400 MeV/nucleon ¹²C 이온의 MCNPX 와 핵자료를 이용한 차폐 벤치마킹 계산

신윤성,김용민,김동현,정남석,이희석,Shin, Yun Sung,Kim, yong min,Kim, dong hyun,Jung, nam suk,Lee, hee seock 한국방사선학회 2015 한국방사선학회 논문지 Vol.9 No.5

현재 우리나라는 포항방사광가속기와 국립암센터의 양성자 치료용 가속기와 경주 양성자 가속기가 운영되고 있고 중이온 가속기, 4세대 방사광가속기 등 대형가속기 시설이 건설 중에 있다. 이들 시설에서 고에너지로 가속된 입사입자는 표적물질과 상호작용 후 2차 중성자를 발생시키고, 이 중성자는 가속기 구조물 및 주변 콘크리트, 토양, 지하수 등을 방사화 시킨다. 따라서 이러한 가속기 시설의 안전적 측면을 고려할 때 방사화를 일으키는 중성자의 차폐가 중요하다. 본 연구는 차폐해석에 사용되는 몬테카를로 코드 중 MCNPX를 이용하여 $^{12}C$ beam빔과 표적물질(Cu)과의 상호작용 후 생성되는 중성자를 계산하고, 그 중성자의 철 차폐체와 콘크리트 차폐체의 두께별 투과 후 스펙트럼을 MCNPX의 JENDL/HE 07과 la150을 이용해 비교하여 계산하였다. 빔의 방향과 차폐체의 종류 및 두께에 따라 그 결과를 실험값과 비교하여 검증함으로써 핵자료의 특성을 확인하였으며 향후 대형가속기시설의 선량평가용 기반기술로 활용하고자 하였다. There are various type of particle accelerators such as Kyoungju 100-MeV proton beam accelerator in Korea. And Korea plans to build large particle accelerator such as heavy ion accelerator and 4th generation light source facility. The accelerated high energy particles of these facility produce 2nd neutron after nuclear reaction with target materials. And then these 2nd neutron activate structural materials and surrounding environment. Accordingly, it is important to consider the activation and shielding calculation on design of facility for safety operation. In this study, we tried to calculate and compare the neutron flux from the interaction $^{la}150$ beam with target material(Cu) according to thickness of iron and concrete shielding material by MCNPX 2.7 with nuclear library JENDL/HE 07and la150. To verify the properties of nuclear library, we compared computational results with experimental value. These results can be used for dose evaluation technology in planning of the shielding of large particle accelerator.

Unconscious patient Abdomen CT 검사 시 팔 위치에 따른 영상 평가와 선량 감소효과에 대한 고찰

신윤성(Yun Sung Shin),정용환(Yong Hwan Chong),대창민(Chang Min Dae),김성룡(Seong Ryong Kim),민관홍(Kwan Hong Min) 대한CT영상기술학회 2013 대한CT영상기술학회지 Vol.15 No.1

목적 : unconscious 환자는 abdomen CT 검사 시에 standard position이 불가능한 경우에 alternative position(이하 A position)으로 진행하고 있다. 본 연구에서는 보조기구를 사용하여 alternative position을 변화 시켰으며(이하 B position) 이로 인한 unconscious patient Abdomen CT 검사 시 position에 따른 선량 감소효과와 영상 평가에 대해 알아보고자 한다. 대상 및 방법 : 팔 위치에 따라 reference mAs(or noise level)와 image quality가 달라진다는 가정 하에 인체의 팔 대신 돼지 뒷 다리뼈와 Whole body phantom(KUPBU-50 Kyoto kagaku Co.Ltd)을 사용하여 64MDCT (Brilliance 64, Philips health care, Cleveland. OH, USA, 이하 scanner A)와 256MDCT (Brilliance iCT, Philips health care, Cleveland. OH, USA, 이하 scanner B)에서 A position과 B position을 각각 5회씩 abdomen CT protocol을 시행하였다. 실험한 phantom의 영상평가는 liver와 kidney의 noise를 측정하였고 선량 평가는 장비에서 제시한 CTDIvol을 분석하였다. 임상평가는 2012년 4월부터 7월까지 본원 응급실을 방문한 남성 환자 중 BMI가 normal group (18.50~24.99)이며 standard position 불가능한 A position 22명, B position 22명을 대상으로 하였다. 영상평가는 정성적 분석으로 복부판독의 2명이 5점 척도로 평가하였고, 정량적 분석으로 복부 장기의 noise, SNR, CNR을 측정하였다. 선량평가는 phantom검사와 같이 장비에서 제시한 CTDIvol을 측정하였다. 결과 : Scanner A와 scanner B에서 검사한 phantom의 영상에서 측정한 A position과 B position의 noise 값은 유의한 차이가 없으면서 CTDIvol은 scanner A에서 A position이 9.67, B position이 7.50으로 22%감소하였고 scanner B에서 A position이 12.0, B position이 8.75로 27%의 선량 감소를 보였다. 임상평가의 영상 평가의 정성적 분석에서 B position(3.84)이 A position(2.84)보다 전반적인 장기별 점수가 높게 측정되고(p<0.01) 정량적 분석에서는 두 position의 noise(p>0.05), SNR(p>0.05), CNR(p>0.05)은 유의한 차이가 없으면서 CTDIvol은 scanner A에서 A position이 12.78, B position이 8.81로 31%감소하였고 scanner B에서 A position이 13.27, B position이 10.28로 22%의 선량 감소를 보였다. 결론 : Unconscious patient Abdomen CT 검사 시 standard position이 불가능한 경우에A position보다는 보조 기구를 사용한 B position이 image quality를 향상시키고 선량을 감소시킬 수 있다. Purpose : To evaluate the effect of arm position on image quality and effective radiation dose in automatic exposure controlled(AEC) multi-detector abdominal computed tomography(CT) protocol in unconscious patient. Materials and Methods : There is no doubt that reference mAs(or noise level) and Image quality are changed by arm positioning in unconscious patient. In phantom study, whole body phantom(KUPBU-50 Kyoto Kagaku Co. Ltd) and pig bones are used for arm positioning. Abdomen CT protocol is performed five times at each position (A and B) by 64MDCT (Brilliance 64, Philips health care, Cleveland. OH, USA. Scanner A.) and 256MDCT (Brilliance iCT, Philips health care, Cleveland. OH, USA. Scanner B.). Noise level of Kidney and Liver are measured for image quality evaluation and CTDIvol is used for dose evaluation. In clinical study, fourty four patients are involved (22 patients with position A, 22 patients with position B), who are undergone Abdomen CT protocol at SNUBH from april, 2012 to july, 2012. Two radiologists assessed with five-point scale-1(excellent), 2(good), 3(fair), 4(marginal), 5(poor). Abdominal organs’ noise, SNR, CNR is measured for quantitative analysis. Dose evaluation method is samely performed as the phantom study. Results : In phantom study, there is no significant noise difference between position A and position B. Position A’s CTDIvol is 9.67mGy and position B’s CTDIvol is 7.50mGy (22% decreased) with scanner A. Position A’s CTDIvol is 12mGy and position B’s CTDIvol is 8.75mGy (27% decreased) with scanner B. In clinical study, quantitative analysis result hasn’t show larger difference in noise (p>0.05), SNR (p>0.05), CNR (p>0.05). In qualitative analysis result, position A gets 2.84 and position B gets 3.84. Generally, position B gets higher score than position A. Position A’s CTDIvol is 12.78mGy and position B’s CTDIvol is 8.81mGy (31% decreased) with scanner A. Position A’s CTDIvol is 13.27mGy and position B’s CTDIvol is 10.28mGy (27% decreased) with scanner B. Conclusions : Selection of position B with the device can help to increase image quality and reduce CTDIvol in unconscious patient’s Abdomen CT

400 MeV/nucleon 12C 이온의 MCNPX 와 핵자료를 이용한 차폐 벤치마킹 계산

신윤성(Shin Yun Sung),김용민(Kim yong min),김동현(Kim dong hyun),정남석(Jung nam suk),이희석(Lee hee seock) 한국방사선학회 2015 한국방사선학회 논문지 Vol.9 No.5

현재 우리나라는 포항방사광가속기와 국립암센터의 양성자 치료용 가속기와 경주 양성자 가속기가 운영되고 있고 중이온 가속기, 4세대 방사광가속기 등 대형가속기 시설이 건설 중에 있다. 이들 시설에서 고에너지로 가속된 입사입자는 표적물질과 상호작용 후 2차 중성자를 발생시키고, 이 중성자는 가속기 구조물 및 주변 콘크리트, 토양, 지하수 등을 방사화 시킨다. 따라서 이러한 가속기 시설의 안전적 측면을 고려할 때 방사화를 일으키는 중성자의 차폐가 중요하다. 본 연구는 차폐해석에 사용되는 몬테카를로 코드 중 MCNPX를 이용하여 12C beam빔과 표적물질(Cu)과의 상호작용 후 생성되는 중성자를 계산하고, 그 중성자의 철 차폐체와 콘크리트 차폐체의 두께별 투과 후 스펙트럼을 MCNPX의 JENDL/HE 07과 la150을 이용해 비교하여 계산하였다. 빔의 방향과 차폐체의 종류 및 두께에 따라 그 결과를 실험값과 비교하여 검증함으로써 핵자료의 특성을 확인하였으며 향후 대형가속기시설의 선량평가용 기반기술로 활용하고자 하였다. There are various type of particle accelerators such as Kyoungju 100-MeV proton beam accelerator in Korea. And Korea plans to build large particle accelerator such as heavy ion accelerator and 4th generation light source facility. The accelerated high energy particles of these facility produce 2nd neutron after nuclear reaction with target materials. And then these 2nd neutron activate structural materials and surrounding environment. Accordingly, it is important to consider the activation and shielding calculation on design of facility for safety operation. In this study, we tried to calculate and compare the neutron flux from the interaction la150 beam with target material(Cu) according to thickness of iron and concrete shielding material by MCNPX 2.7 with nuclear library JENDL/HE 07and la150. To verify the properties of nuclear library, we compared computational results with experimental value. These results can be used for dose evaluation technology in planning of the shielding of large particle accelerator.

CaCO3 함량에 따른 PVC의 제조와 물성

신윤성 ( Yun Sung Shin ),최정은 ( Jeong Eun Choi ),윤홍진 ( Hong Jin Yoon ),이종대 ( Jong Dae Lee ) 충북대학교 산업과학기술연구소 2012 산업과학기술연구 논문집 Vol.26 No.1

Recently, much interest on polyvinylchloride(PVC) has been shown in their use for industrial plastics because of good property and low cost. The PVC blended with CaCO3 was prepared and physical characteristics such as mechanical properties and dimensional stability were investigated using universal testing increased with decreasing CaCO3 content. Also the optimum dimensional stability was obtained at the condition of 80% CaCO3 content.

EDLC의 전기화학적 성능에 대한 메조기공 구조의 효과

이명숙 ( Myung Suk Lee ),신윤성 ( Yun Sung Shin ),이종대 ( Jong Dae Lee ) 한국유화학회 2010 한국응용과학기술학회지 Vol.27 No.3

보문 : EDLC 전극용 메조기공 활성탄소 섬유의 전기화학적 특성

강채연 ( Chae Yoen Kang ),신윤성 ( Yun Sung Shin ),이종대 ( Jong Dae Lee ) 한국화학공학회 2011 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.49 No.1

철 이온 교환방법에 의해 메조기공을 갖는 활성탄소 섬유(ACF)를 제조하고, 이를 사용하여 전기 이중층 커패시터 (EDLC)의 전극소재 성능을 조사하였다. 질산처리에 의해 제조된 메조기공 ACF는 비표면적이 1,249, 664 m2/g이고, 메조 기공 분율이 70.6~81.3%이고, 평균 기공크기는 약 2.78~4.14 nm이다. 질산처리시간이 짧을수록 비표면적이 크고 메조 기공이 적게 발달됨을 알 수 있었다. 전기이중층 커패시터의 성능을 조사하기 위해서, 메조기공 ACF, 도전제, 바인더를 사용하여 단위 셀을 제조하였으며, 유기 전해질을 사용하였다. 2시간 질산으로 처리된 ACF의 비 축전양은 0.47 F/cm2이고, 20회 충·방전 테스트에서 안정된 실험결과를 얻을 수 있었다. EDLC의 전기화학적 성능은 ACF 전극의 비표면적에 크게 영향을 받으며 메조기공은 전하의 확산저항을 감소시키는 것을 알 수 있었다. The electrode material performances of electric double layer capacitor(EDLC) were investigated using mesopous active carbon fiber(ACF), which was prepared by the iron exchange method. The mesoporous ACF had pore characteristics of specific surface area around 1249, 664 m2/g, mesoporous fraction around 70.6--81.3% and meanpore size around 2.78-4.14 nm. The results showed that as HNO3 treatment time decreased, the specific surface area increased and mesoporous fraction decreased. To investigate electrochemical performance of EDLC, unit cell was manufactured using mesoporus ACF, conducting material and binder; organic elctrolyte was used on this experiment. The specific capacitance of ACF treated with HNO3 for 2 hours turned out to be 0.47 F/cm2 and the results of the cyclic charge-discharge tests were stable. Thus, the electrochemical performance of EDLC was mainly dependent on specific surface area of ACF electrode and the diffusion resistance of charge decreased as the mesopore increased.