본 연구는 세월호 침몰 상황 시의 실제 힐링각 변화를 환경조건으로 하고 476명의 승선자에게 정상적인 탈출명령이 전달되었을 경우를 가정한 승객 탈출시나리오를 선박용 인적피난시뮬레이션을 활용하여 예측, 분석하였다. 연구 결과, 평지에서의 평균보행속도가 각각 1.48 m/s, 2.04 m/s인 경우 힐링각 0°인 시나리오와 힐링각 30°인 시나리오에서 탈출 소요시간은 다르지만 모든 승객이 매우 높은 확률로 탈출에 성공할 것으로 예측되었다. 또한 세월호 사고의 힐링각 변화를 반영한 시나리오의 시뮬레이션에서는 평지 평균보행능력을 2.04 m/s로 설정한 경우 Nav. deck(5층)의 우현 슈트로만 퇴선하는 시나리오(Sc-Va)에서는 평균 3.1 %, 우현의 모든 갑판으로 퇴선하는 시나리오(Sc-Vb), 우현의 모든 갑판과 선미로 향하는 통로를 이용해 퇴선하는 시나리오(Sc-Vc)에서는 각각 11.1 %, 20.0 %이 탈출에 성공하지만, 평지 보행속도를 1.48 m/s로 설정할 경우 각각의 시나리오에 대해 0.8 %, 3.8 %, 10.7 %만이 탈출에 성공할 것으로 예측되었다.

플라스틱 섬광체와 상용 50 mm, f1.8 렌즈 및 고감도 CMOS 카메라를 사용하여 방사선치료 시 흡수선량을 측정할 수 있는 광 도시메트리 시스템을 구축하였다. 아울러 촬영된 방사선 분포 영상에 대한 비네팅 보정, 기하학적 왜곡 보정, 스케일 보정을 통하여 화소값으로 선량을 교정하는 절차를 확립하였다. 개발된 광 도시메트리 시스템을 6 MV 의료용 선형가속기에 대하여 선량 특성 평가를 수행한 결과, 심부선량백분율은 이온챔버로 측정한 결과에 비하여 빌드 업 깊이 이상에서는 오차 범위 2% 이내로 일치하였으며, 90% 조사야에 대하여 2.8%의 평탄도가 측정됨에 따라 방사선치료선량 측정 시스템으로서의 충분한 활용가능성을 확인하였다.

선량 증강 현상에서 발생하는 물리적 특성과 증강 물질과의 상호 작용으로부터 발생하는 이차입자 생성을 평가하였다. Geant 4, MIRD 두부 팬텀을 이용한 몬테카를로 전산 모사를 진행하였으며, 선형가속기에서 발생되는 4, 6, 10, 15, 18, 25 MV X선을 선원으로 적용하였다. 10, 20, 30 mg/g의 금(aurum), 가돌리늄(gadoli nium) 증강 물질을 팬텀 내부 종양에 모사하였으며, 물리적 상호작용의 변화와 이차입자 발생에 따른 입자 플루언스와 초기 에너지로부터 방사선가중인자를 고려하여 등가선량을 평가하였다. 방사선 선량 증강 물 질에 의한 상호작용은 고 원자번호에서 기인하여 광전효과에 의한 에너지 흡수를 높이는 것으로 나타났으며, 10 MV 이상의 에너지에서는 광핵반응의 증가를 나타내었다. 이로 인해, 팬텀 내부에서 양성자, 중성자와 같은 이차입자 발생의 증가를 보였으며, 중성자에 의한 등가선량이 최대 424.2배 증가하는 것으로 나타 났다. 본 연구는 선량 증강 현상에서의 에너지 전달, 흡수의 물리적 과정을 모사하여, 증강 현상에서 발생 하는 물리적 특성을 분석하고자 하였다. 이러한 결과는 향후 in-vivo, in-vitro 선량 증강 실험을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

점토광물은 진흙화산(MV)을 구성하는 중요 광물로서, 진흙화산의 특성 및 형성 메커니즘을 밝히는 데에 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대되지만, 이에 대한 연구는 거의 수행된 바가 없다. 본 연구에서는 북극 보퍼트해 420 MV와 주변 해역 퇴적물들의 점토광물학적 차이를 규명하여, 진흙화산의 특성 및 형성과 점토광물과의 관계를 규명하고자 하였다. 420 MV와 맥켄지곡에서 8개의 박스 코어에 대해 점토광물과 입도 분석을 실시하였다. 맥켄지곡의 4가지 주요 점토광물의 상대적인 함량비는 맥켄지강과의 거리에 상관없이 일라이트, 녹니석, 카올리나이트, 스멕타이트 순으로 거의 일정하지만, 입도는 맥켄지강으로부터 멀어질수록 점점 세립화하는 경향을 나타낸다. 맥켄지곡의 퇴적물들은 주로 스멕타이트/일라이트의 비가 낮고 카올리나이트/녹니석의 비가 높은 맥켄지강의 특징을 가진다. 420 MV의 퇴적물은 점토광물의 함량이 일라이트, 카올리나이트, 녹니석, 스멕타이트 순으로 감소하며, 깊이에 따른 입도가 거의 일정하다. 스멕타이트와 조립질 퇴적물의 함량은 비교 코어보다 약 2배 높다. 녹니석보다 카올리나이트의 함량이 높은 강은 보퍼트해 내에서는 연구된 결과가 없으며, 맥켄지강과 스멕타이트/일라이트, 카올리나이트/녹니석의 비가 같은 비교 코어와 구분된다. 비교 코어보다 많은 조립질 퇴적물과 깊이에 따라 일정한 입도는 MV에 의한 분출로 인한 것으로 유추된다. 비교 코어의 퇴적물은 맥켄지강 기원, 420 MV의 퇴적물은 MV의 분출에 의한 것으로 해석된다.

Monte Carlo 기법을 활용하여 60, 90, 120, 150 kV와 6, 15 MV X선에서의 선량증가 효과를 평가하였다. MCNPX code를 이용하여 ICRU slab 모의피폭체를 전산모사하였으며, 금, 가돌리늄, 산화철의 선량증가 물질을 사용하였다. 입사에너지의 전자평형 지점을 고려하여 모의피폭체의 표면 및 5 cm 깊이에 5, 10, 15, 20 mg/g 농도의 물질을 삽입하였으며, 선량증가 물질이 없을 때를 바탕으로 하여 깊이에 따른 흡수에너지 변화와 선량증가효과비를 통하여 정량적 평가를 시행하였다. 선량증가 물질의 농도가 높을수록, 금, 가돌리늄, 산화철 순으로 높은 선량증가 효과를 보였으며, kV X선에서는 입사에너지가 낮을수록, 물질의 원자 내전리 퍼텐셜에 가까울수록 높은 선량증가 효과를 보였다. MV X선에서는 15 MV에 비해 6 MV에서 높은 선량증가 현상을 나타내었으며, kV X선에 비해서는 현저히 낮은 결과를 확인할 수 있었다.

본 연구의 목적은 실험으로 6 MV X-선 빔의 등가에너지를 결정하는 데 있다. 6 MV X-선 빔에 대한 납의 반가층은 전리함을 사용하여 측정하였다. 선감쇠계수는 측정된 반가층을 사용하여 계산하였다. 그리고 질량감쇠계수는 납의 밀도로 선감쇠계수를 나누어 얻었다. 얻어진 질량감쇠계수의 등가에너지는 미국표준기술연구소에서 주어진 납의 광자에너지 대 질량감쇠계수 자료를 사용하여 결정하였다. 그 결과로서, 6 MV X-선 빔에 대한 등가에너지는 1.61 MeV로 결정되었다. 이 등가에너지는 Reft가 보고한 것 보다 약 30% 낮게 결정되었다. 그 원인은 납 감쇠기 사이의 공기공동의 존재에 기인한 것으로 추정된다.

이 연구의 목적은 6 MV 광자 빔에 대하여 팬텀 표면으로부터 1 cm 깊이에서 조사야 가장자리 바깥 축외선량비와 1 mmPb의 차폐비를 조사하는 데 있다. 180 cGy의 선량은 SAD기법에서 10×10cm2와 15×15cm2 조사야에 대하여 깊이 10 cm에 전달되었다. 축외선량비는 조사야의 중심축과 가장자리로부터 2, 4, 6 cm에 위치된 광자극형광나노닷선량계(OSLnD)들의 선량을 측정하여 계산하였다. 그리고 1 mmPb의 차폐비는 조사야 가장자리로부터 2, 4, 6 cm에 위치된 OSLnD들의 선량을 측정하여 산출하였다. 결과로서, 10×10cm2와 15×15cm2 조사야에 대하여, 축외선량비들은 0.008-0.023과 0.011-0.028을 각각 얻었다. 또한 1 mmPb의 차폐비들은 0.868-0.888과 0.807-0.842을 각각 얻었다. 이 결과들은 방사선치료 조사야 바깥에 위치한 위험장기들을 보호하기 위한 자료를 제공한다.

이 연구의 목적은 6 MV 광자 빔에 대한 광자극형광나노닷선량계(OSLnD)의 교정을 조사하는 데 있다. OSLnD의 선량반응 분석으로부터 선형 및 비선형 교정의 선량범위들은 결정을 하였다. 교정 및 교정식의 정확성을 평가하기 위하여 교정 및 품질관리선량계의 세트들은 만들어서 사용하였다. 교정들은 각각 0~300 cGy 및 20~1300 cGy 선량범위에서 선형 및 비선형적으로 수행하였다. 교정의 오차들은 선형 및 비선형 교정에 대하여 품질관리선량계들의 측정으로부터 각각 0.1% 이하로 얻었다. 이 연구는 6 MV 광자 빔에 대한 OSLnD의 교정식을 제공한다.