The occurrence of shear failure in a rock mass, resulting from the sliding of joint surfaces, is primarily influenced by the surface roughness and contact area of these joints. Furthermore, since joints serve as crucial conduits for the movement of water, oil, gas, and thermal energy, the aperture and geometric complexity of these joints have a significant impact on the hydraulic properties of the rock mass. This renders them critical factors in related industries. Therefore, to gain insights into the mechanical and hydraulic behavior of a rock mass, it is essential to identify the key morphological characteristics of the joints mentioned above. In this study, we quantified the morphological characteristics of tensile fractures in granitic rocks using X-ray CT imaging. To accomplish this, we prepared a cylindrical sample of Hwang-Deung granite and conducted splitting tests to artificially create tensile fractures that closely resemble rough joint surfaces. Subsequently, we obtained 2D sliced X-ray CT images of the fractured sample with a pixel resolution of approximately 0.06 mm. By analyzing the differences in CT numbers of the rock components (e.g., fractures, voids, and rock matrix), we isolated and reconstructed the geometric information of the tensile fracture in three dimensions. Finally, we derived morphological characteristics, including surface roughness, contact area, aperture, and fracture volume, from the reconstructed fracture.

We find evidence of a hard X-ray excess above the thermal emission in two cool clusters (Abell 1750 and IC 1262) and a soft excess in two hot clusters (Abell 754 and Abell 2163). Our modeling shows that the excess components in Abell 1750, IC 1262, and Abell 2163 are best fit by a steep power law indicative of a significant non-thermal component. In the case of Abell 754, the excess emission is thermal, 1 ke V emission. We analyze the dynamical state of each cluster and find evidence of an ongoing or recent merger in all four clusters. In the case of Abell 2163, the detected, steep spectrum, non-thermal X-ray emission is shown to be associated with the weak merger shock seen in the temperature map. However, this shock is not able to produce the flatter spectrum radio halo which we attribute to post-shock turbulence. In Abell 1750 and IC 1262, the shocked gas appears to be spatially correlated with non-thermal emission suggesting cosmic-ray acceleration at the shock front.

인공지능에 대한 관심이 높아짐에 따라 의료분야에서도 활발하게 인공지능이 연구되고 있다. 현재 국내에서는 엑스선 촬영, 컴퓨터단층촬영(Computer Tomography), 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging) 등의 의료영상장치에 인공지능이 접목되고 있으며 향후 방사선사 없이 환자의 방사선 영상을 획득 할 수 있는 인공지능을 탑재한 의료기기가 발명 될 것으로 예상된다. 본 연구는 엑스선 촬영에 있어서 환자 위치잡이에 대한 자동화에 대해서 초기 연구를 했다. 위치잡이에 대한 평가를 위해 엑스선 장비와 인체 팬텀을 사용했다. 프로그램은 Visual Studio 2010 MFC로 구현했으며 영상은 1,450 × 1,814 크기로 했다. 픽셀 값을 눈으로 식별 가능한 0 ~ 255 값을 갖는 명암으로 변환하여 모니터에 출력했다. 출력한 영상에 세 픽셀 좌표 값을 통해 각도를 예측하고 각도에 따른 음성안내에 따라 환자가 바른 위치잡이를 하도록 유도하는 절차 알고리즘 프로그램을 개발 했다. 다음 연구에서는 사용자가 좌표의 기준을 인공지능에게 전달하는 것이 아닌 인공지능 스스로 구조물을 파악하여 각도를 계산하는 연구를 진행할 것이다. 향후 위치잡이의 자동화를 통해 촬영부터 위치잡이까지 인공지능이 실시하도록 하는 연구에 도움이 될 것으로 예상된다

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.

원자로 내 사고발생 시 냉각수의 비등으로 기포가 발생하고, 기포율을 측정하기 위하여 열수력 안전 분 야에서는 주로 Optical Fiber Probe(OFP)나 광학 카메라를 이용하여 측정하지만 기하학적 구조의 한계로 인 해 17 × 17 배열의 봉 다발 내에 장비를 설치하는 것에는 어려움이 있다. 본 연구는 예비 연구로서 봉 다발 에 적용하기 전 X선 시스템과 다양한 모사 팬텀을 이용하여 연구 가능성 평가를 수행하였다. 라디오그라피 및 토모그라피 실험을 통해 X선 발생 장치의 관전압 130 kVp, 관전류 1 mA가 적합하였다. 또한, 기포 해상 도 팬텀을 통해 가시적으로 1 mm 크기의 구멍에 대해 측정이 가능하였으며 막대 팬텀을 이용한 대조도 평 가의 경우 프레온 내부에서 대조도가 상대적으로 떨어짐을 확인할 수 있었다. 그러나 영상 재구성 시 일그 러짐이 없는 좋은 영상을 획득할 수 있었다. 기포 발생 팬텀 실험을 통해 기포의 유동 방향 확인 및 단층 영상을 획득할 수 있었고, Image J 툴을 이용하여 하나의 단층영상에 대해 18 %의 기포율을 측정할 수 있 었다. 본 연구는 핵연료 주변 기포율 측정을 위한 선행 연구를 수행하였고 지속적인 연구를 위한 기초 연 구로서 활용할 수 있을 것이다.

본 연구는 엉덩관절 정면 검사 시 격자 제거와 관전압, Cu Filter의 조합을 이용하여 환자의 피폭을 감소 하고자 시행하였다. 엉덩관절 정면 검사법을 대상으로 격자의 사용과 제거 상태에 따라 각각 관전압을 60~ 90 kV로 변화시키고 Cu Filter를 0.1~0.3 mm로 추가시켜 입사선량, 유효선량을 측정하고 영상의 진단적 가치를 평가하였다. 격자를 사용하고 관전압 60 kV, none filter에서 입사선량은 4.77 mGy로 가장 높은 측정치를 나타냈고 격자를 사용하지 않고 90 kV, 0.3 mm Cu filter 조건에서의 입사선량은 0.14 mGy로 가장 낮았으며 약 34배의 차이를 나타냈다. ICRP Pub. 60을 기준으로 70 kV에서 고환, 난소의 유효선량은 격자를 사용 했을 경우 0.255 mSv, 격자를 제거하였을 경우에는 0.049 mSv로 약 5.2배의 차이를 나타냈다. ICRP Pu b. 103을 기준으로 70 kV에서 고환, 난소의 유효선량은 격자를 사용했을 경우 0.090 mSv 격자를 제거하였 을 경우에는 0.020 mSv로 약 4.5배의 차이를 나타냈다. 격자를 사용하였을 경우의 노광지수는 671~782, 격 자를 제거하였을 경우에는 513~606 사이로 적정 노출조건이었으며 영상평가결과 모두 진단적 가치가 있는 영상으로 나타났다. 따라서 엉덩관절 정면 검사 시 격자를 제거하고 관전압을 높이고 Cu Filter를 추가시켜 촬영하면 환자의 피폭을 줄일 수 있을 것이다.

엑스선을 이용하면 다양한 종류의 시료에 대한 투영 영상을 얻을 수 있다. 시료가 저밀도 및 고밀도의 복합 물질로 구성되어 있는 경우는 단일 관전압 엑스선을 이용해서 두 물질을 모두 대조도가 높도록 영상화하기 어렵다. 저관전압과 고관전압을 이용하여 영상을 획득하고 영상처리하면 밀도의 차이가 큰 물질을 영상화하기에 용이하다. 크기가 작은 전자부품을 저관전압과 고관전압에서 영상을 획득하여 visual C++을 이용하여 픽셀-픽셀 영상 합성을 통하여 전자부품의 합성수지부분과 금속부분을 동시에 영상화하여 전자부품의 검사 및 관찰의 가능성을 검증하였다.

기존 구내 치근단 촬영용 장치는 환자 피폭선량, 촬영시 고통 등의 문제점을 지니고 있다. 본 연구에서는 이러한 문 제점을 해결하기 위한 신개념의 삽입형 초소형 X선 시스템의 가능성을 검증하였다. 먼저 초소형 X선 튜브에 사용될 콜리메이터와 필터를 설계하기 위하여 Geant4를 이용하여 최적의 콜리메이터 두께와 필터 두께를 결정하였으며 CdTe 검출기와 PX4 모듈을 이용하여 결정된 두께에서의 X선 스펙트럼을 확인하였다. 또한 기존 상용화된 치근단 촬영장치 와 XOFT사의 초소형 X선 튜브를 이용하여 제작된 치아 팬텀에 대한 영상을 획득하였다. 그 결과 제안된 신개념의 삽 입형 초소형 X선 시스템은 기존 시스템과 유사한 영상의 질을 나타내었다. 이는 향후 치근단 촬영용 장치를 비롯하여 다양한 응용부위에 활용할 수 있음을 나타낸다.

본 연구는 고해상도 디지털 X선 영상 검출기 적용을 위해 미세 Gd2O2S:Tb 형광체 분말을 저온 액상법을 이용하여 합성하였다. 제조된 형광체 분말을 이용하여 입자침전법을 이용하여 형광체 필름을 제작하여 발광특성을 조사하였다. 측정결과, Tb 첨가농도에 따른 상대적인 발광량 측정결과 5 wt%의 첨가농도에서 가장 높은 발광효율을 보였으며, 첨 가농도가 증가할수록 소광현상에 의한 발광강도가 급격히 감소하는 경향을 보였다. 또한 270 ㎛ 두께의 Gd2O2S:Tb에 서 2945 pC/cm2/mR의 발광 강도를 가졌으며, 발광 강도가 거의 포화되는 것을 관찰할 수 있었다. 끝으로 제조된 형광 체의 영상획득 성능을 평가하기 위해 상용화된 CMOS 센서를 이용하여 X선 영상을 획득하여 MTF, NPS를 측정하여 DQE 평가를 수행하였다. 측정결과, DQE(0)의 값은 37%로 다소 낮은 값을 보였다. 향후 필름 제조 공정상의 문제점 을 해결한다면, DQE를 개선할 수 있을 것으며, 고해상도 의료 방사선 영상 시스템 적용에 유용하게 적용 가능할 것으 로 판단된다.

본 논문은 공진형 인버터로 구성된 X-ray 고전압 발생기와 고주파 고전압 변압기의 운영 시스템을 제안하였다. X 선 발생장치는 무소음화와 소형화하였으며, 50[㎑]이상의 구동 주파수로 동작하게 하였고, 일반전원을 사용할 때 발생 한 전력으로 인한 노이즈, 조사조건의 저하문제 등의 문제점을 해소하였다. 또한, X선관 전압 제어기와 관전류 제어기 및 고주파 고전압 변압기의 필라멘트 가열용 변압기를 고주파용으로 설 계, 제작함으로써 X선 장치의 효율적 운영이 되도록 하였다.

최근 의료영상분야에서 형광체와 광도전체 물질을 이용한 디지털 평판형 X선 영상검출기가 폭넓게 이용되고 있다. 본 연구는 CsI:Na 형광체층과 광민감도가 우수한 비정질 셀레늄(a-Se)층의 이중 접합구조로 구성된 변환구조 설계를 위한 몬테카를로 시뮬레이션과 X선에 대한 광학적 및 전기적 반응특성을 조사하였다. 먼저 CsI:Na의 발광스펙트럼과 a-Se의 광흡수 스펙트럼을 측정하여 X선에 의한 신호 변환특성을 분석하였다. 또한, 인가전기장의 함수에 따른 X선 민감도을 측 정하여 상용화된 a-Se(500㎛)의 직접변환 검출기와 비교 평가하였다. 측정결과로부터, 10 V/μm에서 CsI:Na(180 ㎛)/a-Se(30㎛) 변환센서의 X선 민감도는 7.31 nC/mR-cm2 이고, a-Se(500㎛) 검출기는 3.95nC/mR-cm2로 약 2배 정 도 높은 값을 보였다.

본 연구에서는 a-Se 기반 디지털 X-선 영상장치의 저대조도 특성을 평가하기 위하여 contrast-detail 곡선 해석을 수행하였다. 본 실험에 사용된 X-선 영상장치는 픽셀크기가 139㎜×139㎜이고 유효면적이 46.7㎝×46.7㎝인 a-Si TFT 기판 위에 500㎜ 두께의 광전도체가 코팅된 구조를 갖고 있다. Contrast-detail 곡선을 측정하기 위하여 우선 주어진 촬영조건(즉, 40, 50, 60, 70, 80 kVp, and 16 mA.s)에서 상용 팬톰 인 CDRAD 2.0을 사용하여 X-선 영상을 획득한 후, 그 영상으로부터 IQFinv 인자를 사용하여 그 특성을 최종 평가하였다. 평가된 IQFinv 값은 주어진 광 플루언스(즉, 1.8×105, 5.9×105, 11.3×105, 19.4×105, and 29.4×105 photons/㎟)에서 각각 24.4, 35.3, 39.2, 41.5, 43.4으로 광 플루언스가 증가할수록 점진적으 로 증가하였으며 이는 광 플루언스가 증가할수록 영상의 가독성이 향상됨을 나타낸다.