Development of high-performance and multi-purpose Compton camera system

  • Development of various Compton camera systems (large-area Compton camera, dSiPM-based Compton camera, VG 1, dual-mode Compton camera, double-scattering Compton camera) for nuclear decommissioning and homeland security applications
  • Development of high-performance multi-channel signal processing system and FPGA-based high-speed data acquisition system for radiation imaging detectors
  • Optimization and performance estimation of Compton camera system by detailed Monte Carlo simulations with Geant4
  • Development of three-dimensional image reconstruction algorithms based on maximum-likelihood expectation-maximization (MLEM) method for Compton camera

고성능 다목적 콤프턴 카메라 시스템 개발

  • 원전 해체, 방사선 오염지역 탐지를 목적으로 한 다양한 형태의 콤프턴 카메라 시스템 개발; 대형 콤프턴 카메라, dSiPM 기반의 콤프턴 카메라, VG 1, 듀얼 모드 콤프턴 카메라, 이중 산란형 콤프턴 카메라
  • 방사선 영상장치 용 고성능 다채널 신호 처리 시스템 및 FPGA 기반 고속의 데이터 획득 시스템 개발
  • 몬테칼로 전산모사 툴킷인 Geant4를 이용한 콤프턴 카메라 시스템의 최적화 및 성능 예측
  • MLEM 방법을 기반으로 한 콤프턴 카메라용 3차원 영상재구성 알고리즘 개발
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Development of real-time and in vivo proton dose verification technology

  • Multi-slit camera: high energy gamma ray measurement system based on multi-slit collimator, CsI(Tl) scintillation detector, and photodiode
  • Gamma electron vertex imaging (GEVI) system: high energy gamma ray measurement system based on beryllium electron convertor, double-sided silicon strip detector (DSSD), and plastic scintillation detector
  • Development of high-performance and low noise multi-channel signal processing system based on preamplifier and amplifier and FPGA-based high-speed data acquisition system
  • Design optimization and performance estimation technology using Monte Carlo simulation code (MCNP, Geant4)
  • Technology for experimental performance evaluation using therapeutic high energy proton beam

실시간 체내 양성자 선량 분포 결정 기술 개발

  • 다중 슬릿 카메라 개발: 다중 슬릿 집속장치, CsI(Tl) 섬광 검출기, 광다이오드 기반의 고에너지 감마 측정 장치 개발
  • 감마 버텍스 영상 장치 시스템 개발: 베릴륨 전자변환기, 양면 실리콘 스트립 검출기, 플라스틱 섬광 검출기 기반의 고에너지 감마 측정 장치 개발
  • 전치증폭기, 성형증폭기로 구성된 저잡음, 고성능의 다채널 신호처리 시스템, FPGA 기반의 고속 데이터 획득 시스템 개발
  • 몬테칼로 전산모사(MCNP, Geant4) 기술을 이용한 장치 최적화 및 성능 예측 기술
  • 실제 치료용 고에너지 양성자 빔을 이용한 개발 장치의 실험적 성능 평가 기술
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Development of advanced computational human phantoms and Monte Carlo dose calculation technologies for radiological protection and medical applications

  • Development of the next generation of reference computational human phantoms of International Commission on Radiological Protection (ICRP) as an international collaboration research project, ICRP Task Group 103 ─ Mesh-type Reference Computational Phantoms (MRCP)
  • Development of the next generation of Korean reference computational human phantoms and production of Korean reference dose coefficients for external and internal exposures
  • Development of advanced techniques for creating phantoms in various body shapes and postures with respect to a real worker for individualized dose calculations
  • Development of novel methodology for construction of continuously-deforming 4D computational human phantoms that can realistically represent a patient-specific motion during radiation therapy
  • Development of the realistic 4D patient quality assurance (QA) system that can evaluate and report patient dose distributions of radiation therapy by performing 4D Monte Carlo dose calculation with a patient-specific 4D phantom

방사선 방호 및 의학적 응용을 위한 고급 인체 전산 팬텀 및 몬테칼로 선량 산출 기술 개발

  • 국제 협력 연구 프로젝트인 국제 방사선 방호 위원회(ICRP) Task Group 103 (메시형 표준 전산 팬텀(MRCP))으로서 ICRP의 차세대 표준 인체 전산 팬텀 개발
  • 차세대 한국인 표준 인체 전산 팬텀 개발 및 외부 피폭과 내부 피폭에 대한 한국인 표준 선량 계수 산출
  • 개인화된 선량을 계산하기 위해 실제 작업자들의 다양한 체형 및 자세를 반영할 수 있는 팬텀 제작 기술 개발
  • 방사선 치료 중 환자의 움직임을 사실적으로 표현할 수 있는 연속 변형 4차원 인체 전산 팬텀 제작 방법론 개발
  • 환자 맞춤형 4차원 팬텀으로 4차원 몬테칼로 선량 계산을 수행하여 방사선 치료 시 환자의 선량 분포를 평가 및 보고하는 4차원 정도 관리 시스템 개발
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Research collaborations with developer groups of Monte Carlo codes

  • Study on uncertainty quantification (UQ) of Monte Carlo codes (with CERN and INFN)
  • Development of Geant4 data management tools using up-to-date programming technology (with CERN and INFN)
  • Implementation of tetrahedral-mesh geometry in PHITS and its verification (with JAEA)
  • Development of solid model and dedicated navigator in Geant4 to implement DAGMC algorithms in polygon-mesh geometry (with University of Wisconsin-Madison and CERN)

몬테칼로 코드 개발그룹과의 공동연구

  • 몬테칼로 코드들의 불확정성 정량화 연구 (CERN 및 INFN과 협업)
  • 최신의 프로그래밍 기술 기반의 Geant4 데이터 관리 도구개발 (CERN 및 INFN과 협업)
  • PHITS 코드 내 사면체 지오메트리 적용 및 이의 검증 (JAEA와 협업)
  • Geant4 코드 내 폴리곤 지오메트리의를 위한 고속 연산 알고리즘(DAGMC) 기반의 솔리드 모델 및 네비게이터 개발 (위스콘신 대학교 및 CERN 협업)