1. 연구실 소개

보유장비

양면 스트립형 실리콘 검출기, 대면적 단결정 NaI(Tl) 섬광 검출기, 플라스틱 섬광 검출기, 다채널 광증배관, 디지털 실리콘 광증배관

NI 장비(Digitizer, ADC, FPGA 등), NIM 모듈(Amplifier, ADC, CFD, GDG, SCA, MCA 등), CAMAC 모듈(ADC, TDC 등), 모션 시스템, 저전압 공급장치, 고전압 공급장치

FPGA 기반 고속 데이터 획득장치

연구실 특징

고성능 다목적 콤프턴 영상 장치 개발

실시간 체내 양성자 선량 분포 결정 기술 개발

방사선 방호 및 의학적 응용을 위한 고급 인체 전산 팬텀 및 몬테칼로 선량 산출 기술 개발

몬테칼로 코드 개발그룹과의 공동 연구

연구 분야별 주요 연구 논문 및 특허

H. R. Lee, et. al., “Prototype system for proton beam range measurement based on gamma electron vertex imaging”, Nuclear Instruments & Methods in Physics Research, Section A, 857, 2017

Y. S. Kim, et. al., “Development of Compton Imaging System for Nuclear Material Monitoring at Pyroprocessing Test-bed Facility”, Journal of Nuclear Science and Technology, 53, 2016

Y. S. Yeom, et. al., “Development of Skeletal System for Mesh-type ICRP Reference Adult Phantoms”, Journal of the Korean Physical Society, 69(19), 2016

M. C. Han, et. al., “Continuously Deforming 4D Voxel Phantom for Realistic Representation of Respiratory Motion in Monte Carlo Dose Calculation”, IEEE Transactions on Nuclear Science, 63(6), 2016

C. H. Min, et. al., “Prompt gamma measurements for locating the dose fall-off region in the proton therapy”, Applied Physics Letters, 89, 2006

김찬형 등, 선량 계산 방법, 선량 계산 장치 및 컴퓨터 판독 가능 저장 매체, 특허출원 PCT/KR2014/004470, 2014

김찬형 등, 사면체 팬텀 기반 방사선량 계산 방법 및 장치, 특허등록 1014592410000, 2013

김찬형 등, 감마선 검출 장치 및 이를 이용한 감마선 검출 방법, 특허등록 1012060050000, 2012

주요 연구 논문 및 특허 포함, SCI 논문 97편, non-SCI 논문 52편, 학술대회발표 439편, 특허 15개 등록/12개 출원(2018년 5월 기준)

2. 주요 연구 / 프로젝트

고성능 다목적 콤프턴 카메라 시스템 개발

원전 해체, 방사선 오염지역 탐지를 목적으로 한 다양한 형태의 콤프턴 카메라 시스템 개발

대형 콤프턴 카메라, VG 1, 듀얼 모드 콤프턴 카메라, 이중 산란형 콤프턴 카메라

방사선 영상장치 용 고성능 다채널 신호 처리 시스템 및 FPGA 기반 고속의 데이터 획득 시스템 개발

몬테칼로 전산모사 툴킷인 Geant4를 이용한 콤프턴 카메라 시스템의 최적화 및 성능 예측

MLEM 방법을 기반으로 한 콤프턴 카메라용 3차원 영상재구성 알고리즘 개발

실시간 체내 양성자 선량 분포 결정 기술 개발

다중 슬릿 카메라 개발 : 다중 슬릿 집속장치, CsI(Tl) 섬광 검출기, 광다이오드 기반의 고에너지 감마 측정 장치 개발

감마 버텍스 영상 장치 시스템 개발: 베릴륨 전자변환기, 양면 실리콘 스트립 검출기, 플라스틱 섬광 검출기 기반의 고에너지 감마 측정 장치 개발

전치증폭기, 성형증폭기로 구성된 저잡음, 고성능의 다채널 신호처리 시스템, FPGA 기반의 고속 데이터 획득 시스템 개발

몬테칼로 전산모사(MCNP, Geant4) 기술을 이용한 장치 최적화 및 성능 예측 기술

실제 치료용 고에너지 양성자 빔을 이용한 개발 장치의 실험적 성능 평가 기술

방사선 방호 및 의학적 응용을 위한 고급 인체 전산 팬텀 및 몬테칼로 선량 산출 기술 개발

국제 협력 연구 프로젝트인 국제 방사선 방호 위원회(ICRP) Task Group 103 (메시형 표준 전산 팬텀(MRCP))으로서 ICRP의 차세대 표준 인체 전산 팬텀 개발

차세대 한국인 표준 인체 전산 팬텀 개발 및 외부 피폭과 내부 피폭에 대한 한국인 표준 선량 계수 산출

개인화된 선량을 계산하기 위해 실제 작업자들의 다양한 체형 및 자세를 반영할 수 있는 팬텀 제작 기술 개발

방사선 치료 중 환자의 움직임을 사실적으로 표현할 수 있는 연속 변형 4차원 인체 전산 팬텀 제작 방법론 개발

환자 맞춤형 4차원 팬텀으로 4차원 몬테칼로 선량 계산을 수행하여 방사선 치료 시 환자의 선량 분포를 평가 및 보고하는 4차원 정도 관리 시스템 개발

몬테칼로 코드 개발그룹과의 공동연구

몬테칼로 코드들의 불확정성 정량화 연구(CERN 및 INFN과 협업)

최신의 프로그래밍 기술 기반의 Geant4 데이터 관리 도구개발(CERN 및 INFN과 협업)

PHITS 코드 내 사면체 지오메트리 적용 및 이의 검증(JAEA와 협업)

Geant4 코드 내 폴리곤 지오메트리의를 위한 고속 연산 알고리즘(DAGMC) 기반의 솔리드 모델 및 네비게이터 개발(위스콘신 대학교 및 CERN 협업)