In 2000s, three-dimensional shapes of gluon particles in a proton were discovered. It has been demonstrated that asymmetrical gravitational forces exist between these particles. The asymmetric gravitational force between gluon particles in a proton causes that proton to accelerate on its own and this is the basis of the gas mo;ecular motions. In this work, a simplified acceleration model which simulated the asymmetric gravitational force in a proton was proposed. Here we report the comparative study between density distribution of gravitational forces obtained from the proposed model and Max well-Boltzmann velocity distribution that are in good agreement with expressing the behavior of gas molecules respectively.

재생 불가능한 에너지 자원이 수년에 걸쳐 고갈됨에 따라, 재생 에너지 생산을 위한 보다 효과적인 방법에 대한 연구가 증가되었다. 연로전지 개발의 한 분야인 미생물 연료전지(MFC)는 이중 성능의 잠재력 덕분에 발전하였다. MFC는 박테리아와 같은 전극 감소 생물에서 전력을 모아서 전기 에너지를 생산한다. MFC는 폐수를 연료로 사용하여 에너지를 생산하고 폐수를 정화한다. 양성자 교환막(PEM)은 양극과 음극 챔버의 분리막으로, 양성자만 효과적으로 통과할 수 있게 하는 중요한 역할을 한다. Nafion은 MFC에 상업적으로 사용되는 PEM이지만 비용, 생산 시간, 양성자 전도성 차원에서 보완할 점들이 많다. 본 리뷰 논문에는 Nafion을 대체할 수 있는 새로 개발된 PEM 몇 가지를 논의하였다. 또한, PEM, 혼합 PEM 및 복합 PEM에 기반한 MFC를 요약하고자 한다.

Positron annihilation lifetime spectroscopy is applied to BaSrFBr:Eu film which is used for the phosphore layer,and afterwards the reliability and self-consistency of source corrections in the positron lifetime spectroscopy is investigated usinga 22Na positron emitter covered by thin foils. The positron lifetime showed no significant change through the various protonirradiation energies. It is unusual that the measurements of the defects indicate that most of the defects were likely to have beengenerated by X-ray radiation. This may have resulted from the Bragg peaks of the proton characteristics. The Bragg peak doesnot affect the defect signals enough to distinguish the lifetimes and intensities in a material that is includes multi-grains. Thelifetime (τ1) associated with positron annihilations in the Ba, Br, and Eu of the sample was about 250ps, and due to theannihilations at F-centers or defects from the irradiated protons in sample, the lifetime (τ2) was about 500ps.

양성자 치료기의 Passive Scattering System 노즐을 모의모사 하여 노즐 내 각 구성품에서 발생되는 중성자를 에너지별로 평가하였다. MCNPX code를 이용하여 치료환경에 사용되는 양성자 에너지 220 MeV, 도달 거리 20 cm, 6 cm 길이의 SOBP를 구현하고, 치료기 가동 시 발생하는 중성자를 각 구성품에 따라 종류별로 분류하였다. 양성자 가속기 구성품 중 산란체에서 중성자가 가장 높게 발생되었으며 양성자의 중심선 속에서부터 멀어질수록 중성자의 선속은 감소되었다. 본 연구는 양성자 가속기의 유지 보수 및 해체에 필수적인 방사화 평가를 진행하기 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구에서 서로 다른 양성자 에너지를 사용하여 핵반응에 의해 생성된 감마선의 차이를 통해 고에너 지 양성자 Pb(p, nx) 핵반응에서 생성된 동위원소를 식별하는 방법을 제안했다. 한국원자력연구원의 100-M eV 양성자 선형 가속기에서 생성된 고에너지 양성자를 이용하여 실험을 수행 하였다. 양성자 핵반응을 통해 생성된 다양한 핵종에 의해 생성된 감마선은 HPGe 검출기로 구성된 감마선 분광법 시스템을 사용하여 측정되었습니다. 감마선 표준선원은 감마선 검출기의 정확한 에너지교정 및 효율측정을 위해 사용되었습 니다. 제안한 방법을 위하여 동일한 천연 납 시료에 서로 다른 100 및 60 MeV 양성자 에너지빔을 사용하였다. 이 방법은 동일한 시료에서 발생되는 감마선들을 서로 비교함으로써 생성된 핵종들을 확인하는데 매우 효과적임을 알 수 있었다. 이 연구의 결과는 향후 다른 양성자 핵반응 결과를 얻는데도 매우 효과적으로 적용될 것이라 생각된다.

방사선 선량 증강은 물질과의 상호작용 단면적을 높여 국소 부위에 대한 선량을 증가시키는 방법으로 선에너지부여 및 상대적 생물학적 효과비 증가로 치료가능비 향상에 기여할 수 있다. 선량 증강에 대한 선행 연구는 X, γ선에 대한 보고가 주를 이루고 있으나, 본 연구에서는 MCNP6를 이용한 몬테칼로 시뮬레이션을 바탕으로 양성자 선원에 대해 선량 증강 현상을 분석하였다. 수학적 모델 방법에 따라 확산된 피크의 양성자 선원에 대한 에너지 분포와 상대적 강도를 산출하였으며, 금, 아이오딘, 가돌리늄의 선량 증강 물질 에 대한 선량증강비와 깊이 변화에 따른 에너지 분포를 평가하였다. 금을 이용한 증강 현상에서 1.085-1.120배, 가돌리늄에서는 1.047-1.091배의 선량증강비를 나타내었다. 또한 깊이에 따른 흡수에너지 변화로 인해 실질 비정과 95% 선량 구간의 감소를 나타내었으며, 이는 선량 증강 현상과 더불어 종양 조직에 불확실한 선량 전달로 이어질 수 있으므로 증강 물질의 질량 저지능으로부터 확산된 피크 구간의 적절한 보정이 필요할 것으로 사료된다. 본 연구에서 모의모사를 통한 선량 증강 현상의 분석은 실질적인 증강 효과 확인을 위한 체내·외 실험의 기초자료로써 활용될 것으로 기대한다.

비알코올성 지방간 질환은 만성 간질환의 가장 흔한 원인이다. 이 연구의 목적은 비알코올성 지방간 질환 동물모델을 확립하고 생체 내 짧은 양성자 자기공명분광법을 이용하여 비침습적으로 간의 대사물질과 지질의 변화를 정량 분석하고자 하였다. 각 실험은 고지방식 먹이를 먹고 나서 0주를 기준선으로 하고, 2, 4, 6, 8주에 쥐의 간 실질 조직으로부터 측정되었다. 0주를 기준선으로 하고 2주와 비교했을 때 0.9, 1.3, 2.3, 2.8 및 5.3 ppm 에서 유의미하게 증가하였다(p<0.01). 따라서 양성자 자기공명분광법은 고지방식 먹이를 먹고 2주 후부터 다양한 쥐의 간 지질 변화를 검출하고 특성화하는데 유용할 것이다.

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 사용되었다. 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.

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.

금속나노입자는 진단이나 치료를 포함한 의생명응용분야에 있어 매력적인 특징들을 갖고 있다. 양성자 빔 치료를 위한 방사선증감제로 사용하기 위해 가교덱스트란이 코팅된 산화철나노입자(SPIONs)와 실리카가 코팅된 산화가돌리늄나노입자(SPGONs)를 합성하였다. 덱스트란과 실리카는 각각 SPIONs와 SPGONs의 보호수단이다. 합성된 SPIONs와 SPGONs를 투과전자현미경(TEM)으로 분석한 결과 각각 평균 직경이 3~5 nm와 30~100 nm였다. 합성된 방사선 증감제의 효과를 평가하기 위해 세포생존곡선 측정과 Western blotting을 수행하였다. 측정된 세포생존곡선으로부터 계산된 90% 세포사멸 시 방사선증감비는 SPIONs와 SPGONs에 대하여 각각 1.23과 1.03이었다. Western blotting 결과 역시 Cytochrome C의 발현량이 SPIONs를 처리한 암세포에서 유의적으로 증가됨을 보였다.

본 연구는 양성자 치료를 시행하고 있는 수모세포종 환자의 양성자 치료 시 환자들의 Skin에서 홍반이나 피부염이 발생하는 경우가 빈번하여 Phantom에서 실제 환자와 동일한 치료계획 후 생체 내 선량측정 검출기(In-vivo dosimetry)로 사용되는 열 형광선량계(Thermo-luminescence Dosimeter, TLD)와 EBT3 Film으로 실제선량을 조사측정한다. 측정된 선량값을 치료계획 된 피부선량과 비교 분석하여 양성자 치료 시 임상적으로 피부선량 측정 사용에 유용성이 있는지 알아보고자 한다. Phantom을 수모세포종의 전뇌척수치료(Cranio-spinal irradiation, CSI) Set-up position으로 위치하여 Brain에서부터 Pelvis까지 CT촬영하고 양성자 치료계획 후 치료실에서 디지털 영상 포지셔닝 시스템(Digital Imaging Positioning System, DIPS)을 이용하여 정확하게 치료 Isocenter지점을 맞춘다. 양성자 빔이 들어가는 5부위의 치료 Isocenter 지점과 CT촬영 시 Phantom에 표시한 Marker 2부위, 모두 7지점에 미리 교정을 마친 열 형광선량계와 EBT3 Film을 교차해가면서 위치하여 붙이고 치료 계획된 양성자 빔을 각각 10회씩 조사한다. 10회 반복 측정하여 얻은 값을 평균산출하여 치료계획 시스템 에서 측정된 Skin Dose와 비교 분석한 결과, 측정위치의 어려움이 있는 정확한 측정이 결여된 한 지점을 제외한 나머지 6지점의 측정 선량값은 열 형광선량계와 EBT3 Film 모두 절대 선량값과 ±2%이내의 분포를 보였다. 결론적으로, 본 연구에서는 국내 최초의 양성자 치료에서 Enterance skin dose 측정을 위한 In-vivo dosimetry로 열 형광선량계와 EBT3 Film의 임상적인 유용성을 확인하였다.

유채(Brassica napus L.) '내한', '탐미', '한라' 등 3품종의 종자에 양성자 및 감마선을 0~2,000 Gy로 처리하여 조숙, 단간, 다수성 등 농경상 유용형질을 갖고 기름함량과 지방산 중 올레인산 함량이 높은 바이오디젤용 품종을 육성하고자 본 연구를 실시하였다. M5세대까지 세대를 진전시키고 특성조사를 실시하여 고정성이 높고 농경형질이 우수한 조숙 단간 1 계통, 조숙 1계통, 단간 2계통과 대화 1계통, 엽록소변이 1계통을 선발하

식물 20종을 메탄올로 추출하여 양성자 빔 조사 에너지양(1, 5, 10 KGray)에 따른 항산화 활성 능을 탐색 하고자 DPPH 라디칼 소거활성과 ABTS free 라디칼 소거 활성에 대하여 조사하였다. 양성자 빔 조사 시 15종류는 활성이 증가하였으나 10 KGray에서 흑축(Pharbitis nil Choisy)은 활성이 감소하였으며, 4종류는 활성변화가 없었다. DPPH 라디칼 소거활성은 1 및 5 KGray에서 유근피(Ulmus macrocarpa) (84 %), 10 KGray (85 %)로 가장 높았으나 10 KGray에서 흑축(Pharbitis nil Choisy)은 6 % 감소하였다. IC50값을 무처리구와 빔 조사량에 대한 활성을 비교하면 1 KGray 에서 산약(Dioscorea batatas Decne.) 6.3배, 5 KGray에서 천화분(Trichosanthes kirilowii Max.) 2.1배, 산약(Dioscorea bata-tas Decne.) 2.8배 증가하였다. ABTS free 라디칼 소거활성에서 1 KGray의 양성자 빔 에너지를 조사 했을 경우, 가자(Terminalia chebula Retzius)는 60 % 증가하였다. IC50값은 1 KGray 빔 조사 시 0 KGray보다 마황근(Ephedra sinica Stapf) 2.0배, 가자(Terminalia chebula Retz.) 2.5배, 우방자(Arctium lappa Linne) 2.4배 증가하였다.