바로가기  >

이달의 연구자 바로가기 Click!

Abstract
Nuclear explosions, sabotage, and dirty bomb materials are considered a security threat. This paper discusses the development of a gamma-ray monitoring system that enables the screening of nuclear materials moving simultaneously on both sides of the system at ports. This direction-sensitive gamma-ray monitoring (DSGM) system consists of a monolithic plastic scintillator surrounded by 28 photomultiplier tubes and dual-sided parallel-hole lead collimators. With Monte Carlo simulation, the monitoring performance of the DSGM system was assessed for static and moving sources. A multilayer perceptron model was employed to estimate the energy-deposited position of the gamma-rays emitted by nuclear materials in the scintillator.

그림 1. 방향 민감 감마선 모니터링(DSGM) 시스템의 공항만 무빙워크 내 설치 예시; 대면적 DSGM 시스템 양측에서 서로 반대 방향으로 이동하는 방사선원을 실시간으로 추적함.

그림 2. 100×100×10 cm3 크기의 단일 Polyvinyl toluene (PVT) 플라스틱 섬광체의 양면에 구멍이 서로 어긋나 있는 한 쌍의 100×100×11 cm3 평행다공형 텅스텐 콜리메이터로 구성된 DSGM 시스템;

DSGM 시스템 양측면으로부터 100 cm 떨어져 1.2 m/s의 속력으로 180 cm 거리를 이동하는 한 쌍의 (a) 93% 농축 우라늄(UO2) 선원과 (b) 1 cm 두께의 철(Fe)과 8 cm 두께의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 둘러싸인 60Co(아래) 및 137Cs(위) 선원에 대해 DSGM의 실시간 선원 추적 성능을 평가하기 위한 전산모사 환경.

그림 3. 상기 그림 2의 전산모사 조건에서 DSGM 시스템 양측면에서 이동하는 방사선원에 대해 0.3초마다 획득된 선원 분포 투영 영상 및 총 누적 분포 투영 영상; 서로 엇갈려있는 콜리메이터 구멍 패턴에 의해 두 개의 선원 이동 방향에 따른 선원 이동 추적 가능성이 확인됨.

Affiliations

Seong Ho Jung  1 , Kyuseok Kim  1 , Won Seuk Jang  1 , Hee-Kyo Jeong  1 , Byeong-Ju Kwon  1 , Sung-Uk Kuh  1 , Sei Hwan You  2 , Hyun Joon Choi  3 , Kyu Bom Kim  4
1 Department of Integrative Medicine, Major in Digital Healthcare, Yonsei University College of Medicine, Seoul, Republic of Korea.
2 Department of Radiation Oncology, Wonju Severance Christian Hospital, Republic of Korea.
3 Department of Radiation Oncology, Wonju Severance Christian Hospital, Republic of Korea. Electronic address: hjchoi1@yonsei.ac.kr.
4 Department of Integrative Medicine, Major in Digital Healthcare, Yonsei University College of Medicine, Seoul, Republic of Korea. Electronic address: ssmakal@yuhs.ac.