• 제목/요약/키워드: radiation detectors

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보존적 유방절제 환자의 방사선치료 시 종속조사면 병합방법에 따른 반대편 유방의 표면선량평가 (Evaluation of Contralateral Breast Surface Dose in FIF (Field In Field) Tangential Irradiation Technique for Patients Undergone Breast Conservative Surgery)

  • 박병문;방동완;배용기;이정우;김유현
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제31권4호
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    • pp.401-406
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    • 2008
  • 목적 : 종속조사면 병합 치료방법(FIF : Field In Field)을 이용한 유방절선조사 시 반대편 유방의 표면선량을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : FIF치료방법 이용 시 반대편 유방에 흡수되는 표면선량을 평가하고자 동일한 기하학적 조건과 처방선량을 기반으로 열린조사면(Open), 금속쐐기(MW : Metal Wedge), 동적쐐기(EDW : Enhanced Dynamic Wedge)를 이용한 조사방법과 비교하였다. 3차원 치료계획장치를 이용하여 선량분포 최적화를 수행하였으며 계산 결과의 정확도를 검증하기 위해 인체 팬톰과 모스펫 측정기를 사용하여 측정을 수행하였다. 동측 유방 입사면 가장자리로부터 반대편 유방 쪽으로 2, 4, 6, 8, 10cm 지점을 선정하여 각각 표면(0cm : 가피)과 0.5cm(진피) 깊이에서 선량을 측정하였으며, 0.5cm 깊이 선량측정을 위해서 0.5cm 볼루스를 사용하였다. 선량분포의 계산은 불균질 물질을 보정(modified Batho method)하여 0.25cm 격자 해상도로 수행하였다. 결과 : 치료계획장치에서 각 지점의 평균표면선량은 금속쐐기의 경우 표면 및 0.5cm 깊이에서 $19.6{\sim}36.9%$, $33.2{\sim}138.2%$ 증가했고, 동적쐐기는 $1.0{\sim}7.9%$, $1.6{\sim}37.4%$까지 증가하였다. FIF는 $-18.4{\sim}0.7%$, $-8.1{\sim}4.7%$까지 선량이 변화하였다. MOSFET을 이용하여 측정한 경우는 금속쐐기는 표면 및 0.5cm 깊이의 경우 $11.1{\sim}71%$, $22.9{\sim}161.2%$ 증가했고, 동적쐐기는 $4.1{\sim}15.5%$, $8.2{\sim}37.9%$ 선량이 증가했다. FIF는 표면에서 $-15.7{\sim}-4.9%$로 선량이 오히려 감소했으며, 0.5cm 깊이에서의 선량도 $-10.5{\sim}3.6%$로 나타났다. 치료계획장치의 계산값과 실측값을 비교한 결과, 유사한 경향을 보였으나 치료계획장치의 경우 피부선량이 실제측정값보다 다소 과소평가되고 있음을 알 수 있었다. 결론 : 본 실험을 통해 FIF치료방법의 경우 기존 치료방법(MW, EDW)에 비해 치료표적에 최적화 된 선량 분포를 만들어 내면서도 반대편 유방의 피부에 불필요한 산란선량을 최소화하는 치료방법임을 알 수 있었다.

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PIB(Particle In Binder) 방법으로 제조된 산화납의 특이상전이에 따른 전기적 특성 평가 (The electrical properties study with specific of phase transition of Lead Monoxide by PIB(Particle In Binder))

  • 김성현;김영빈;정숙희;김민우;오경민;박지군
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제2권3호
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    • pp.19-25
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    • 2008
  • 현재 기존의 아날로그 형태의 필름/스크린 방식은 영상 저장 및 전송 등의 문제점이 대두되면서, X선에 반응하여 전하 캐리어를 생성시키는 광도전체 물질을 사용하는 직접 방식의 디지털 방사선 검출기로의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 논문에서는 광도전체 물질인 Lead Oxide와 기존에 많이 연구가 진행 되었던 Lead(II) Oxide를 PIB(Particle In Binder) 방식으로 각각 제작하여 그 전기적 특성을 비교 평가하고자 하였다. 기존의 논문 중 물질의 입체각에 관한 논문에 따르면 정방계의 물질이 사방정계의 물질보다 좋은 특성을 보인다는 것을 기반으로 하여 PbO가 정방계의 ${\alpha}$-PbO와 사방정계의 ${\beta}$-PbO를 비교하였다. 정방계의 ${\alpha}$-PbO와 ${\beta}$-PbO를 PVB(Poly Vinyl Butyral)를 이용한 바인더를 사용하여 PIB(Particle In Binder) 방법으로 제조된 각 시편의 민감도(X-ray sensitivity), 누설전류(Leakage current) 및 SNR(Signal to Noise Rate)와 같은 전기적 특성을 실험을 통해 확인 비교한 것이다. 그리고 시편의 물리적인 특성을 보기 위한 기본적인 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진을 촬영하였다. 본 논문에서는 완벽한 ${\alpha}$-PbO를 제작하지 못하였으므로 차후 물질을 제작하는 것에 대한 연구가 더 필요할 것으로 사료된다.

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유리선량계의 선량 특성에 관한 연구 (Study on Dosimetric Properties of Radiophotoluminescent Glass Rod Detector)

  • 라정은;신동오;홍주영;김희선;임천일;정희교;서태석
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제31권4호
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    • pp.181-186
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    • 2006
  • 본 연구에서는 최근 들어 새롭게 소개되고 있는 유리선량계의 재현성 및 선량의 선형성 그리고 에너지 의존성을 조사하였다. 50개의 유리선량계를 5번 판독한 결과, 재현성은 모두 ${\pm}1.2%$(1SD)이내에서 잘 일치하는 것을 알 수 있었으며 $^{60}Co$ 감마선에서 선량 0.5 Gy부터 50 Gy까지 유리선량계의 반응도를 평가해 본 결과는 0.9998의 선형계수를 확인할 수 있었다. 또한 유리선량계의 에너지의존성은 원통형의 전리함으로 측정한 선량과 비교했을 때 광자선에너지 6, 15 MV 각각에 대해 $^{60}Co$ 감마선의 반응도로 일반화시킨 결과 모두 ${\pm}1.5%$(1SD)이내에서 일치하였다. 이는 고에너지 광자선에 대해 열형광선량계와는 비슷한 결과이며 다이오드 선량계와 비교해서 했을 때는 낮은 에너지 의존성을 가지는 것이다. 따라서 유리선량계는 기존의 다른 선량계에 비해 사용 가능한 선량범위가 넓고 고에너지 광자선에서 에너지의존성이 낮으며 유효크기가 작은 장점 등으로 인해 소조사면의 고선량을 사용하는 방사선 수술분야의 선량측정에 적합한 선량계라는 것을 확인할 수 있었다.

의료용 방사성폐기물 자체처분을 위한 방사능 측정 및 평가 (Measurement and Estimation for the Clearance of Radioactive Waste Contaminated with Radioisotopes for Medical Application)

  • 김창범;박민석;김기섭;정해조;장성주
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제25권1호
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    • pp.8-14
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    • 2014
  • 의료분야에서 방사선 진료기술의 발전에 따라 방사성폐기물의 수량은 급속히 증가하고 있다. 방사성폐기물에는 주로 PET/CT에 사용하는 $^{18}F$을 비롯하여 핵의학검사에 사용하는 $^{99m}Tc$ 등과 같이 반감기가 매우 짧은 방사성동위원소가 함유되어 있다. 이를 처분하기 위하여 국제원자력기구(IAEA)는 개인선량($10{\mu}Sv/y$) 및 집단선량(1 man-Sv/y)과 핵종별 농도에 근거하여 각각 폐기물의 규제해제기준을 제시(IAEA Safety Series No 111-P-1.1, 1992 및 IAEA RS-G-1.7, 2004)하였다. 이 연구에서는 IAEA 기준에 따른 방사능농도를 측정하기 위하여, $^{18}F$, $^{99m}Tc$, $^{123}I$, $^{125}I$$^{201}TI$ 관련 방사성폐기물을 수집하고 측정용기를 준비하였다. 그리고 MCA를 이용한 감마방사능 측정, 감마계수기를 이용한 감마방사능 측정, 베타입자 방출 핵종의 방사능 측정방법 및 절차를 수립하고, 표준물질을 제작하여 교정하였다. 측정결과를 근거로 방사능 감쇠 유도식을 산출하였으며, 이를 이론식과 대비하여 고찰하였다. 이 연구 결과는 ISO 표준으로 추진할 예정이다.

실리콘 에피-웨이퍼 기반의 펄스감마선 검출센서 최적화 연구 (A Parametric Study of Pulsed Gamma-ray Detectors Based on Si Epi-Wafer)

  • 이남호;황영관;정상훈;김종열;조영
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권7호
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    • pp.1777-1783
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    • 2014
  • 본 연구에서는 전자장비 내방사화 기술의 새로운 효율적 접근방법인 전원제어형 방호장치에서 핵심 기능을 수행하는 고속 반도체 센서를 개발하고 그 특성을 분석하였다. 먼저, 펄스방사선에 의한 다이오드 내부에서의 생성 전하를 계산한 후 TCAD로 모델링하여 $42{\mu}m$ 진성층의 실리콘 에피텍시 웨이퍼 기반의 고속 신호탐지용 PIN 다이오드 센서를 다양한 구조로 설계하였다. PAL의 Test LINAC의 전자빔 변환 감마방사선 4.88E8 rad(Si)/sec에 대한 실측시험에서 소자의 면적에 비례하는 광감도와 응답속도 증가 결과를 얻었으며 포화특성과 소자의 균일성을 기준으로 2mm직경의 센서를 최적으로 판단되었다. 선정 센서를 대상으로 한 펄스감마선 고출력 범위(2.47E8 rad(Si)/sec~6.21E8 rad(Si)/sec)로 선량률 가변시험에서는 개발한 소자가 시험장치의 고 선량률 영역에서 전원제어 신호처리에 충분한 60mA 이상의 광전류 피크값과 함께 350 ns 이하의 고속 응답특성을 가지는 선형적 센서임을 확인하였다.

The Effect of Grid Ratio and Material of Anti-scatter Grid on the Scatter-to-primary Ratio and the Signal-to-noise Ratio Improvement Factor in Container Scanner X-ray Imaging

  • Lee, Jeonghee;Lim, Chang Hwy;Park, Jong-Won;Kim, Ik-Hyun;Moon, Myung Kook;Lim, Yong-Kon
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제42권4호
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    • pp.197-204
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    • 2017
  • Background: X-ray imaging detectors for the nondestructive cargo container inspection using MeV-energy X-rays should accurately portray the internal structure of the irradiated container. Internal and external factors can cause noise, affecting image quality, and scattered radiation is the greatest source of noise. To obtain a high-performance transmission image, the influence of scattered radiation must be minimized, and this can be accomplished through several methods. The scatter rejection method using an anti-scatter grid is the preferred method to reduce the impact of scattered radiation. In this paper, we present an evaluation the characteristics of the signal and noise according to physical and material changes in the anti-scatter grid of the imaging detector used in cargo container scanners. Materials and Methods: We evaluated the characteristics of the signal and noise according to changes in the grid ratio and the material of the anti-scatter grid in an X-ray image detector using MCNP6. The grid was composed of iron, lead, or tungsten, and the grid ratio was set to 2.5, 12.5, 25, or 37.5. X-ray spectrum sources for simulation were generated by 6- and 9-MeV electron impacts on the tungsten target using MCNP6. The object in the simulation was designed using metallic material of various thicknesses inside the steel container. Using the results of the computational simulation, we calculated the change in the scatter-to-primary ratio and the signal-to-noise ratio improvement factor according to the grid ratio and the grid material, respectively. Results and Discussion: Changing the grid ratios of the anti-scatter grid and the grid material decreased the scatter linearly, affecting the signal-to-noise ratio. Conclusion: The grid ratio and material of the anti-scatter grid affected the response characteristics of a container scanner using high-energy X-rays, but to a minimal extent; thus, it may not be practically effective to incorporate anti-scatter grids into container scanners.

YSO 섬광체의 기하학적 구조에 따른 감마선 검출기의 검출 특성 연구 (Study on Detection Characteristics of Gamma Radiation Detector using different Geometry of YSO Scintillator)

  • 김정호;주관식
    • 전기전자학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.123-127
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    • 2016
  • 본 연구에서는 $3mm{\times}3mm{\times}2mm$, $3mm(Dia){\times}15mm$, $3mm(Dia){\times}20mm$, $10mm(Dia){\times}20mm$. YSO 섬광체와 광전자증배관을 결합하여 검출기를 제작하였다. 또한 10mm의 지름을 가진 섬광체는 LightTools를 이용하여 최적화한 광가이드와 결합하였다. 광가이드의 두께는 2mm이며 입사부는 섬광체 크기와 같은 10mm이고 출사부는 다른 섬광체와 같은 3mm이다. 제작된 검출기는 표준 감마선원인 $^{137}Cs$를 이용하여 분광 특성을 분석하였다. 그 결과 662keV에서 각각의 에너지 분해능이 14.46%, 21.10%, 10.71%, 나왔으며 10mm의 지름과 20mm의 길이를 가진 섬광체에 광가이를 결합한 섬광체가 7.48%로 분해능이 가장 좋게 나왔다.

행작용 최대우도 알고리즘을 사용한 컴프턴 산란 데이터로부터의 3차원 영상재구성 (Three-Dimensional Image Reconstruction from Compton Scattered Data Using the Row-Action Maximum Likelihood Algorithm)

  • 이미노;이수진;;김수미;이재성
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.56-65
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    • 2009
  • Compton imaging is often recognized as a potentially more valuable 3-D technique in nuclear medicine than conventional emission tomography. Due to inherent computational limitations, however, it has been of a difficult problem to reconstruct images with good accuracy. In this work we show that the row-action maximum likelihood algorithm (RAMLA), which have proven useful for conventional tomographic reconstruction, can also be applied to the problem of 3-D reconstruction of cone-beam projections from Compton scattered data. The major advantage of RAMLA is that it converges to a true maximum likelihood solution at an order of magnitude faster than the standard expectation maximiation (EM) algorithm. For our simulations, we first model a Compton camera system consisting of the three pairs of scatterer and absorber detectors placed at x-, y- and z-axes, and generate conical projection data using a software phantom. We then compare the quantitative performance of RAMLA and EM reconstructions in terms of the percentage error. The net conclusion based on our experimental results is that the RAMLA applied to Compton camera reconstruction significantly outperforms the EM algorithm in convergence rate; while computational costs of one iteration of RAMLA and EM are about the same, one iteration of RAMLA performs as well as 128 iterations of EM.

다목적 동시측정 장치 개발에 의한 원자핵 구조 연구(I) - $^{75}As$의 감마 전이에 대한 전자기적 특성 - (A Study on the Nuclear Structure through the Multipurpose Coincidence Measurement System Development ( I ) - The Electromagnetic Properties of the Gamma Transitions in $^{75}As$-)

  • 정원모;정갑수;주관식;나상균;황한열
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제18권1호
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    • pp.53-61
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    • 1993
  • 홀수 핵종인 $^{75}As$의 핵 구조를 분광학적 방법으로 연구하기 위하여 $^{75}Se$의 전자 포획에 의하여 방출되는 감마선에 대해 단일 감마선 측정과 감마-감마 동시측정 실험을 하였다. 본 실험에서 구한 각 상관관계 계수는 $A_{22}=-0.452{\pm}0.017,\;A_{44}=0$이고 279.5keV 전이 감마선에 대한 혼합비는 ${\delta}=-0.586{\pm}0.017$을 얻었다. 또한 낮은 준위에서의 에너지의 상대 강도를 정확히 측정한 후 이를 이용하여 환산 행렬 요소들을 계산한 후 단일 입자 모형의 관점에서 hindrance factor를 구했다. 그 결과 279.5 keV 감마 전이의 다중극도는 74.44%의 Ml 전이와 25.56%의 E2 전이를 포함한 혼합 전이이며 5/2 준위의 밴드구조를 $f_{5/2}$ proton준위에 바탕을 둔 1/2 [310]으로 결정하였다.

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과학 1, 2호 로켓 실험을 통한 성층권 오존량 측정 (OZONE MEASUREMENTS IN THE STRATOSPHERE FROM KSR420S-1 AND -2)

  • 이기영;이동훈;김준;박창준;조희구
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제11권1호
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    • pp.53-70
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    • 1994
  • 오존 측정기를 장착한 과학 1, 2호 로켓이 충청남도 안흥에서 1994년 6월 4일과 9월 1일에 각각 발사되었다. 오존 측정기로 성충권에서의 태양 자외선의 세기를 여러 파장대역에서 측정하여 성층권 고도의 오존 수밀도의 수직 분포를 구하였다. 오존 밀도의 최대값은 약 25km 근처에서 나타났으며, 오존 밀도의 분포는 중위도 지역에서의 기존 측정값들과 잘 일치하였다. 또한 위 로켓 실험 관측 자료를 동시 관측된 연세대의 돕슨 분광기, 경희대의 LIDAR, Nimbus 위성의 SBUV와 NOAA 위성의 TOVS 측정 자료들과 각각 비교하였다.

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