초록 ▼

○ 집속 모듈 설계 및 최적화 연구
- 몬테카를로 전산모사를 이용한 집속기 설계 및 최적화

○ 몬테 카를로 전산모사를 이용한 회전 변조 집속기 (RMC)의 변조 패턴 전산 모사
- 몬테 카를로 전산모사를 통해 회전 변조 집속기 (RMC) 시스템 구현
- 회전 변조 집속기의 변조 패턴 특성 확인

○ 회전 변조 집속기 (RMC) 시스템의 수학모델 및 영상 복원 알고리즘 개발
- 회전 변조 집속기(RMC) 시스템의 수학모델 개발 및 변조패턴 획득
- 수학모델과 몬테카를로 전산모사를 통해

○ 집속 모듈 설계 및 최적화 연구
- 몬테카를로 전산모사를 이용한 집속기 설계 및 최적화

○ 몬테 카를로 전산모사를 이용한 회전 변조 집속기 (RMC)의 변조 패턴 전산 모사
- 몬테 카를로 전산모사를 통해 회전 변조 집속기 (RMC) 시스템 구현
- 회전 변조 집속기의 변조 패턴 특성 확인

○ 회전 변조 집속기 (RMC) 시스템의 수학모델 및 영상 복원 알고리즘 개발
- 회전 변조 집속기(RMC) 시스템의 수학모델 개발 및 변조패턴 획득
- 수학모델과 몬테카를로 전산모사를 통해 획득한 변조 패턴의 비교
- Maximum Likelihood- Expectation Maximization (MLEM) 알고리즘 기반 영상 복원방법 개발
- 영상화 복원 알고리즘 개선 연구

○ 중성자/감마선 구분 계측 및 섬광검출기 특성화
- Cs2LiYCl6:Ce (CLYC) CLYC 계측기의 특성화 (characterization) 연구 및 실험을 통한 검증
- 액체 섬광 검출기의 신호 파형 분석 (Pulse shape discrimination, PSD)법 적용을 통한 중성자/감마선 구분 계측
- 스틸벤 섬광체를 이용한 감마선원의 핵종 및 activity 추정

○ 회전 변조 집속기 (RMC) 시스템 제작 및 중성자/감마선 이중영상 실험
- CLYC 섬광 계측기 기반 회전 변조 집속기 (RMC) 시스템 제작
- CLYC 섬광 계측기 기반 회전 변조 집속기 (RMC)의 중성자/감마선 계측 및 영상화 실험
- 액체 섬광 검출기 (EJ-301) 및 스틸벤 (stilbene) 검출기 기반 회전 변조 집속기 (RMC)의 속중성자 검출 실험

○ 연구 과제의 정량적 성과 달성 실적
- SCI(E)급 논문 3편(추가 3편 제출), 학진 등재지 2편, 국내 학술대회 발표 9건, 국제 학술대회 발표 6건
- 특허 1건 등록, 석사학위 지원 2명, 소프트웨어 등록 1건, 해외 MOU 체결 1건, 우수 포스터 발표상 2건

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

Purpose&Contents

○ Purpose
- Developing a gamma-ray/neutron dual-particle imager employing rotational modulation collimators (RMCs) and pulse shape discrimination (PSD)-capable scintillators for nuclear safeguard application, including detection of special nuclear materials and treaty veri

Purpose&Contents

○ Purpose
- Developing a gamma-ray/neutron dual-particle imager employing rotational modulation collimators (RMCs) and pulse shape discrimination (PSD)-capable scintillators for nuclear safeguard application, including detection of special nuclear materials and treaty verification.
○ Contents
- Collimator Module design and optimization research
- Modulation pattern simulation using Monte Carlo simulation
- Development of mathematical model and image reconstruction algorithm
- Neutron/Gamma discriminative detection and characterization of scintillator
- Fabrication of RMC system and experiment of Neutron/Gamma-ray dual imaging

Results

○ Design and optimization of collimator module using Monte Carlo simulation
- Domestic SCI : J. Korean Phys. Soc. (2016. 12.)
- Overseas non SCI : 2015 IEEE NSS/MIC Conference Record (2015.11.)
- Publication of the Technical Report N-STAR (2015)
○ Characterization of a CLYC detector and validation of the Monte Carlo Simulation by measurement experiments
- Domestic non SCI : J. Radiat. Prot. Res. (2017. 3.)
○ Development of image reconstruction algorithm for RMC in large area/short-time
- Domestic non SCI : IEIE (2016. 9.)
- Overseas SCI: JINST (2016. 12.), JINST (2017. 1.)
- Publication of the Technical Report N-STAR (2015)
○ Design and fabrication of Neutron/Gamma-ray dual-particle imaging system
- Overseas SCI: JINST (submitted),
J. Radio. Prot. (Accepted, to be published),
Nucl. Instrum. and Meth. A (to be submitted)
- Overseas non SCI: 2016 IEEE NSS/MIC Conference Record (to be published)
○ Experiment of neutron/Gamma-ray dual imaging using RMC
○ Fundamental research for estimating nuclide and its activity of gamma source/imaging of the fast neutron using stilbene scintillator
- Overseas SCI : Nucl. Instrum. and Meth. A (to be submitted)
- Publication of the technical report N-Star (2017, to be published)

Expected Contribution

○ Develop a new paradigmatic detection techniques for nuclear safeguards and nonproliferation, which can overcome shortcomings of gamma- or neutron-only based detection methods by creating a dual image for both particles.
○ Can be exploited as a nuclear safeguards and radioactivity monitoring technique for spent fuel monitoring and pyro-processing facilities.
○ First-line detection and real-time surveillance of nuclear activity, by monitoring movements of nuclear materials in the sensitive area and facilities.
○ Large area radioactivity monitoring and orphan source search against nuclear terrorism, radioactivity mapping for decontamination purpose in case of nuclear accidents.
○ Radiation safety assurance measure by keeping radiation workers from the unnecessary radiation exposure.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국문 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 6
• 목차 ... 7
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 8
• 제1절 연구개발 목적 ... 8
• 제2절 연구개발의 필요성 ... 8
• 제3절 연구개발 범위 ... 10
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 11
• 제1절 국내 기술 수준 및 시장 현황 ... 11
• 제2절 국외 기술 수준 및 시장 현황 ... 11
• 제3장 연구수행 내용 및 결과 ... 13
• 제1절 집속 모듈 설계 및 최적화 연구 ... 13
• 제2절 몬테 카를로 코드를 이용한 회전 변조 패턴 전산 모사 ... 25
• 제3절 MLEM 알고리즘 기반 영상 복원 방법 개발 ... 43
• 제4절 CLYC 섬광검출기 특성화 및 중성자/감마선 구분 계측 ... 79
• 제5절 회전 변조 집속기 (RMC) 시스템 설계 및 제작 ... 95
• 제6절 CLYC 섬광 계측기 기반 회전변조 집속기 (RMC) 시스템의 중성자/감마선 계측 및 영상화 실험 ... 112
• 제7절 액체 섬광 검출기/스틸벤 검출기 기반 회전 변조 집속기 (RMC) 시스템의 속중성자 검출 실험 ... 122
• 제8절 연구결과 ... 136
• 제9절 연구개발과제의 정량적 성과 ... 138
• 제10절 세부 연구개발 성과 ... 139
• 제4장 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 143
• 제1절 목표달성도 ... 143
• 제2절 관련분야 기여도 ... 144
• 제5장 연구결과의 활용계획 ... 146
• 제6장 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 147
• 제7장 연구개발결과의 보안등급 ... 150
• 제8장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비현황 ... 150
• 제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 150
• 제10장 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 151
• 제11장 기타사항 ... 152
• 제12장 참고문헌 ... 152
• 끝페이지 ... 154