스테레오 감마선 탐지장치를 위한 MCNP 기반 경량 고효율 차폐체 구조분석

황영관,이남호,정상훈 대한방사선방어학회 2014 대한방사선방어학회 학술발표회 논문요약집 Vol.2014 No.11

3차원 형상복원 정보 기반의 검색 자동화를 위한 스테레오 X-선 검색장치에 관한 연구

황영관,이남호,Hwang, Young-Gwan,Lee, Nam-Ho 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.8

As most the scanning systems developed until now provide radiation scan plane images of the inspected objects, there has been a limitation in judging exactly the shape of the objects inside a logistics container exactly with only 2-D radiation image information. As a radiation image is just the density information of the scanned object, the direct application of general stereo image processing techniques is inefficient. So we propose that a new volume-based 3-D reconstruction algorithm. Experimental results show the proposed new volume based reconstruction technique can provide more efficient visualization for X-ray inspection. For validation of the proposed shape reconstruction algorithm using volume, 15 samples were scanned and reconstructed to restore the shape using an X-ray stereo inspection system. Reconstruction results of the objects show a high degree of accuracy compared to the width (2.56%), height (6.15%) and depth (7.12%) of the measured value for a real object respectively. In addition, using a K-Mean clustering algorithm a detection efficiency of 97% is achieved. The results of the reconstructed shape information using the volume based shape reconstruction algorithm provide the depth information of the inspected object with stereo X-ray inspection. Depth information used as an identifier for an automated search is possible and additional studies will proceed to retrieve an X-ray inspection system that can greatly improve the efficiency of an inspection. X-선 탐지장치는 검색 대상물에 대한 단면 정보만을 제공하기 때문에 내용물에 대한 판정의 한계가 있다. 스테레오 X-선 탐지 장치는 검색 대상체에 대한 단면 정보와 논문에서 제안된 볼륨기반의 3차원 형상복원 알고리즘을 통해 3차원 정보를 제공하여 검색효율을 높일 수 있다. 또한, 고속 검색을 위해 자동화 검색에 대한 식별자로 형상복원 결과를 적용하고자 유사한 모형의 15개 샘플에 대한 형상 복원 및 검출율을 분석하였다. 검색대상 모델에 대한 복원 결과는 실측 모델과 비교할 때 각각 폭 (2.56%), 높이 (6.15 %)와 깊이 (7.12 %)의 오차를 보이며 높은 정확도를 나타내었다. 또한 K-Mean 클러스터링 알고리즘을 적용하여 실험한 결과 97 %의 검출 효율이 보였다. 본 논문의 결과는 자동화 시스템을 위한 새로운 검색식별자를 제시하며 추가연구를 통해 검색 시스템의 효율성 향상을 위한 연구를 진행할 것이다.

3-D Visualization of X-ray Objects Using Stereo Line Sensors

황영관,이남호,백승해,박순용,박종원 한국물리학회 2011 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.59 No.23

This paper presents a 3-D visualization technique using stereo radioactive images to provide an efficient inspection of fast moving cargo objects. The proposed technique can be used for such objects which a CT or MRI cannot inspect due to a restricted scan environment. Stereo radioactive images are acquired from specially designed equipment which consists of an X-ray source, linear radioactive sensors, and a moving stage. Two radioactive sensors were installed so that rectified stereo X-ray images of objects were acquired. Using the stereo X-ray images, we ran a matching algorithm to find the correspondences between two images and to reconstruct 3-D shapes of the objects. The objects were put in a parallelepiped box to simulate a cargo inspection. Three real objects are tested and reconstructed. Due to the inherent ambiguity in the stereo X-ray images, we reconstructed 3-D shapes with the edges of the objects. The experimental results show the proposed technique can provide an efficient visualization for a cargo inspection.

전자빔가속기를 이용한 펄스감마선 출력특성 분석용 빔프로파일링 장치개발

황영관,이남호,Hwang, Young-Gwan,Lee, Nam-Ho 한국정보통신학회 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.12

전 세계적으로 비핵화를 추구하고 있으나 북한의 계속되는 핵실험 등으로 핵폭에 대한 관심이 지속적으로 증가하고 있다. 핵 폭발 또는 우주환경에서의 발생되는 펄스형 감마선은 매우 짧은 시간동안 고에너지를 전달하기에 전자소자에 큰 피해를 줄 수 있다. 이러한 전자소자의 피해정도를 확인하기 위한 연구를 수행하려면 핵폭 또는 우주환경에서 발생할 수 있는 펄스형 감마선 조사시설이 필요하다. 본 논문에서는 펄스형 감마선 탐지 장치을 개발하고, 감마선 변환장치를 통해 펄스형 감마선을 생성한 후 그 출력을 분석하였다. 핵폭과 유사한 조건을 갖추기 위하여 포항가속기 연구시설의 전자빔가속장치를 이용하여 출력을 실험하였고, 그 결과 감마선 변환장치와 전지빔을 통해 생성한 펄스형 감마선의 방출과 그 출력특성을 확인하였다. 본 논문의 결과는 펄스감마선을 이용해야 하는 연구의 안정성과 정확성을 향상시키는데 기여할 것이다. Recently, most countries in the world have pursued a denuclearization. So it has been of interest to increase to Nuclear weapon in such as North Korea's continued nuclear test. Pulsed gamma rays produced in the nuclear explosion and the space environment can give the big damage to the electronic device in a very short period of time. To confirm the extent of damage of these electronic devices, pulsed gamma irradiation facility that can occur in nuclear weapon or space environment are required. In this paper, we implemented the pulsed gamma-ray detection module and analyzed output of the irradiation test. We have experimented using an electron beam accelerator research facilities in Pohang Accelerator similar conditions to equip and Nuclear weapon. As a result, we confirmed that the pulsed gamma rays emitted by the gamma radiation and electron beam conversion device. The results of this paper will contribute to improve the reliability and accuracy of studies for utilizing pulsed gamma rays.

방사선 분포탐지 센서 탐지선량율 범위 개선을 위한 연구

황영관,이남호,송근영,김종열 대한방사선방어학회 2019 대한방사선방어학회 학술발표회 논문요약집 Vol.2019 No.04

수중 방사선 탐지장치 개발을 위한 방사선율 측정 기법 연구

황영관,박강택,김종열,송근영,이남호 대한방사선방어학회 2018 대한방사선방어학회 학술발표회 논문요약집 Vol.2018 No.11

방사선원 공간분포탐지 및 3차원 공간 모델링에 관한 연구

황영관,이남호 대한방사선방어학회 2017 대한방사선방어학회 학술발표회 논문요약집 Vol.2017 No.11

영상처리기반 감마선원 거리탐지 고속화 및 가시화 연구

황영관,이남호,Hwang, Young-Gwan,Lee, Nam-Ho 한국정보통신학회 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.10

감마선 공간 탐지 장치는 감마선원을 스캔하여 영상화 한 후 스테레오 영상처리기술을 적용하여 탐지선원까지의 거리를 측정한다. 또한 실제 공간의 방사선원에 대한 분포 정보를 제공해 준다. 본 논문에서는 감마선 탐지장치가 3차원 공간상에서 장치로부터 선원을 찾기 위해 스캔하는 탐지 시간을 단축 시킬 수 있도록 감마선 탐지 고속화 알고리즘을 구현하였다. 그리고 감마선 조사 시험장에서 실험을 통해 그 성능을 검증하였다. 탐지시험 결과 고속 탐지를 위한 알고리즘을 적용할 경우 단일선원을 탐지할 경우 좌 우 스테레오 영상 획득 시보다 약 35% 의 탐지 시간을 단축시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 사용자에게 방사선 공간분포 정보를 효율적으로 전달하기 위한 감마선원 분포의 입체 가시화를 구현하여 방사선원에 대한 정보를 제공할 수 있도록 하였다. The stereo radiation detection system detects the gamma source and acquires two dimensional left and right images for gamma source and visible objects using the detection result. And then the system measures the distance to the radiation source from the system in 3D space using stereo vision algorithm. In this paper, we implemented the fast detection algorithm for gamma source from the system in 3D space to reduce the detection time with image processing algorithms. Additionally, the system's performance is verified through experiments on gamma irradiation facilities. As a result, if the fast detection algorithm applied to the system, we can confirm that the detection system represents a 35% better performance than the conventional detection method that is full scanning to acquire the stereo image. We also have visualized a gamma source distribution through a 3D monitor using the stereo vision algorithm in order to provide the information of radiation spatial distribution to the user efficiently.

회전형 콜리메이터 기반 방사능 오염원의 방향탐지 기법

황영관,송근영,이남호,Hwang, Young-Gwan,Song, Keun-Young,Lee, Nam-Ho 한국정보통신학회 2020 한국정보통신학회논문지 Vol.24 No.11

일반적인 방사선 측정장치는 방사능 오염원에 대한 선량률을 측정하는 공간 선량률 탐지 장치와 방사능 오염정보에 대한 2차원 또는 3차원 영상화 장치의 형태로 개발되었다. 이러한 방사선 계측 기법은 각각의 장단점을 가지고 있으나 방사능 사고 지역에서 인명피해를 최소화하며, 빠른 제염을 위해서는 두 가지 탐지 장치의 장점이 모두 필요하다. 방사능 오염원으로부터 방사능 피해를 최소화하기 위해서는 방출되는 방사선에 대한 선량률 뿐만 아니라 어디에서 방출되고 있는지를 빠르게 확인해야 하기 때문이다. 본 논문에서는 방사능 오염원 탐지를 위한 검출 센서와 회전체, 방향성을 갖는 콜리메이터를 이용하여 방사능 오염원에 대한 선량률 및 방향 정보를 실시간으로 측정 할 수 있는 기법을 고안하였다. 회전형 기반의 방사능 탐지 장치는 탐지 센서를 둘러싼 회전체가 회전하며 개구부와 일치할 때 획득되는 방사능 정보와 회전체의 위치정보를 통해 선량률과 방향을 확인할 수 있도록 구성하였으며, 다수개의 홀을 통해 수직, 수평 방향에 대한 측정 기법을 제안하였다. 탐지 결과 수평 방향에서의 탐지 시 방향 정보에 대한 측정오차는 1% 미만으로 확인하였다. AGeneral radiation measuring devices have been developed in the form of spatial dose rate detection devices that measure dose rates to radioactive contaminant and 2D or 3D imaging devices for radioactive contamination information. Each of these radiation detection techniques has advantages. The advantages of both detection devices are necessary to minimize personal injury and rapid decontamination in the area of a radioactive accident. In this paper, we proposed a technique that can measure the dose rate and direction information about the radioactive pollutant source in real time using a detection sensor, a rotating body, and a directional shield for radioactive pollutant detection. The rotational-based detection device is configured to check the dose rate and direction using the location information of the rotator and measurement value. We proposed a measurement technique for vertical and horizontal directions through multiple holes. It was confirmed that the measurement error for direction information was less than 1% when detected in the horizontal direction.

해수 방사능 모니터링을 위한 수중 방사선 탐지 센서 연구

황영관(Hwang Young Gwan),김종열(Kim Jong Yeol),송근영(Song Keun Young),이남호(Lee Nam Ho),이민웅(Lee Min Woong),김영웅(Kim Young Woong) 대한전기학회 2021 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10

최근 미국, 중국을 비롯하여 전력 부족에 대한 대응책으로 원자력 발전에 대한 수요가 증가하고 있으며 우리나라와 인접한 중국 동쪽에 원전이 급증함에 따라 원전과 관련된 해양오염에 대한 우려도 증가하고 있다. 실제로 후쿠시마 원전과 같이 바다에 인접한 원자력 발전시설에서 사고발생시 방사능 오염물질은 서해바다로 유입될 수 있기에 상시 감시 체계가 필요한 실정이다. 수중에서 방사능 물질을 탐지하기 위해서는 다양한 형태의 탐지센서가 존재하지만 높은 탐지감도와 효율적으로 수중에서 방사선원을 탐지 할 수 있는 형태의 검출기 개발이 필요하다. 본 논문에서는 수중기지국에 설치하여 해수압력을 견디도록 설계된 외형 구조체를 개발하고 섬광검출기를 기반으로 한 효율적인 수중 방사선 탐지를 위한 효율적인 센서 개발을 진행하였다. 탐지 센서는 3인치 섬광체를 적용하여 개발하였으며, 수심 300m의 해수압력을 견디고 외형 케이스에 의한 탐지감도 손실을 최소화 하기 위해 차폐체의 재질 구조를 설계하였으며, 탐지센서의 신호측정을 위한 신호처리 모듈을 개발하여 水중 방사능 탐지 센서를 개발하였다. 개발한 탐지 장치의 성능 검증은 KOLAS 감마선 조사시설을 통해 진행하였으며 탐지센서의 탐지성능을 확인하였다.