• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제29권4호
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• pp.343-349
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• 2012

The solar proton telescope (SPT) is considered as one of the scientific instruments to be installed in instruments for the study of space storm (ISSS) which is determined for next generation small satellite-1 (NEXTSat-1). The SPT is the instrument that acquires the information on energetic particles, especially the energy and flux of proton, according to the solar activity in the space radiation environment. We performed the simulation to determine the specification of the SPT using geometry and tracking 4 (GEANT4). The simulation was performed in the range of 0.6-1,000 MeV considering that the proton, which is to be detected, corresponds to the high energy region according to the solar activity in the space radiation environment. By using aluminum as a blocking material and adjusting the energy detection range, we determined total 7 channels (0.6~5, 5~10, 10~20, 20~35, 35~52, 52~72, and >72 MeV) for the energy range of SPT. In the SPT, the proton energy was distinguished using linear energy transfer to compare with or discriminate from relativistic electron for the channels P1-P3 which are the range of less than 20 MeV, and above those channels, the energy was determined on the basis of whether silicon semiconductor detector (SSD) signal can pass or not. To determine the optimal channel, we performed the conceptual design of payload which uses the SSD. The designed SPT will improve the understanding on the capture and decline of solar energetic particles at the radiation belt by measuring the energetic proton.

• 한국방사선학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.97-101
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• 2011

본 연구에서는 적충 구조를 이용하여 누설전류를 저감 시키는 기술을 적용하여 입자침전법을 이용한 방사선 영상 센서의 변환 물질을 개발하였다. 이는 디지털 방사선 영상 검출기의 두 가지 방식 중 하나인 직접방식에 사용되는 핵심 소자로 기존의 비정질셀레늄(a-Se)을 대체하여 더욱 효율이 높은 후보 물질들이 연구되어지는 가운데 태양전지와 반도체 분야에서 이미 많이 사용되어온 이종접합을 이용해 누설 전류를 저감 시키는데 그 목적이 있다. 본 연구에서 사용되는 입자 침전법 제조방법은 검출 물질 제작이 용이하고 높은 수율과 대면적의 검출기 제작에 적합하나 높은 누설 전류가 의료 영상에 있어서 문제가 되어 오고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 적충 구조를 이용하여 누설 전류를 저감시킨다면 PIB법을 이용하여 간편하게 향상된 효율의 디지털 방사선 검출기를 제작 할 수 있다고 사료 되어 진다. 본 연구에서는 누설 전류와 민감도에 대한 전기적 신호를 측정하여 제작된 적충 구조의 방사선 검출 물질의 특성 평가가 이루어 졌다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제38권3호
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• pp.132-137
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• 2013

기존에 많이 사용된 반도체 검출기의 분해능은 통계학적 이론으로 그 분해능의 한계가 따른다. 이러한 이유로 최근에 반도체 검출기가 갖는 에너지 분해능의 한계를 뛰어넘는 저온 검출기를 이용하여 다양한 방사성 핵종 분석을 시도하고 있다. 본 논문에서는 $2{\times}2{\times}0.05mm^3$ 크기 금막 흡수체에 입사하는 에너지 때문에 흡수체의 온도가 상승하는 원리를 이용해 $^{241}Am$ 알파 선원의 에너지를 측정하였다. 흡수체의 온도 변화 측정에는 자기양자센서인 Au:Er를 이용하였으며 이는 순수한 Au에 핵스핀이 0 인 $^{168}Er$을 수백 ppm을 첨가하여 얻은 상자성 합금이다. 알파 입자 흡수에 의한 미세한 온도증가를 측정하기 위해서 희석식 냉동기보다 작동이 편리한 무냉매 자기냉동기를 이용해 mK 온도 영역의 저온환경을 구성하였다. $^{241}Am$ 선원 측정 결과 5.5 MeV에서 6.8 keV의 FWHM의 에너지 고 분해능을 얻었다.

• Journal of Electrical Engineering and information Science
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• 제3권2호
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• pp.239-244
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• 1998

Piezoelectric pressure sensors and pyroelectric infrared detectors based on ZnO thin film have been integrated with GaAs metal-semiconductor field effect transistor (MESFET) amplifiers. Surface micromachining techniques have been applied in a GaAs MESFET process to form both microsensors and electronic circuits. The on-chip integration of microsensors such as pressure sensors and infrared detectors with GaAs integrated circuits is attractive because of the higher operating temperature up to 200 oC for GaAs devices compared to 125 oC for silicon devices and radiation hardness for infrared imaging applications. The microsensors incorporate a 1${\mu}$m-thick sputtered ZnO capacitor supported by a 2${\mu}$m-thick aluminum membrane formed on a semi-insulating GaAs substrate. The piezoelectric pressure sensor of an area 80${\times}$80 ${\mu}$m2 designed for use as a miniature microphone exhibits 2.99${\mu}$V/${\mu}$ bar sensitivity at 400Hz. The voltage responsivity and the detectivity of a single infrared detector of an area 80${\times}$80 $\mu\textrm{m}$2 is 700 V/W and 6${\times}$108cm$.$ Hz/W at 10Hz respectively, and the time constant of the sensor with the amplifying circuit is 53 ms. Circuits using 4${\mu}$m-gate GaAs MESFETs are fabricated in planar, direct ion-implanted process. The measured transconductance of a 4${\mu}$m-gate GaAs MESFET is 25.6 mS/mm and 12.4 mS/mm at 27 oC and 200oC, respectively. A differential amplifier whose voltage gain in 33.7 dB using 4${\mu}$m gate GaAs MESFETs is fabricated for high selectivity to the physical variable being sensed.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1994년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1280-1282
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• 1994

The method of passivation for protecting the $Hg_{l-x}Cd_xTe$ surface is important device fabrication process, because the surface components are highly reactive leading to its chemical and electrical instability. Especially, the material of which composition is x=0.2 or 0.3, is narrow bandgap semiconductor and used as detector of infrared radiation. The device performance of narrow bandgap semiconductors are largely governed by the properties of the semiconductor surface. The electro-chemical processing of $Hg_{l-x}Cd_xTe$ allows rigorous control of the surface chemistry and provides an in-situ monitor of surface reaction. So electro-chemical reduction at specific potential can selectively eliminate the undesirable species on the surface and manipulated to reproducibly attain the desired stoichiometry. This method shows to assess the quality or chemically treated $Hg_{l-x}Cd_xTe$ good surface.

• 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.

• 한국방사선학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.21-25
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• 2010

최근 진단 X선 검출기 적용을 위한 방사선 검출물질로 반도체 화합물에 대한 많은 연구가 되고 있다. 본 연구에서는 반도체 화합물 중 광민감도가 우수하고 X선 흡수율이 높은 CdS 반도체를 이용하여 검출센서를 제작하였으며, 진단 X선 발생장치에서의 에너지 영역에 대한 검출 특성을 조사함으로써 적용 가능성을 평가하였다. 센서 제작은 CdS 센서로부터의 신호 획득 및 정량화를 위한 Line voltage selector(LCV)를 제작하였으며, 전압감지회로 및 정류회로부를 설계 제작하였다. 또한 X선 노출조건에 따른 상호연과 알고리즘을 이용하였으면, DAC 컨트롤러와의 Interface board를 설계 제작하였다. 성능평가는 X선 발생장치의 조사조건인 관전압, 관전류 및 조사시간별 저항변화에 따른 전압파형 특성을 오실로스코프로 획득하여 ANOVA 프로그램을 이용하여 데이터를 통계 처리 및 분석하였다. 측정결과, 관전압과 관전류이 증가할수록 오차의 비가 감소하였으며, 90kVp에서 6%, 320 mA에서 0.4% 이하의 좋은 특성을 보였으며, 결정계수는 약 0.98로 1:1의 상관관계를 보였다. X선 조사시간에 따른 오차율은 CdS 물질의 늦은 반응속도에 기인하여 조사시간이 길어질수록 지수적으로 감소하는 것을 알 수 있었으며, 320 msec에서 2.3%의 오차율을 보였다. 끝으로 X선 선량에 따른 오차율은 약 10% 이하였으며, 0.9898의 결정계수로 매우 높은 상관관계를 보였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제12권1호
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• pp.71-77
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• 2001

방사선조사면의 가장자리는 반음영 영역으로 선량변화가 급격한 부분이다. 이러한 부분은 메가볼트 광자선 영역의 조사면에서 선원크기, 콜리메이터, 차폐불럭, 보조기구 그리고 내부산란선에 의한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 기준조사면 경계 영역의 선량특성을 확인하고 선험적인 이론적 관계식으로 비교하여 치료시스템 조사면의 특성을 알고자 하였다. 조사면 경계영역의 주변선량분포를 깊이와 중심축으로부터 거리의 함수로서 구성하여 6MV 광자선에 의한 민조사면 경계영역의 주변선량분포를 측정하고 이를 선험적인 함수분포와 비교하였다. 3차원 물 팬톰으로 조사면 가장자리 영역의 주변선량분포를 측정하고 이를 선험적인 함수값과 비교하여 측정치와 근접한 함수방법을 알아보았다. 반도체 검출기와 전리함으로 최대선량점, 5 cm , 10 cm 깊이의 위치에서 측정값의 비를 이용하고, 유효 가장자리 영역은 80-20 % 를 선택하여 거리의 함수로 분석하였다. 깊이가 증가함에 따라경계영역의 선량폭이 증가하였다. 주변선량분포에서 검출기의 특성에 따라서 측정값과 함수값에 작은 차이가 있었다. 민조사면 경계영역 선량 분포함수를 비교하였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제37권2호
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• pp.135-141
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• 2014

개인의 피폭선량 측정에 사용되는 유리선량계 (Glass Dosimeter; GD)와 선량측정용 Piranha 반도체 선량계를 이용하여 진단방사선영역에서 사용하는 저에너지 X-선 영역에서 관전류량을 변화시켜 (5mAs, 10mAs, 16mAs, 20mAs, 25mAs, 32mAs의 저에너지 방사선) 측정하여 선량에 따른 선형성과 재현성, 그리고 지연시간에 따른 재현성을 평가하였다. 방사선량 측정은 다기능 QA 측정기 (RTI Electronic, Sweden)인 Piranha 657의 external detector로 측정하였다. 측정 조건은 80 kVp, SSD 100 cm로 조사영역은 $10cm{\times}10cm$으로 하였으며 유리선량계에 방사선을 조사하였다. 24개의 유리선량계들은 6 개의 그룹 (5mAs, 10mAs, 16mAs, 20mAs, 25mAs, 32mAs)로 나누고 측정을 하였다. 본 연구는 저 에너지 영역에서 관전류를 변화시켜 선형성 및 재현성을 측정한 결과이며, 유리선량계의 선량 특성에서 앞선 연구의 관전압 변화에 따른 특성과 같이 저 에너지 영역에서도 유용할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제12권2호
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• pp.125-131
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• 2001

방사선을 이용한 치료기인 의료용 선형가속기에 부착하여 선량분포 조절에 사용하는 가변형 쐐기필터(virtual wedge)의 선량분포 특성를 분석하고 쐐기각의 자료를 비교하여 가변형 쐐기필터 적용에서 오는 선량분포의 변화를 알아보고자 하였다. 기준전리함인 단일채널 PTW-UNIDOS과 3차원 선량계측시스템인 RFA-7 그리고 실험적으로 구성된 다중채널 검출기의 특성실험을 통하여 선량분포도 및 쐐기각을 구하고 이를 이용하여 실험적 검출시스템의 측정인자를 보정하였다. 가변형 쐐기필터의 쐐기각은 15$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$ 에서 고정형 쐐기필터에 비교하여 1$^{\circ}$ 이내로 안정하였고, 60$^{\circ}$ 경우는 6 MV에서 1.2$^{\circ}$, 10WV 에서 2.2$^{\circ}$ 의 변화를 보였다. 측정에너지 영역 6, 10 MV 의료용 광자선을 적용하여 선량백분율과 빔평탄도 측정결과 검출기의 신뢰도가 평균 $\pm$2.1 % 이내였다. 고정형 쐐기필터를 이용한 쐐기각 변화율방법 적용시 방사선치료 과정에서 나타나는 선량오차 및 정상조직의 피폭을 줄이고 장비의 과도한 부하를 감소시키며 가변형 쐐기필터의 다양한 치료방법의 적용을 모색할 수 있었다. 가변형 쐐기필터 이용과 측정된 선량분포의 특성 분석으로 기존 고정형 쐐기필터 이용방법 및 기능을 보완하였고 실험적으로 구성된 계측시스템 측정장비의 대체방법 보정으로 가변형 쐐기필터의 다양한 치료방법적용과 보조물 사용에 따른 정확성과 효율을 높이는데 유용하리라 사료된다.