• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권8호
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• pp.2797-2801
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• 2023

CdZnTeSe (CZTS) has attracted attention for applications in X- and gamma-ray detectors owing to its improved properties compared to those of CdZnTe (CZT). In this study, we grew and processed single crystals of CZT and CZTS using the Bridgeman method to confirm the feasibility of using a dosimeter for high-energy X-rays in radiotherapy. We evaluated their linearity and precision using the coefficient of determination (R²) and relative standard deviation (RSD). CZTS showed sufficient RSD values lower than 1.5% of the standard for X-ray dosimetry, whereas CZT's RSD values increased dramatically under some conditions. CZTS exhibited an R² value of 0.9968 at 500 V/cm, whereas CZT has an R² value of 0.9373 under the same conditions. The X-ray response of CZTS maintains its pulse shape at various dose rates, and its properties are improved by adding selenium to the CdTe matrix to lower the defect density and sub-grain boundaries. Thus, we validated that CZTS shows a better response than CZT to high-energy X-rays used for radiotherapy. Further, the applicability of an onboard imager, a high-energy X-ray (>6 MV) image, is presented. The proposed methodology and results can guide future advances in X-ray dose detection.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제28권3호
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• pp.255-261
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• 2003

환경선량변동을 실시간으로 모니터링하기 위해서 원자력연구소 부지 주변에 온라인 감시시스템이 운영중인데, 현장에 설치된 전리함 검출기에 의해서 측정된 자료는 모뎀을 통해 무선전송방식으로 중앙제어실에 실시간으로 저장된다. 무선 송수신 방식은 전송, 처리 및 저장에 경제적이고 효과적이지만 통신 장애시 현장감시장치에 저장된 백업데이터를 가져오지 못해서 결국 데이터가 손실될 우려가 있다 물론 버퍼에 저장된 선량값을 디스켓 및 다른 off-line으로 복원이 가능하지만 이럴 경우 온라인으로 운영되는 시스템에 과거데이터를 처리해야 하므로 복잡하고 실시간으로 처리 할 수가 없다. 본 연구에서는 기존 감시시스템 중 신호처리 부분과 운영 소프트웨어를 새롭게 개발해서, 현장에 설치된 감시기와 중앙처리 장치의 시각을 매일 자동으로 동기화시키고 이를 이용해서 현장감시장치에 저장된 백업데이터를 자동으로 복원시켰다. 새로 개발된 방식을 이용할 경우 34시간이내에서 통신장애로 수신하지 못한 백업데이터를 자동으로 복원할 수 있고, 복원된 데이터를 현재시각의 데이터와 함께 실시간으로 디스플레이 할 수 있게 하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권1호
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• pp.56-62
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• 2008

본 연구에서는 선형가속기 출력 검출용으로 상용화된 PTW-LinaCheck의 선량 특성을 조사하고 임상적 응용에 관하여 논의하고자 한다. 본 연구에서는 6, 15MV광자선 및 4, 6, 9, 12, 16 MeV전자선에 대하여 측정값의 재현성, 선형성, 선량률 의존성을 조사하였다. 또한 측정값의 오차범위를 조사하기 위하여 일일 점검 시 검출기의 셋업의 기하학적 오차에 의한 측정값의 변화를 조사하였다. 본 측정의 결과로서 일일 측정 시 셋업 오차에 의한 측정값의 변화는 재현성을 포함하여 ${\pm}0.6%$ 이내로 평가되었다. 이 때 선형성과 선량률 의존성에 의한 오차는 무시할 정도였다. 이를 통하여 LinaCheck는 선량 특성과 편리한 셋업의 관점에서 양호한 것으로 결론을 내렸다. 아울러 본 논문에서는 본 검출기를 사용한 60여 일간의 임상적 적용 사례도 제시하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권5호
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• pp.143-151
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• 2016

본 연구의 목적은 별도의 방사선 외부 검출장치 없이 스마트폰 자체의 CMOS 반도체 소자만을 활용하여 의료용 방사선 발생장치에서 발생하는 방사선을 효율적으로 검출하기 위한 최적의 조건과 알고리즘을 개발하는 것이다. 본 연구를 통하여 스마트폰에 내장된 CMOS 반도체 소자에 X-선의 선량을 증가시켜가면서 CMOS 영상 센서에서 반응하는 픽셀의 개수 및 밝기 등을 측정하였다. 스마트폰의 전면 카메라가 후면 카메라보다 노이즈가 적고 X-선과 같은 방사선에 대한 반응 특성이 우수하였다. 섬광결정을 사용한 간접 검출방식에 보다 CMOS 자체에 X-선을 반응시키는 직접 검출방식이 더 적은 선량까지 정확하게 검출이 가능하였다. 또한 X-선에 대한 선량의존성은 역치값을 넘어가는 픽셀의 개수를 계산한 Pixel number에 비해 개별 반응한 픽셀의 밝기까지 이용한 Pixel intensity가 더욱 선형적으로 나타났다. 컬러모델에 의한 실험에서는 스마트폰의 컬러모델인 YUV 컬러모델의 값 중 픽셀의 밝기값의 정보를 가지고 있는 Y값을 활용하면 방사선 검출에 있어 효율적일 것으로 사료된다. 향후 이와 같은 방사선 검출을 위한 최적의 조건들과 효율적 검출 알고리즘들에 대한 추가적인 연구가 진행된다면 방사선 선량의 관리가 효율적이며 체계적으로 이루어 질 수 있기 때문에 국민보건건강에 일조 할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제39권4호
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• pp.206-212
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• 2014

진폐요양기관에 대한 실태조사를 실시하여 진폐요양환자에게 사용되는 흉부 CT촬영 선량이 국내외 진단 참고 준위 내에서 사용되는지 알아보았다. 진폐요양기관은 27개 중에서 운용자 콘솔 컴퓨터에서 환자 피폭선량(dose length product, $mGy^*cm$, 이하 DLP) 확인이 가능한 2-Detector 이상 설치된 17개 기관을 대상으로 하였다. 연구대상기관을 직접 연구자가 방문하여 위치잡이촬영, 조영제 사용전,후촬영 및 총 DLP 값을 각각 확인하였다. 또한, 장치의 기본 항목, 위치잡이촬영 조건, 본촬영(scanning) 조건 및 영상 획득 조건을 확인하였다. 흉부 CT촬영에서 확인된 총 DLP 값, 조영제주입전촬영 DLP 값의 상향서열 3/4 순위에 해당하는 DLP 값을 구하였다. SPSS ver. 19.0을 사용하여 전체 영상과 폐야영상 간에 조영제주입전촬영 DLP 값의 비교는 비모수 검정(Wilcoxon signed rank test)을 실시하였다. 전체영상보다 폐야영상을 얻을 때 20.2%의 유의한 DLP 값 감소를 보였다(707.2 vs. 555.9, p<0.001). 흉부 CT촬영에서 확인된 총 DLP 값의 상향서열 3/4 순위(third quartile)의 DLP 값은 $1036.1mGy{\cdot}cm$였다. 흉부 CT촬영의 조영제 주입전촬영에서 확인된 DLP 값의 상향서열 3/4 순위의 DLP 값은 $504.1mGy{\cdot}cm$였다. 진폐요양환자의 흉부 CT촬영에 사용하는 선량은 국내외 진단 참고 준위와 큰 차이를 보이지 않았다.

• 한국진공학회지
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• 제18권2호
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• pp.108-115
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• 2009

150 주기의 InAs/GaSb (8/8-ML) 제2형 응력초격자 (SLS)를 활성층에 탑재한 초격자 적외선검출소자 (SLIP) 구조를 MBE 방법으로 성장하고, 직경 $200{\mu}m$의 개구면을 가지는 SLIP 개별소자를 시험 제작하였다 고분해능 투과전자현미경 (TEM) 이미지의 휘도분포와 X선회절 (XRD) 곡선의 위성피크의 분석 결과는 SLS 활성층은 균일한 층두께와 주기적 응력변형을 유지하는 급격한 계면의 초격자임을 입증하였다. 흑체복사 적외선 광원을 이용하여 측정한 입사파장 및 인가전압에 따른 반응도 (R)와 검출률 ($D^*$)로부터, 차단파장은 ${\sim}5{\mu}m$이고 최대 R과 $D^*$ ($\lambda=3.25{\mu}m$)는 각각 ${\sim}10^3mA/W$ (-0.6 V/13 K)와 ${\sim}10^9cm.Hz^{1/2}/W$ (0 V/13 K)임을 보였다. 반응도의 온도의존성으로부터 분석한 활성화에너지 275 meV는 광반응 과정에 개입되어 있는 가전대 및 전도대 부준위 사이의 에너지 간격 (HH1-C)과 잘 일치하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제49권10호
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• pp.187-193
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• 2012

디지털 X-ray 영상 디텍터는 의료용 및 산업용으로 널리 이용되고 있다. 직접방식(direct method)의 디지털 X-ray 영상 디텍터는 X-ray 에너지를 전기적 신호로 변환하기 위하여 광도전체(photoconductor)를 이용하며 일반적으로 비정질 셀레늄(a-Se)을 사용하고 있다. 본 연구는 비정질 셀레늄 표면에 파장 486 nm의 전자방사선을 조사할 경우 내부에서 일어나는 물리적 현상들을 분석하기 위하여 2차원 소자 시뮬레이터을 이용하였다. 시뮬레이션 결과를 통해 비정질 셀레늄 내부 전자-정공 생성율, 전자-정공 재결합율, 전자/정공 분포에 대한 분석을 수행하였다. 사용된 시뮬레이터는 디바이스 내부를 삼각형으로 나누어 보간법을 사용하여 계산하는 방식이다. 본 시뮬레이션 방법은 직접방식 디지털 X-ray 영상 디텍터 분석을 위하여 처음으로 제안되었고 유용한 방법이다. 이러한 2차원 소자 시뮬레이터를 이용한 연구방법은 향후 디지털 방사선 영상 디텍터 개발에 많이 응용될 것으로 예상된다.

• 센서학회지
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• 제7권3호
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• pp.163-170
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• 1998

플라즈마 이온온도를 측정하기 위해 정전평판형 이온에너지 분석기를 설계 제작하고 에너지 교정 및 에너지 분해능 등의 특성을 조사하였다. 일정한 검출기 위치에서 이온의 에너지에 따른 편향평판전압은 선형성을 보였으며, $53{\sim}103mm$ 사이의 검출기 위치에서 이온에너지에 대한 최대편향평판전압의 기울기는 $1.61{\sim}0.92$로 검출기위치의 증가에 따라 선형적으로 감소하였다. 본 실험 영역에서 에너지 분해능은 약 $4.16{\sim}11.60%$였으며, 검출기 위치 및 이온에너지의 증가에 따라 향상되었다. 상대적 검출효율은 검출기 위치의 증가에 따라 감소하였다. 제작된 분석기를 다목적 플라즈마 발생장치에 설치하여 DC 플라즈마의 이온에너지 스펙트럼을 측정하였다. 방전전압이 320V, 전류가 0.17A인 DC 플라즈마의 이온온도는 $203{\sim}205eV$로 나타났으며 검출기의 위치에 따른 이온온도의 변화는 없었다. 검출기의 위치에 따른 에너지 분해능은 $18{\sim}21%$로 검출기 위치가 증가할수록 향상되었다.

• 한국환경보건학회지
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• 제45권6호
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• pp.668-674
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• 2019

Objectives: Modern people spend most of their day indoors. As the health impact of radon becomes an issue, public interest also has been growing. The primary route of potential human exposure to radon is inhalation. Long-term exposure to high levels of radon increases the risk of developing lung cancer. Radon exposure is known to be the second-leading cause of lung cancer, following tobacco smoke. This study measures the indoor radon concentrations in detached houses in area A of Chungcheongbuk-do Province considering the construction year, cracks in the houses, the location of installed detectors, and seasonal effects. Methods: The survey was conducted from September 2017 to April 2018 on 1,872 private households located in selected areas in northern Chungcheongbuk-do Province to figure out the year of building construction and the location of detector installed and identify the factors which affect radon concentrations in the air within the building. Radon was measured using a manual alpha track detector (Raduet, Hungary) with a sampling period of longer than 90 days. Results: Indoor radon concentrations in winter within area A was surveyed to be 168.3±193.3 Bq/㎥. There was more than a 2.3 times difference between buildings built before 1979 and those built after 2010. The concentration reached 195.4±221.9 Bq/㎥ for buildings with fractures and 167.2±192.4 Bq/㎥ for buildings without fractures. It was found that detectors installed in household areas with windows exhibited a lower concentration than those installed in concealed spaces. Conclusion: High concentrations of indoor radon were shown when there was a crack in the house. Also, ventilation seems to significantly affect radon concentrations because when the location of the detector in the installed site was near windows compared to an enclosed area, radon concentration variation increased. Therefore, it is considered that radon concentration is lower in summer because natural ventilation occurs more often than in winter.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.749-754
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• 2021

적은 수의 광센서를 사용한 PET 검출기의 섬광 픽셀과 광센서의 매칭 비율을 최대화하기 위해 다양한 섬광 픽셀의 배열과 4개의 광센서를 사용하였다. 섬광 픽셀의 배열은 6 × 6에서부터 11 × 11까지 여섯 케이스로 구성하였다. 광센서간의 간격은 모든 섬광 픽셀에서 동일하게 적용하였으며, 섬광 픽셀의 크기를 줄여 배열을 확장하였다. 설계한 PET 검출기들의 평면 영상 획득을 위해 빛 시뮬레이션이 가능한 DETECT 2000을 사용하였다. 각 섬광 픽셀 배열의 중심에서 소멸방사선과 섬광 픽셀의 상호작용을 통해 생성된 빛을 발생시켜, 4개의 광센서를 통해 빛을 검출한 후 평면 영상을 재구성하였다. 재구성한 평면 영상을 통해 모든 섬광 픽셀들이 구분이 가능한 최대의 배열을 찾았다. 그 결과 8 × 8 섬광 픽셀 배열의 평면 영상에서 모든 섬광 픽셀들이 구분이 가능하였으며, 9 × 9 섬광 픽셀 평면 영상에서부터는 가장자리 두 섬광 픽셀들이 서로 겹쳐 영상에 나타났다. 이때의 섬광 픽셀과 광센서의 매칭 비율은 16:1이었다. 본 검출기를 사용하여 PET 시스템을 구성할 경우, 사용하는 광센서의 수가 감소되고 이에 따른 신호처리 회로의 간소화를 통해 전체 시스템의 비용을 감소시킬 것으로 기대된다.