1 eV 이하 에너지 영역에서의 ¹⁸⁰Ta 동위원소의 중성자공명에 대한 연구

이삼열,Lee, Samyol 한국방사선학회 2014 한국방사선학회 논문지 Vol.8 No.6

본 연구는 자연 속에 미량(존재비: 0.012 %)으로 존재하는 $^{180}Ta$의 중성자포획 공명에 대하여 포획단면적의 계산치와 측정치를 비교하여 분석하였다. 일반적으로 중성자 공명은 Breit-Wigner식으로 정의되며, 식에는 공명에너지를 중심으로 공명의 폭을 결정하는 다양한 인자들로 구성되어 있다. 그러나 $^{180}Ta$의 경우 중성자포획단면적과 공명에 대한 정보가 잘 알려져 있지 않고 실험적으로도 측정되어진 예가 현재까지는 없는 것이 현실이다. 따라서 본 실험에서는 천연 Ta속에 포함되어진 $^{180}Ta$에 의한 중성자 포획에 의해 발생되는 감마선을 관측하여 $^{180}Ta$의 공명을 분석하고 Mughabghab에 의해서 계산되어진 공명인자를 사용하여 1 eV이하의 에너지에 대한 중성자포획단면적을 계산하고 비교분석하였다. 측정을 위해서 교토대학원자로 실험소의 46-MeV 전자선형가속기를 이용하여 중성자 TOF 방법으로, 에너지 영역 0.003 eV에서 10 eV에 걸쳐 측정하였다. 측정을 위해서는 12개의 $Bi_4Ge_3O_{12}(BGO)$섬광체로 구성된 전에너지 흡수검출장치로 $^{180}Ta(n,{\gamma})^{181}Ta$ 반응으로부터 나오는 즉발감마선을 측정하였다. In this study, the neutron capture cross section of $^{180}Ta$(natural existence ratio: 0.012 %) obtain by measuring has been compared with the evaluated data for the capture data. In generally, the neutron capture resonance is defined as Breit-Wigner formula. The formula consists of the resonance parameters such as neutron width, total width and neutron width. However in the case of $^{180}Ta$, these are very poor experimental neutron capture cross section data and resonance information in below 10 eV. Therefore, in the study, we analyzed the neutron resonance of $^{180}Ta$ with the measuring the prompt gamma-ray from the sample. And the resonance was compared with the evaluated data by Mughabghab, ENDF/B-VII, JEFF-3.1 and TENDL 2012. Neutron sources from photonuclear reaction with 46-MeV electron linear accelerator at Research Reactor Institute, Kyoto University used for cross section measurement of $^{180}Ta(n,{\gamma})^{181}Ta$ reaction. $BGO(Bi_4Ge_3O_{12})$ scintillation detectors used for measurement of the prompt gamma ray from the $^{180}Ta(n,{\gamma})^{181}Ta$ reaction. The BGO spectrometer was composed geometrically as total energy absorption detector.

KOMAC 양성자 선형가속기를 이용한 천연 텅스텐 핵반응에 대한 감마선 스펙트럼 측정에 대한 연구

이삼열 ( Samyol Lee ) 한국방사선학회 2018 한국방사선학회 논문지 Vol.12 No.2

양성자가속기연구센터(KOMAC)의 100-MeV 양성자 선형가속기에서 생성된 고에너지 양성자를 사용하여 천연 텅스텐과 핵반응을 일으켰다. 핵반응을 통해 생성된 다양한 핵종으로 부터의 감마선은 HPGe 검출기 감마선 분광시스템을 사용하여 측정하였다. 감마선 표준선원은 에너지 교정 및 검출기의 효율 측정에 사용 되었다. 측정된 스펙트럼에서 관찰된 감마선을 분석한 결과 방사성 핵종은 ¹⁶⁷Re, ¹⁷⁸Re, ¹⁷⁹Re, ¹⁸⁰Re, ¹⁸¹Re, ¹⁸²Re, ¹⁸⁴Re, ¹⁷²Ta, ¹⁷⁴Ta, ¹⁷⁸Ta, ¹⁸²Ta, ¹⁸⁴Ta, ¹⁷⁵W, ¹⁷⁶W, ¹⁷⁷W 및 ¹⁷⁹W 으로 총 16 종류의 핵종이 생성되었다. 이 연구의 결과는 미래의 핵융합, 천체 물리학 및 핵의학 응용 분야에 적용될 것으로 생각된다. The measurement of gamma-ray spectrum of ^natW(p,xn) reaction with natural tungsten were performed by using a high energy proton generated from a 100-MeV proton linear accelerator of the Korea Multi-purpose Accelerator Complex (KOMAC). Gamma rays generated by various nuclides generated through the nuclide were measured using a gamma-ray spectroscopy system composed of HPGe detector. A gamma-ray standard source was used for energy calibration and efficiency measurement of the detector. Analysis of the gamma rays observed in the measured spectra showed that the radionuclides produced were ¹⁶⁷Re, ¹⁷⁸Re, ¹⁷⁹Re, ¹⁸⁰Re, ¹⁸¹Re, ¹⁸²Re, ¹⁸⁴Re, ¹⁷²Ta, ¹⁷⁴Ta, ¹⁷⁸Ta, ¹⁸²Ta, ¹⁸⁴Ta, ¹⁷⁵W, ¹⁷⁶W, ¹⁷⁷W and ¹⁷⁹W. Nuclides were generated. The results of this study will be applied to nuclear fusion, astrophysics, and nuclear medicine applications in the future.

100 MeV 양성자가속기를 이용한 ²⁷Al(p,3p+n)²⁴Na 핵반응에 대한 감마선 스펙트럼 측정

이삼열 ( Samyol Lee ) 한국방사선학회 2015 한국방사선학회 논문지 Vol.9 No.1

양성자핵반응에 대한 연구는 현재 핵융합로의 재료 개발을 비롯하여 양성자치료 분야 등을 중심으로 활발하게 이루어지고 있다. 본 연구는 100 MeV 양성자 빔을 이용한 ²⁷Al(p,3p+n)²⁴Na 반응을 통하여 발생되는 지발 감마선(2754, 1386 keV) 스펙트럼을 고순도 HPGe 검출기를 이용하여 측정하였다. 실험에 사용되어진 양성자 빔은 양성자가속기연구센터(KOMAC)에 설치되어 있는 100 MeV 양성자선형가속기를 사용하였다. 측정된 감마선은 기존에 알려진 결과들과 비교분석하였다. 측정된 감마선의 강도는 고에너지 감마선 검출효율을 결정하는데 매우 중요한 정도를 제공 할 것으로 생각되어 진다. Research about the proton nuclear reaction is actively achieving on the proton therapy including material development of fusion reactor. The proton induced gamma ray energy(2754, 1386 keV) spectrum of 27Al(p,3p+n)24Na reaction was measured with 100 MeV high energy proton beam. The proton beam in the: experiment was derived from 100 MeV proton linear accelerator in the KOMAC. We measured the gamma ray intensity ratio of the decay level from the energy spectrum. The previous results have been compared with the current result. Strength of measured gamma rays will provide very important information though decide high energy gamma radiation detection efficiency.

고순도 Ge 검출기의 전기적 노이즈 감소를 통한 감마선 에너지 스펙트럼의 분해능 향상에 관한 연구

이삼열(Samyol Lee) 한국방사선학회 2020 한국방사선학회 논문지 Vol.14 No.7

감마선 에너지 스펙트럼 연구에서 에너지 분석을 통한 핵종 분석은 매우 중요하다. 감마선 에너지 측정에 일반적으로 사용되는 고순도 Ge 검출기는 높은 에너지 분해능과 상대적으로 높은 검출 효율 때문에 일반적으로 사용된다. 그러나 반도체 검출기는 높은 에너지 분해능을 유지하기 위해 주변 환경에서 발생하는 노이즈를 효과적으로 차단하지 않으면 원래의 성능을 유지하기 어렵고 고가의 장치의 효과를 얻지 못하는 문제점이 있. 따라서 본 연구에서는 검출기에서 발생하는 전기적 노이즈를 제거하기 위해 접지 루프 아이솔레이터 (NEXT-001HDGL)를 사용했다. 에너지 분해능 향상 효과를 테스트하기 위해 양성자 가속기 KOMAC에 새로 설치된 HPGe 검출 장치를 사용했다. 감마선 에너지 2614 keV의 경우 에너지 분해능이 (0.16 ± 0.02) %에서 (0.11 ± 0.01) %로 개선되었고, 감마선 에너지 662 keV의 경우 에너지 분해능이 (0.72 ± 0.07) %에서 0.27 ± 0.03 %로 향상되었다. 이 결과는 KOMAC (Korea Multi-Purpose Accelerator Complex)의 HPGe 검출 장비를 이용한 감마선 스펙트럼 연구에 매우 유용한 것으로 판단된다. In the gamma-ray energy spectrum study, nuclide analysis through energy analysis is very important. High-purity Ge detectors, which are commonly used for gamma-ray energy measurements, are commonly used because of their high energy resolution and relatively high detection efficiency. However, in order to maintain a high energy resolution, the semiconductor detector has a problem in that it is difficult to maintain the original performance if the noise generated from the surrounding environment is not effectively blocked, and the effect of the expensive device is not achieved. Therefore, in this study, ground loop isolator (NEXT-001HDGL) was used to remove the electrical noise generated from the detector. In order to test the effect of improving energy resolution, HPGe detection device newly installed in the proton accelerator KOMAC was used. In the case of gamma-ray energy 2614 keV, the energy resolution was improved from (0.16 ± 0.02) % to (0.11 ± 0.01) %, and in the case of gamma-ray energy 662 keV of 137Cs isotope, the energy resolution was improved from (0.72 ± 0.07) % to (0.27 ± 0.03) %. This result is considered to be very useful for the gamma ray spectrum study using the HPGe detection equipment of KOMAC(Korea Multi-Purpose Accelerator Complex).

중성자 비행시간법을 이용한 인듐의 공명에너지 동정에 관한 연구

이삼열(Samyol Lee) 한국방사선학회 2012 한국방사선학회 논문지 Vol.6 No.5

본 연구는 천연 인듐의 중성자폭획 후에 발생된 감마선을 12개의 BGO(Bi₄Ge₃O₁₂)섬광검출기로 구성된 검출장치를 이용하여 즉발감마선을 측정하여 중성자공명에의해서 발생된 감마선을 분석하여 중성자의 에너지 1 ~ 300 eV 영역에 대하여 공명에너지를 분석하였다. 사용되어진 검출장치는 시료에서 발생된 즉발감마선에 대하여 모든 감마선을 측정할 수 있는 기하학적인 구조로 만들어졌다. 중성자원으로는 교토대학의 원자로연구소의 46-MeV 전자선형가속기의 광핵반응에서 발생하는 중성자를 이용하였다. 중성자발생원으로부터 검출기까지의 거리가 12.7 ± 0.02m 이므로 광핵반응에서 발생하는 강한 X선의 영향을 고려하여 수 keV영역이하의 중성자에너지에 대하여 중성자공명을 측정하였다. 측정되어진 공명들은 1 eV이상의 에너지 영역에서 거대 공명들을 측정하였고 이들 공명들은 이론에서 알려진 값들과 비교하였다. 본 연구를 통하여 기존에 알려진 거대 공명의 에너지를 확인하였고, 100 eV이상의 에너지 영역에서의 공명에너지들에 대한 평가에 의한 이론값들이 실제로 존재하는 공명임을 실험적으로 확인하였다. 1 keV이상의 영역에 대하여는 공명이 연속적인 구조를 보이고 있음을 실험적으로 확인했으며 공명에 대하여 통계적인 평가가 있어야함을 알았다. 91.49 eV 공명은 본 연구를 통하여 처음 발견되어진 공명이라 볼 수 있다. Prompt gamma ray from the natural Indium sample was measured by using an assembly of BGO(Bi₄Ge₃O₁₂) scintillation detectors in the neutron energy region from 1 to 300 eV. The assembly was composed of pieces of BGO. The spectrometer was composed geometrically as total energy absorption detector. 46-MeV electron linear accelerator which is located at Research Reactor Institute, Kyoto University used for neutron sources from photonuclear reaction. The measurement of the neutron capture resonances was performed to below neutron energy 1 keV, because of strong X-ray effect from photonuclear reaction in Ta target and short distance from the target to an assembly of detector. The distance of neutron flight path is 12.7 ± 0.02 m. The large neutron capture resonances were measured from 1 to 400 eV. The energy in the capture resonance was compared with the evaluated values. The large resonances were seen in the present measurement. General agreement can be seen between the present measurement and the previous evaluated data in relevant energy region. In the present study, we measured the continues resonance structure above 1 keV neutron energy region. 91.49 eV new neutron capture resonance was found in present measurement.

100 MeV 양성자를 이용한 natW(p,nx)176Re 핵반응의 상대 핵반응단면적 측정에 대한 연구

이삼열(Samyol Lee) 한국방사선학회 2021 한국방사선학회 논문지 Vol.15 No.2

본 연구는 한국원자력연구원에서 보유하고 있는 100 MeV 선형가속기를 사용하여 천연텅스텐과의 핵반응으로 부터 발생시켜 발생되는 감마선을 측정하여 natW(p,nx)176Re 핵반응에 대한 상대핵반응단면적을 도출하였다. 일반적으로 반감기가 짧은 동위원소에 대한 연구는 항상 짧은 시간 내에 방사능의 강도가 급격하게 작아지는 경향을 보이기 때문에 측정자체가 매우 어려운 것이 현실이다. 특히 176Re의 경우는 반감기가 5.3 분으로 상대적으로 매우 짧은 방사성핵종 중의 하나이다. 본 연구에서는 이런 짧은 반감기를 가지는 176Re 동위원소로부터 발생되는 109.08 keV 감마선을 고순도 Ge검출기를 이용하여 측정하였다. 얻어진 상대 측정값들은 1967년에 Richard G.에 의해 발표된 8 ~ 14 MeV 양성자에너지 영역에서의 결과와 이를 기반으로 계산에 의한 핵반응단면적에 대한 평가한 2019년 A. J. Koning의 결과인 TENDL-2019값과 비교분석하였다. 이 연구의 결과는 미래의 에너지원으로 알려져 있는 핵융합로의 설계, 천체 물리학, 핵의학 및 양성자치료 분야에 요긴하게 활용될 것으로 생각된다. This study derives the relative cross-section for the natW(p,nx)176Re nuclear reaction by measuring the gamma rays generated from the nuclear reaction with natural tungsten using a 100 MeV linear accelerator of the Korea Multi-purpose Accelerator Complex in the Korea Atomic Energy Research Institute. In general, research on isotopes with a short half-life always shows a tendency that the intensity of radioactivity decreases rapidly within a short period of time, making it very difficult to measure itself. In particular, 176Re is one of the relatively short radionuclides with a half-life of 5.3 minutes. In this study, 109.08 keV gamma rays generated from the 176Re isotope having such a short half-life were measured using a high-purity Ge detector(HPGe detector). The obtained relative measurements were the results in the 8 to 14 MeV proton energy domain published by Richard G. in 1967, and the TENDL-2019 value, which was the result of A. J. Koning in 2019, which evaluated the nuclear reaction cross-section by calculation based on this comparative analysis was performed. The results of this study are expected to be usefully applied to the design of nuclear fusion reactor which is known as future energy sources, elements ratio for the nuclear synthesis of astrophysics.

A Study on Measurement of Gamma-ray Spectrum for the Natural Tungsten nuclear reaction by using KOMAC proton Linear Accelerator

Samyol Lee(이삼열) 한국방사선학회 2018 한국방사선학회 논문지 Vol.12 No.2

The measurement of gamma-ray spectrum of nat W(p,xn) reaction with natural tungsten were performed by using a high energy proton generated from a 100-MeV proton linear accelerator of the Korea Multi-purpose Accelerator Complex (KOMAC). Gamma rays generated by various nuclides generated through the nuclide were measured using a gamma-ray spectroscopy system composed of HPGe detector. A gamma-ray standard source was used for energy calibration and efficiency measurement of the detector. Analysis of the gamma rays observed in the measured spectra showed that the radionuclides produced were 167 Re, 178 Re, 179 Re, 180 Re, 181 Re, 182 Re, 184 Re, 172 Ta, 174 Ta, 178 Ta, 182 Ta, 184 Ta, 175 W, 176 W, 177 W and 179 W. Nuclides were generated. The results of this study will be applied to nuclear fusion, astrophysics, and nuclear medicine applications in the future. 양성자가속기연구센터(KOMAC)의 100-MeV 양성자 선형가속기에서 생성된 고에너지 양성자를 사용하여 천연 텅스텐과 핵반응을 일으켰다. 핵반응을 통해 생성된 다양한 핵종으로 부터의 감마선은 HPGe 검출기 감마선 분광시스템을 사용하여 측정하였다. 감마선 표준선원은 에너지 교정 및 검출기의 효율 측정에 사용 되었다. 측정된 스펙트럼에서 관찰된 감마선을 분석한 결과 방사성 핵종은 167 Re, 178 Re, 179 Re, 180 Re, 181 Re, 182 Re, 184 Re, 172 Ta, 174 Ta, 178 Ta, 182 Ta, 184 Ta, 175 W, 176 W, 177 W 및 179 W 으로 총 16 종류의 핵종이 생성되었다. 이 연구의 결과는 미래의 핵융합, 천체 물리학 및 핵의학 응용 분야에 적용될 것으로 생각된다.

A Study on Neutron Resonance Energy of ¹⁸⁰Ta below 1eV Energy

이삼열(Samyol Lee) 한국방사선학회 2014 한국방사선학회 논문지 Vol.8 No.6

본 연구는 자연 속에 미량(존재비: 0.012 %)으로 존재하는 ¹⁸⁰Ta의 중성자포획 공명에 대하여 포획단면적의 계산치와 측정치를 비교하여 분석하였다. 일반적으로 중성자 공명은 Breit-Wigner식으로 정의되며, 식에는 공명에너지를 중심으로 공명의 폭을 결정하는 다양한 인자들로 구성되어 있다. 그러나 ¹⁸⁰Ta의 경우 중성자포획단면적과 공명에 대한 정보가 잘 알려져 있지 않고 실험적으로도 측정되어진 예가 현재까지는 없는 것이 현실이다. 따라서 본 실험에서는 천연 Ta속에 포함되어진 ¹⁸⁰Ta에 의한 중성자 포획에 의해 발생되는 감마선을 관측하여 ¹⁸⁰Ta의 공명을 분석하고 Mughabghab에 의해서 계산되어진 공명인자를 사용하여 1 eV이하의 에너지에 대한 중성자포획단면적을 계산하고 비교분석하였다. 측정을 위해서 교토대학원자로 실험소의 46-MeV 전자선형가속기를 이용하여 중성자 TOF 방법으로, 에너지 영역 0.003 eV에서 10 eV에 걸쳐 측정하였다. 측정을 위해서는 12개의 Bi₄Ge₃O₁₂(BGO)섬광체로 구성된 전에너지 흡수검출장치로 ¹⁸⁰Ta(n,γ)¹⁸¹Ta 반응으로부터 나오는 즉발감마선을 측정하였다. In this study, the neutron capture cross section of ¹⁸⁰Ta(natural existence ratio: 0.012 %) obtain by measuring has been compared with the evaluated data for the capture data. In generally, the neutron capture resonance is defined as Breit-Wigner formula. The formula consists of the resonance parameters such as neutron width, total width and neutron width. However in the case of ¹⁸⁰Ta, these are very poor experimental neutron capture cross section data and resonance information in below 10 eV. Therefore, in the study, we analyzed the neutron resonance of ¹⁸⁰Ta with the measuring the prompt gamma-ray from the sample. And the resonance was compared with the evaluated data by Mughabghab, ENDF/B-VII, JEFF-3.1 and TENDL 2012. Neutron sources from photonuclear reaction with 46-MeV electron linear accelerator at Research Reactor Institute, Kyoto University used for cross section measurement of ¹⁸⁰Ta(n,γ)¹⁸¹Ta reaction. BGO(Bi₄Ge₃O₁₂) scintillation detectors used for measurement of the prompt gamma ray from the ¹⁸⁰Ta(n,γ)¹⁸¹Ta reaction. The BGO spectrometer was composed geometrically as total energy absorption detector.

Region Extraction & Disease Recognition in MRI

이상복(Sangbock Lee),이삼열(Samyol Lee),이준행(Jun-Haeng Lee) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2004 방사선기술과학 Vol.27 No.3

인체의 해부학적 구조에 관해 다른 영상들보다 정확한 정보를 제공하는 MRI에 대해 많은 연구가 진행중이다. 본 논문에서는 대퇴골두 무혈성 괴사의 자동 진단에 필요한 대퇴골두 영역의 추출에 관한 효과적인 방법을 제안한다. 대퇴골두의 해부학적 특성과 Hough transform을 이용하여 대퇴골두 영역을 설정하였고, 대퇴골두 영역을 분할하는 방법으로서 영역 확장법과 히스토그램 기반 영역 분할 방법의 장점을 결합한 방법을 고안하였다. 본 논문에서 제시한 방법은 정상적인 대퇴골두와 무혈성 괴사의 초기 단계의 대퇴골두 뿐만 아니라 괴사가 심한 대퇴골두에 대해서도 좋은 결과를 얻을 수 있었다. MRI imaging is one of the imaging techniques, showing anatomical structures of human body for medical diagnosis, and has been researched in order to provide better quality of anatomical information. In this study, we propose a very useful method to extract an interest areas and how to diagnose necrolysis of femoral neck disease automatically. Regions of femoral neck is set using anatomical features and Hough transform and advantages of both region extension and histogram-based region segmentation method are combined for better region segmentation. As a result of the proposed method, good imaging quality was obtained for femoral neck with both normal and severe necrosis as well as for femoral neck in early stage of necrolysis.

Digital Watermarking of Medical Images

이상복(Sangbock Lee),이삼열(Samyol Lee),이준행(Jun-Haeng Lee) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2004 방사선기술과학 Vol.27 No.2

본 논문은 의료영상에 강력한 워터마크를 삽입하는 방법을 제안한다. 기존의 푸리에 형태의 변환은 영상의 전체적 주파수 성분에 대한 정보를 구할 수 있는 반면, 웨이블릿 변환법은 국부적으로 에지와 텍스처 영역을 찾을 수 있다. 그러므로 웨이블릿 변환을 통해 해당 영역을 선택하여 저작권 형태의 워터마크를 삽입한다. 이러한 제안 알고리즘을 단순히 웨이블릿 변환을 이용한 Xia의 워터마킹 기법과 비교하여 실험하였다. 기존 논문에서 사용된 공격법으로 충실도(Fidelity)와 견고성(Robustness)에 대해 실험하였고, 그 결과 HVS 특성을 이용한 제안 알고리즘이 Xia의 기법보다 우수함을 확인하였다. This study proposes how to insert a strong watermark creating a big change in the areas of edge and texture. While conversion by existing Fourier transformation can acquire information for all ranges of frequency domain from the image, Wavelet transformation can manipulate edge and texture area selectively. Therefore, through wavelet transformation concerned area may be selected and watermarks in copyright formation are inserted, Our proposed algorithm was compared to Xia's watermarking technique using wavelet transformation, Its fidelity and robustness were tested with attack methods used in existing papers and it turns out that the proposed algorithm using HVS properties is more superior to Xia's techniques.