We present a Monte-Carlo simulation code, which solves the problem of dust-scattering in interstellar dust clouds with arbitrary light source distribution and dust density structure, and calculate the surface brightness distribution. The method is very flexible and can be applied to radiative transfer problems occurring not only in a single dust cloud, but also in extragalactic dust environment. We compare, for performance test, the result of Monte-Carlo simulation with the well-known analytic approximation for a spherically symmetric homogeneous cloud. We find that the Code approximation gives a very accurate result.

본 연구는 식중독을 일으킬 수 있는 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)의 검출을 이용하여 일식당의 식자재, 조리공정, 조리 기구, 조리 종사자의 오염수준을 예측하고 오염에 영향을 미치는 인자를 확인하고자 하였다. 시료는 서울시에 위치한 일식당에서 초밥과 생선회를 수거하였다. 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 초기 오염수준으로부터 각 공정별 위해 인자를 고려하여 최종오염수준을 예측한 결과, 새우 및 문어초밥의 경우, 모든 초밥이 저장기간 동안 S. aureus가 증식되는 것으로 나타났으며 특히, 문어초밥이 가장 높은 오염도를 보였다. 이는 생선회가 온도변화에 따른 균의 증식이 활발하고, 일식당에서 초밥을 섭취하기 직전에 초밥 중 생선회의 급속한 온도 변화가 나타나기 때문으로 판단된다. 초밥의 민감도 분석 결과, 완성된 초밥의 섭취 시 온도의 민감도 값이 0.419로 최종오염수준을 증가시키는 것으로 예측되었다. 두 종류의 초밥에서 동일하게 보관 시간과 섭취 시의 온도가 최종 오염수준에 가장 크게 영향을 주는 것으로 나타났다. 이는 일정 시간이 지난 후 초밥을 섭취하는 것이 균의 농도 증가에 가장 크게 영향을 미친다는 것으로 초밥을 조리 후 즉시 섭취하는 것이 균의 증식을 크게 예방할 수 있음을 알 수 있다. 연어, 도미, 방어회의 경우 섭취 시간에서 민감도 값이 0.71로 가장 큰 민감도를 나타내었고, 섭취 시 온도 또한 민감도가 크게 나타났다. 초밥의 시나리오 분석 결과, 실온 보관 시, 섭취시간이 2시간 이내일 때 식중독을 유발하지 않는 안전한 수준임을 알 수 있었다.

In this study, occurrence of aflatoxin M₁ (AFM₁) in domestic milk and milk products was determined. The level of AFM₁ in market milk (0.047 ppb) was lower than that in raw milk (0.083 ppb) but this looks like that is due to dilution in collecting process rather than the effect of sterilization. In the case of nonfat dry milk, level of AFM₁ appeared high by 0.24 ppb but it is thought to be not different from market milk actually because nonfat dry milk is diluted at intake. In the case of ice cream, finished products were contaminated with AFM₁ of 0.020 ppb and also have the possibility of the contamination of AFB₁ due to secondary raw material such as nuts and alinond. On the basis of the results of this study and previous studies, Monte-Carlo simulation is conducted to estimate the contamination level of AFM₁ in domestic market milk. To consider uncertainty and variability fitting procedure was passed through. And we used beta distribution to estimate the prevalence and triangular distribution to estimate the concentration level of AFM₁ in milk. As a result, the 5%, 50% and 95% points of the distribution of the probability of AFM₁ contamination level in milk is 0.0214, 0.0946 and 0.1888 ppb, respectively. Also we estimate that AFM₁ in almost milk was low more than 0.5 ppb that is American acceptable level but 80.4% exceeded far 0.05 ppb that is European standard.

The propagation of light radiation in a turbid medium is an important problem that confronts dosimetry of therapeutic laser delivery and the development of diagnostic spectroscopy. Scattered light is measured as a function of the position(distance r, depth z) between the axis of the incident beam and the detection spot. Turbid sample yields a very forward-directed scattering pattern at short range of position from source to detector, whereas the thicker samples greatly attenuated the on-axis intensity at long range of position. The portions of scattered light reflected from or transmitted throughphantom depend upon internal reflectance and absorption properties of the phantom. Monte Carlo simulation method for modelling light transport in tissue is applied. It uses the photon is moved a distance where it may be scattered, absorbed, propagated, internally reflected, or transmitted out of tissue. The photon is repeatedly moved until it either escape from or is absorbed by the phantom. In order to obtain an optimum therapeutic ratio in phantom material, optimum control the light energy fluence rate is essential. This study is to discuss the physical mechanisms determining the actual light dose in phantom. Permitting a qualitative understanding of the measurements. It may also aid in designing the best model for laser medicine and application of medical engineering.

We present the calculation of X -ray spectra produced through Compton scattering of soft X-rays by hot electrons in the spherical shell geometry, using fully relativistic Monte Carlo simulation. With this model, we show that the power-law component, which has been observed in the low luminosity state of low-mass X-ray binaries (LMXBs), is explained physically. From a spectral. analysis, we find that spectral hardness is mainly due to the relative contribution of scattered component. In addition, we see that Wi en spectral features appear when the plasma is optically thick, especially in the high energy range, E≳100keV. We suggest that after a number of scattering the escape probability approaches an asymptotic form depending on the geometry of the scattering medium rather than on the initial photon spectrum.

산업 비파괴 분야에서 사용되는 방사선원은 장비의 노후화 및 작업자의 부주의로 인해 선원이 노출되는 사고가 발생되어 왔다. 이에 선원의 위치를 실시간으로 추적할 수 있는 안전관리 시스템의 필요성이 부곽 되고 있다. 이에 본 연구에서는 방사선원의 위치 추적을 위한 line-array 선량계를 구성하는 unit-cell 선량계 단위의 각도의존성을 분석하기 위해 Monte Carlo Simulation을 수행하였다. 그 결과 각 기울기에서 상위 1 0% 수치에 대한 오차율은 0°에서 5.90%, 30°에서 8.08%, 60°에서 20.90%의 오차율을 보였다. 총 흡수선량의 비율은 0°(100%)를 기준으로 30°에서 83.77%, 60°에서 53.36%로 나타났으며 기울기가 증가함에 따라 낮아지는 경향성을 보였다. 모든 기울기에서 최대 수치는 30°의 No. 9에서 나타났으며, No. 10에서는 7.24% 낮아지는 경향성을 보였다. 본 연구 결과 각도의존성은 크게 발생되는 것으로 나타났으며, 이를 낮추기 위해서는 선원과 line-array 선량계의 적정거리는 1 cm 이상의 거리에서 유지해야 하는 것으로 사료된다.

영상의 질 향상과 물질 분석 등을 위해 엑스선을 카운팅하여 검출하기 위한 연구가 활발하다. 본 연구에서는 MPPC 어레이를 사용하여 엑스선 포톤 카운팅을 위한 검출기를 설계하였고, 시뮬레이션을 통해 검출기 특성을 평가하였다. GATE를 사용하여 엑스선과 섬광체와 반응한 위치 정보를 획득하였고, 이 정보를 DETECT2000의 빛 발생 위치로 사용하였다. 0.5 mm와 1 mm 두께의 GAGG 섬광체를 사용하였으며, 4 × 4 어레이의 MPPC를 통해 발생된 빛을 획득하였다. 각 채널별로 획득한 빛의 신호를 통해 영상을 재구성하여 설계한 검출기의 분해능을 확인하였다. 0.5 mm와 1 mm 두께의 GAGG 섬광체에서 모두 2 lp/mm 이상의 영상을 획득하였다. 본 검출기를 엑스선 시스템에 사용할 경우 포톤 카운팅이 가능한 저비용의 시스템을 구축할 수 있을 것이다.

의료용 사이크로트론은 방사성의약품을 생산하기 위해 양성자를 고속으로 가속시켜 핵반응을 일으키게 되며, 핵반응을 통해 불필요한 중성자가 발생하게 된다. 중성자는 사이클로트론의 부품에 방사화를 일으키는 원인으로 종사자들의 피폭의 원인이 된다. 이에 본 연구에서는 핵반응이 일어나는 Targetry 부품들인 Aluminum body, Silver body, Havar foil의 방사화 정도를 분석하여 피폭선량을 알아보고자 하였다. 실험결과 Aluminum body와 Silver body는 방사화된 핵종들의 에너지가 작고, 반감기가 짧아 종사들에게 미치는 선량이 미미하였으며, 재사용하는데 문제가 없었다. 하지만 Havar foil의 경우 방사화된 핵종들의 에너지가 높고 반감기가 길어 종사자들에게 미치는 영향이 매우 높았으며, 방사성폐기물로써 특별한 관리가 필용한 것으로 나타났다.

방사선 영상 기술은 피사체의 조성 및 두께에 따라 변화되는 X선의 흡수계수 차이를 기반으로 형성되는 대조도를 영상화하는 기술로서 영상 검출기에 입사하는 1차선 뿐 만 아니라 산란선이 영상 품질에 큰 영향을 미친다. 이에 본 연구에서는 피사체 두께, 조사야 변화에 따라 발생하는 산란선이 영상 품질에 미치는 영향을 고찰하고자 몬테카를로 시뮬레이션을 통하여 FSR 및 SPR 분석을 수행하였다. 연구 결과, 피사체 두께에 따른 FSR은 최대 15.3%p, SPR은 2.00 ~ 4.54로 분석되었으나, 조사야 변화에 대해서는 일정한 값을 유지하는 것으로 분석되었다. 이러한 결과를 바탕으로 피사체 두께는 영상 품질에 영향을 미치는 인자로서 고려되어야 하지만, 조사야는 영상 품질에 영향을 미치지 못하는 인자임을 검증하였다. 이러한 본 연구 결과는 영상 품질 개선을 위한 산란선에 대한 기초 자료로서 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

대부분의 진단용 방사선 장치는 엑스선을 사용하며, 엑스선은 다양한 에너지를 갖는 스펙트럼을 갖는다. 진단 영상에서 엑스선의 정량적 및 정성적 분석은 선량을 줄이면서 영상 화질을 유지하는데 필수적이다. 본 연구의 목적은 진단 영상에 사용되는 엑스선 스펙트럼을 몬테칼로 시뮬레이션으로 측정하는 것이다. 다양한 엑스선 에너지 스펙트럼이 몬테칼로 시뮬레이션으로 측정되었다. 이 스펙트럼들은 다항식을 보간 한 양극 텅스텐 모델에 의해 계산된 결과와 비교하였다. 엑스선 관전압은 50, 60, 80, 100, 110 kV 였다. 검출기로는 카드뮴 텔루라이드와 비정질 셀레늄 물질을 사용하였다. 엑스선 에너지 스펙트럼의 시뮬레이션 결과는 참조 결과와 일치하였고, NRMSD 값은 최소 1.1%에서 최대 5.7%를 보였다. 시뮬레이션 결과에 의하면 진단 영상을 획득할 때 적절한 관전압의 선택을 가능하게 할 것이다. 또한, 영상 획득 전 환자에 전달되는 선량을 예측하는데 기여할 것이다.

방사선 방호의 목적 중 하나는 확률적 영향을 최소화 하는 것이다. PCXMC 2.0은 몬테카를로 시뮬레이션 기반의 프로그램으로 입사표면선량을 통해 유효선량과 암의 발병확률을 예측가능하게 해준다. 그렇기 때문에 선량계에 따른 입사표면선량 측정이 특히 중요하다. 본 연구는 반도체 선량계, 일반 선량계, 유리선량계를 통해 입사표면선량을 측정하고 그에 따른 결정 장기의 유효선량과 발병 확률을 비교분석 하는 것에 목적을 두었다. 실험방법은 두개부, 흉부, 복부의 선량계 별 입사표면선량을 측정하고 PCXMC 2.0을 통해 부위 별 결정 장기의 유효선량과 암의 발병 확률을 평가하였다. 그 결과 부위 별 입사표면선량은 동일한 조건임에도 일반 선량계, 반도체 선량계, 유리 선량계 순으로 차이가 났다. 이를 토대로 유효선량과 결정 장기의 암 발병 확률을 분석한 결과 또한 일반 선량계, 반도체 선량계, 유리 선량계 순으로 차이가 났다. 결론적으로 동일한 조건임에도 사용한 선량계에 따라 유효선량과 발병 위험도는 다르게 나타났음을 알 수 있었고, 본 연구를 통해 각각의 선량계에 따른 정확한 입사표면선량 모델을 제시하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있었다.

본 연구는 점 선원인 60Co, 137Cs 및 혼합부피선원을 이용하여 피크 대 컴프턴 비율, 연속체 배경 스펙트럼을 감소시키기 위해 저 에너지 peak부터 고 에너지 peak에서 측정된 측정치와 PENELOPE와 비교하였다. 또한, 저에너지 부근에서의 변화를 통해 후방산란, 컴프턴 단(compton edge)의 효율 변화를 PENELOPE와 비교하였다. 혼합부피 선원에서 나온 결과를 토양시료에 적용하여 억제와 비 억제(unsuppressed)모드에서 토양시료의 최소검출한계치가 얼마큼 감소하였는지 확인하고자 한다. 60CO(1,173 keV)의 저에너지 영역의 컴프턴 억제가 상당히 되었으며, 137Cs(661 keV) 피크에 대한 Compton edge의 RF는 2.8이다. 특히, 60Co 선원은 1,173.2keV와 1,332.5 keV의 coincidence 감마선을 방출하므로 컴프턴 억제는 대략 21% 감소하였다. 60Co 선원에서 방출되는 1,173keV와 1,332keV의 compton edge의 RF는 3.2, 3.4였으며 피크대 컴프턴 edge 비율은 8:1로 향상되었다. 그리고, PENELOPE와 비교했을 때 불확도는 2% 이내로 잘 일치하였다. Compton unsuppressed 모드에서 661 keV, 1,173 keV 및 1,332 keV의 MDA 값은 각각 0.535, 0.173 및 0.136Bq/kg이었으나, Compton suppressed 모드에서는 0.121, 0.00826 및 0.00728B/kg로 감소하였다. 따라서, Compton suppres sed는 배후방사능과 검출기 자체에 함유된 방사능을 줄일 수 있었다.

방사선의 치료효과 증대를 위해 최근에는 기존의 Photon치료를 대체한 중입자치료가 증가하고 있다. 중입자 치료는 기존 Photon치료 대비 높은 에너지와 거대한 시설로 인해 방사선안전성평가에 더욱 신경을 써 야 한다. 이러한 방사선안전성평가는 주로 Monte Carlo simulation을 이용하여 차폐 및 방사화 평가를 수행 하는데, 가장 우선적으로 수행해야하는 것은 기하학적 모델링이다. 중입자 치료시설은 가속장치를 싱크로 트론을 사용하게 되는데 정확한 기하학적 모델링이 어려워 대부분 간략하게 모델링 한다. 본 연구는 싱크 로트론 가속장치의 구성요소 중에서 Dipole magnet을 간략화 한 것과 정밀하게 구현한 것이 방사선안전성 평가에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 결과에 의하면 간략하게 구현한 기하학적 모델이 정밀하게 구 현된 기하학적 모델보다 과대평과 되는 결과를 얻었다. 따라서 방사선안전성 평가는 정밀한 기하하적 모델 링이 더욱 신뢰할 수 있는 결과를 얻는다고 판단된다.

In order to increase the therapeutic effect of radiation, there has been an increase in the use of conventional photon therapy. The intensive care unit should pay more attention to the radiation safety evaluation due to the higher energy and the larger facility compared to the existing Photon treatment. These radiation safety evaluations are mainly performed by using Monte Carlo simulation, and the first thing to be done is geometric modeling. The Heavy-ion treatment facility uses synchrotron as the accelerating device, which is difficult to precisely model geometrically and is mostly modeled briefly. This study investigated the effect of simplification and precise implementation of Dipole magnet among the components of synchrotron acceleration device on the radiation safety evaluation. The results show that the simplified geometric model is overestimated with the precisely implemented geometric model. Therefore, it is considered that the radiological safety evaluation results in more reliable results of the precise geometric modeling.