have been recent efforts to compile and evaluate all the available b-delayed neutron emission data and to measure new and improved data on individual precursors. In order to be able to perform a transient Monte Carlo simulation, data from individual precursors needs to be implemented in a transport code. This work is the first step towards the development of a tool to explore the effect of individual precursors in a fissile system. In concrete, individual precursor data is included by expanding the capabilities of the open source Monte Carlo code OpenMC. In the modified code - named Time Dependent OpenMC or OpenMC(TD)- time dependency related to β-delayed neutron emission was handled by using forced decay of precursors and combing of the particle population. The data for continuous energy neutron cross-sections was taken from JEFF-3.1.1 library. Regarding the data needed to include the individual precursors, cumulative yields were taken from JEFF-3.1.1 and delayed neutron emission probabilities and delayed neutron spectra were taken from ENDF-B/VIII.0. OpenMC(TD) was tested in a monoenergetic system, an energy dependent unmoderated system where the precursors were taken individually or in a group structure, and in a light-water moderated energy dependent system, using 6-groups, 50 and 40 individual precursors. Neutron flux as a function of time was obtained for each of the systems studied. These results show the potential of OpenMC(TD) as a tool to study the impact of individual precursor data on fissile systems, thus motivating further research to simulate more complex fissile systems.

• Safety and Health at Work
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• 제14권4호
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• pp.457-466
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• 2023

Background: During hot environment work tasks with whole-body enclosed anti-bioaerosol suit, the combined effect of heavy sweating and exhaled hot humid air may cause the N95 medical respirator to saturate with water/sweat (i.e., water-blocking). Methods: 32 young male subjects with different body mass indexes (BMI) in whole-body protection (N95 medical respirator + one-piece protective suit + head covering + protective face screen + gloves + shoe covers) were asked to simulate waste collecting from each isolated room in a seven-story building at 27-28℃, and the weight, inhalation resistance (R_f), and aerosol penetration of the respirator before worn and after water-blocking were analyzed. Results: All subjects reported water-blocking asphyxia of the N95 respirators within 36-67 min of the task. When water-blocking occurred, the R_f and 10-200 nm total aerosol penetration (P_t) of the respirators reached up to 1270-1810 Pa and 17.3-23.3%, respectively, which were 10 and 8 times of that before wearing. The most penetration particle size of the respirators increased from 49-65 nm before worn to 115-154 nm under water-blocking condition, and the corresponding maximum size-dependent aerosol penetration increased from 2.5-3.5% to 20-27%. With the increase of BMI, the water-blocking occurrence time firstly increased then reduced, while the R_f, P_t, and absorbed water all increased significantly. Conclusions: This study reveals respirator water-blocking and its serious negative impacts on respiratory protection. When performing moderate-to-high-load tasks with whole-body protection in a hot environment, it is recommended that respirator be replaced with a new one at least every hour to avoid water-blocking asphyxia.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권1호
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• pp.31-36
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• 2016

본 연구에서는 이중에너지 영상을 획득하는 방법으로, 구리판을 이용한 에너지 변조 필터를 사용하였을 때의 선량을 계산 및 측정하였고, 기존의 다른 방법들과 선량을 비교하였다. 몬테칼로 전산모사를 이용하여 에너지 변조 필터에 의한 선량 변화를 평가하기 위하여 MCNPX를 사용하였다. 두경부, 흉부, 복부 촬영에 주로 사용되는 관전압인 80, 120 kVp에 대한 스펙트럼을 SPEC78 프로그램으로 생성하여 선원을 모사하였고, 구리 물질로 이루어진 에너지 변조 필터(밀도: $8.96g/cm^3$)는 두께를 0.5 mm부터 2.0 mm까지 0.5 mm 간격으로 변화시켜가면서 선원으로부터 20.0 cm 거리에 X-선 창을 절반만 가리도록 모델링 하였다. 몬테칼로 전산모사 값과 실제 선량 값을 비교하기 위해서는 교정 상수가 필요하므로, Gafchromic EBT3 필름에 알고 있는 선량을 조사한 후 판독하여 선량 교정 곡선을 획득하였다. 실험과 동일한 조건으로 MCNPX의 f6 tally로 획득한 결과값과 측정값 간의 선량 환산 인자는 $7.2*10^4cGy/output$으로 구해졌으며, 관전압 80 kVp과 관전류 6 mA의 조건으로 콘빔 CT 촬영 시, 평균 10.1 cGy (표준편차 2.7 cGy) 조사됨을 알 수 있었다. 에너지 변조 필터에 기반한 이중 에너지 영상 획득 기술을 적용한 본 연구에서는 이중 에너지 콘빔 CT 시스템의 선량이 단일 에너지 CT 시스템의 선량보다 33~40% 감소함을 알 수 있다. 또한, 에너지 변조 필터에서 발생한 산란선에 의한 선량 증가 효과는 거의 없었다. 따라서, 인체 내 물질 분별력이 우수하여 임상에 널리 응용되었던 기존 이중 에너지 CT 시스템의 상대적으로 피폭선량이 높다는 단점을 효과적으로 개선할 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권4호
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• pp.250-257
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• 2015

양성자 치료를 위해서는 Snout이 부착된 받침대(gantry)를 사용하는데 빔의 형태를 만들기 위해 환자 종양의 크기와 거리에 맞게 황동 차폐체(aperture)가 많이 사용된다. 또한 빔의 거리를 보정하기 위해 PMMA를 이용한 거리 보상체도 사용된다. 이렇게 황동으로 만들어진 차폐체의 경우 가공하는데 많은 시간이 소요되며 비용 발생이 높다. 또한 치료 사용되었던 차폐체의 방사선 노출에 따라 재사용이 어렵다. 이러한 단점을 보안하기 위해 황동 차폐체 대신 X-선 치료에서 사용되는 수동형 다엽 콜리메이터 시스템을 도입하였다. 수동형 다업 콜리메이터는 여러 개의 황동판을 조립하여 차폐체를 제작하는 방식이다. 본 연구는 제작된 수동형 다엽 콜리메이터의 방사화 실험 및 필름을 이용해 선량측정을 진행하였다. 다엽 콜리메이터를 투과한 2차 발생 선량 1% 이하였으며, 여러 번의 230 MeV의 빔에서도 방사화가 2시간 이내에서 감소하였다. 이렇게 개발된 수동형 다엽 콜리메이터를 임상에 적용하여 일반 차폐체와 수동형 다엽 콜리메이터를 감마지표 분석을 했을 시 99.74%의 높은 일치도가 측정되었다. 또한, 일반 황동 차폐체에 비해 수동형 다엽 콜리메이터를 제작하는데 소요되는 비용과 시간을 1/10 이상 단축시킬 수 있다. 개발된 수동형 다엽 콜리메이터는 성공적으로 양성자 환자치료에 사용하고 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권1호
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• pp.1-7
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• 1999

본 연구에서는 $\beta$선 방출 동위원소들 중에서 $^{32}$P으로부터 방출되는 $\beta$선에 의한 홉수선량 분포를 방사선원의 형태와 기하학적인 조건을 달리하여 컴퓨터를 이용한 모사실험을 통해 예측함으로써 balloon catheter 및 radioactive stent의 이용과 관련된 정보를 얻고자한다. $^{32}$p로부터 방출된 $\beta$선이 인체내에서 에너지를 전달하는 과정에 대한 모사실험은 EGS4 code system 을 이용하여 수행되었다. 인체내의 방사선 흡수선량은 선원의 형태와 위치를 고려하여 축방향과 반경방향으로 등간격으로 나누어 각 격자에서 계산되었다. $^{32}$P 에서 방출되는 $\beta$선 에너지는 Coulomb 포텐셜에 대한 Dirac방정식의 해를 이용하여 계산된 $\beta$선 스펙트럼의 결과를 사용하여 무작위로 선정되었다. 체적 선원과 표면선원에서 시료 표면으로부터 반경방향으로 깊이 0.5 mm내에 있는 표적체에서의 선량률은 각각 12.133 cGy/s per GBq (0.449 cGy/s per mCi, uncertainty: 1.51%)와 24.732 cGy/s per GBq (0.915 cGy/s per mCi, uncertainty: 1.01 %)이다. 선량률은 시료표면으로부터 축방향과 반경방향으로의 거리에 따라 감소한다. 본 연구 결과를 근거로하여 balloon catheter 및 radioactive stent에 $^{32}$P 핵종을 사용할 때 치료선량을 20 Gy로 할 경우 치료에 적합한 초기 방사능량은 각각 29.69 mCi(치료시간을 3분으로 제한할 때) 와 1.2278 $\mu$Ci (영구삽입)로 계산되었다. 또한 원통형 체적선원과 표면선원에 대하여 초기방사능의 크기를 1 mCi/ml의 방사능 체적 밀도와 0.1 mCi/$cm^2$의 방사능 면 밀도로 나타내었을 때 각 표적체에서의 흡수선량률을 계산하였다. 통일한 값의 방사능 체적 밀도와 방사능 면 밀도는 크기가 다른 모델에 대해서 비슷한 크기의 홉수선량을 유도하므로 $^{32}$p 방사선원의 초기 방사능 체적 밀도와 초기 방사능 면 밀도를 알고 있을 때 본 연구의 계산 결과를 이용하면 직경과 길이가 다른 $^{32}$P 핵종의 원통형 모델 주위의 홉수선량 분포를 쉽게 계산할 수 있다.

• 센서학회지
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• 제7권3호
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• pp.179-187
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• 1998

플라즈마의 이온온도를 측정하기 위하여 전하교환체로 탄소박막을 이용한 $90^{\circ}$ 원통형 중성입자 에너지 분석기를 설계 제작하였다. Duoplasmatron을 이용하여 에너지 $0.5{\sim}3.0\;keV$ 수소이온에 대해 장치의 에너지 교정 및 에너지 분해능을 조사하였다. 에너지에 따른 정전편향판 전압과의 관계는 $E_{o}(keV)$=3.83V(kV) 였다. 에너지 분해능은 입사입자의 에너지가 3.0 keV 인 경우 약 2 %였으며, 에너지가 0.5 keV 일 때는 약 9 % 로 수소이온의 에너지가 증가함에 따라 향상되었다. 또한 전하교환체로 두께 $0.5{\sim}2.0{\mu}g/cm^{2}$ 사이의 탄소박막을 사용하여 입사 중성입자의 에너지와 탄소박막의 두께에 따른 에너지 교정, 에너지 손실 및 전하교환된 입자의 에너지 분해능을 측정하였다. 중성수소입자의 에너지($E_{o}$)는 탄소박막의 두께(${\mu}g/cm^{2}$)와 정전편향판 전압(kV)의 함수로 $E_{o}(keV)=(0.53d+4.4){\cdot}V(kV)$ 였다. 중성입자의 손실 에너지는 $0.5{\sim}3.0\;keV$ 사이의 입사입자 에너지와 $0.5{\sim}2.0{\mu}g/cm^{2}$ 사이의 탄소박막 두께에 따라 $0.23{\sim}0.89\;keV $ 였다. 손실에너지는 중성수소입자의 에너지와 탄소박막 두께의 함수로 ${\Delta}E=(0.12d+0.27){\cdot}{E_{o}}^{1/2}(keV)$ 였다. 전하가 교환된 입자의 에너지 분해능은 실험의 범위에서 $7{\sim}35\;%$였으며, 입사 중성입자의 에너지가 높을수록, 탄소박막의 두께가 얇을수록 향상되었다.