• 방사선산업학회지
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• 제17권3호
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• pp.219-224
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• 2023

A high-efficiency underwater radiation monitoring system, HydroGamma, has been developed for detecting ¹³⁷Cs and ¹³¹I in the event of waterborne radiation contamination. The system consists of a 3-inch NaI (Tl) detector, solar panels for power supply, data acquisition and transmission modules, and batteries. HydroGamma also includes a ⁴⁰K calibration source for remote performance evaluation and energy calibration. In this study, some simulations and experiments were carried out to evaluate the minimum detectable activities (MDA) of HydroGamma. We installed the HydroGamma at Tapjeongho Lake in Nonsan-si and acquired background data since MDA is calculated based on the experimental background data. The results show that the minimum detectable activities for ¹³⁷Cs and ¹³¹I were 1.78Bq L^-1 and 1.81Bq L^-1, respectively even though the gamma rays emitted from ⁴⁰K(1,460 keV) affect the minimum detectable activities for them.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제26권1호
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• pp.7-12
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• 2001

최근 개발된 방사선량 측정용 LiF:Mg,Cu,Na,Si TL 소자의 글로우 곡선, 방출스펙트럼, 광자에 대한 선량의존성, 에너지의존성 및 페이팅 등과 같은 물리적 및 선량계적 특성들을 연구하였다. LiF:Mg,Cu,Na,Si TL 소자는 LiF:Mg,Cu,Na,Si TL 분말에 압력을 가한 후 소결하는 방법으로 제조되었다. 방사선에 대한 특성을 알아보기 위하여 광자선 조사는 한국원자력연구소의 X선 발생 장치 및 $^{137}Cs$ ${\gamma}$선 원격조사장치를 이용하였으며, 사용된 광자선 에너지 범위는 20-662keV, 선량 범위는 $10^{-6}-10^{-2}\;Gy$이었다. 글로우 곡선은 수동형의 TLD 판독장치 (System 310, Teledyne)로 질소를 흘리면서 선형적인 가열률로 측정하였으며, TL 강도는 글로우 곡선을 전체 적분한 면적으로 평가하였다. $5^{\circ}C\;s^{-1}$의 선형적인 가열률로 측정한 글로우 곡선은 5개의 피크들로 분리되었으며, $234^{\circ}C$에 나타나는 주피크의 활성화에너지는 2.34 eV, 진동수인자는 $1.00{\times}10^{23}$이고, 방출스펙트럼은 410nm를 중심으로한 단일한 분포로 나타났다. 선량의존성은 100Gy 이상까지 선형성을 나타내었으며, $^{137}Cs$에 대한 저에너지 광자의 상대적인 에너지 반응값은 20% 범위 이내였다. 또한 실온에서 1년간 보관하였을 때, 시간경과에 따른 TL 감도의 감소가 거의 없는 좋은 페이딩 특성을 보였다.

• 센서학회지
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• 제25권5호
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• pp.333-336
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• 2016

In this study, a beta monitoring sensor was developed as a part of basic research for quantitative beta monitoring underwater, and its performance was evaluated using a calibration source. A beta detection sensor was manufactured by using SiPM(silicon photomultiplier) and $CaF_2$:Eu, YAG:Ce, YAP:Ce scintillator. A large-area light guide was introduced to improve beta-ray detection efficiency. As calibration sources, the Beta source $^{90}Sr$, which is the main fission product of a nuclear accident, and the gamma source $^{137}Cs$ are used. In the performance evaluation, it is confirmed that scintillator $CaF_2:Eu$ gives the highest beta-ray detection response. Compared to gamma ray, beta-ray detection responsivity and detection efficiency are verified. Therefore, this study is expected to contribute to basic research in the development of an underwater beta-ray monitoring system.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.486-492
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• 2015

방사선 영상장치는 방사능 누출사고의 조기처리 및 확산 피해 최소화에 필수적인 장비이며, 가까운 미래에 빅마켓으로 성장될 원전폐로 분야에서도 중요한 역할을 담당할 것으로 예상된다. 현재까지 개발된 방사선 영상장치는 방사선 오염원의 위치를 방향 정보만으로 탐지하여 가시화하고 있고 방사선원의 거리 측정은 불가능한 실정이다. 본 논문에서는 스테레오 카메라 원리를 적용하여 방사선원의 3차원 위치정보를 추출할 수 있는 새로운 기법의 방사선 3차원 영상장치의 구현에 대해 연구하였다. 한 대의 방사선 센서와 CCD 카메라, 그리고 팬틸의 컴팩트한 구성으로 설계된 방사선 3차원 영상장치(K3-RIS)는 위치변환 제어에 의한 스테레오 방사선 영상 취득과 연속모드 제어 및 고속 스테레오 영상정보처리 기능이 특징이다. 개발한 장치의 기능검증을 위해 감마 방사선원(Cs-137)을 대상으로 실험을 수행한 결과 선원간의 거리와 무관하게 3% 이하의 거리측정 오차를 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권6호
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• pp.2158-2165
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• 2023

Marine radioactivity monitoring is critical for taking immediate action in case of unexpected nuclear accidents at nuclear facilities located near coastal areas. Especially when the level of contamination is not predictable, mobile monitoring systems will be useful for wide-area ocean radiation survey and for determination of the level of radioactivity. Here, we used a silicon photomultiplier and a high-efficiency GAGG crystal to fabricate a compact, battery-powered gamma spectroscopy that can be used in an ocean environment. The developed spectroscopy has compact dimensions of 6.5 × 6.5× 8 cm³ and weighs 560 g. We used LoRa, a low-power wireless protocol for communication. Successful data transmission was achieved within 1.4 m water depth. The developed gamma spectroscopy was able to detect radioactivity from a ¹³⁷Cs point source (3.7 kBq) at a distance of 20 cm in water. Moreover, we demonstrated an unmanned radioactivity monitoring system in a real sea by combining unmanned surface vehicle with the developed gamma spectroscopy. A hidden ¹³⁷Cs source (3.07 MBq) was detected by the unmanned system at a distance of 3 m. After successfully testing the developed mobile spectroscopy in an ocean environment, we believe that our proposed system will be an effective solution for mobile real-time marine radioactivity monitoring.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제39권1호
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• pp.14-20
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• 2014

원전 내 방사선작업종사자 피폭량의 대부분은 계획예방정비기간 중 냉각재계통에 존재하는 $^{58}Co$, $^{60}Co$등과 같은 CRUD에 의하여 일어난다. 따라서 원전 내 방사선작업종사자의 피폭 최적관리를 위해서는 냉각재계통의 선원항을 사전에 파악할 필요가 있다. 이 연구는 원전 내 선원항을 알아보기 위해 국내 최초로 계획예방정비 기간 중 증기발생기 부근에서 CZT 반도체 검출기를 이용한 배관 직접 측정법을 사용하였다. 또한 신규원전과 노후원전에서 선원항의 차이를 알아보기 위해 두 원전에서 측정한 결과를 비교 하였고 노후원전에 대하여는 정지화학처리에 따른 선원항의 변화를 측정하였다. 노후원전에서 정지화학처리에 따른 선원항 변화는 발견되지 않았으며, 신규원전 및 노후원전의 주요 선원항은 $^{58}Co$와 $^{60}Co$ 였고, $^{59}Fe$는 신규원전에서만 $^{137}Cs$와 $^{95}Zr$는 노후원전에서만 보였다. $^{58}Co/^{60}Co$의 비율은 노후원전보다 신규원전에서 크게 나타났으며 운전연한이 증가 할수록 반감기가 긴 $^{60}Co$의 비방사능이 커지기 때문이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제22권4호
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• pp.299-307
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• 1997

점선원 주위에 형성되는 방사상의 감마선장에서 개인선량당량 $H_p$, 유효선량 E, 성별 유효선량 $E^m$과 $E^f$를 MIRD형 남녀 모의 피폭체를 이용하여 평가하였다. 선원은 신체의 전방 각각 15, 40 및 100 cm 거리의 여러 높이에 있는 것으로 하였고 방사성 핵종으로는 시범적으로 $^{137}Cs$과 $^{131}I$을 선정하였다. 성별 유효선량에서는 일부 예외적인 경우-예를 들면 선원이 생식선 앞에 위치할 때-를 제외하고는 대체로 여성의 경우가 크게 나타났으나, 남녀 평균값과의 차이는 크지않아 방사상 감마선장에서 성별 유효선량환산인자를 사용할 필요성은 없었다. 선량계를 가슴에서 하복부까지의 몸통 전방에 착용할 경우에는 $H_p$/E의 비가 약$1{\sim}3$의 범위에 있었고 극단적인 경우는 0.34에서 6.5까지 큰 편차를 보였다. 그러나 일반적인 방사선원 취급방법과 선량계 착용위치(흉곽 전방)를 가정하고, 선량계가 넓고 평행한 방사선장에서 유효선량에 대해 교정된다면 평행하지는 않지만 넓은 빔인 방사상 감마선장에 대해서는 용인할 수 있는 오차의 범위에서 유효선량 평가치를 제공할 수 있을 것으로 나타났다.

• 센서학회지
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• 제27권4호
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• pp.232-236
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• 2018

A radiation detection sensor was developed and characterized by combining three types of CsI(Tl) scintillators and an array-type SiPM to detect the radioactive contamination of discharged water in real time. The characterization results showed that type 3 exhibited the most desirable characteristics in response linearity (R-square: 0.97889) according to detection sensitivity and incident radiation dose. Furthermore, in terms of spectral characteristics, type 3 exhibited 16.54% at 0.356 MeV (the emission gamma ray energy of $^{133}Ba$), 10.28% at 0.511 MeV (the emission gamma ray energy of $^{22}Na$), 9.68% at 0.356 MeV (the emission gamma ray energy of $^{137}Cs$), and 2.55% and 4.80% at 1.173 MeV and 1.332 MeV (the emission gamma ray energies of $^{60}Co$), respectively. These measurements confirmed the good energy characteristics. The results were used to evaluate the spectral characteristics and energy linearity in a mixed source using type 3 with the best detection characteristics. It was confirmed that the gamma ray peaks of $^{133}Ba$, $^{22}Na$, $^{137}Cs$, and $^{60}Co$ were well resolved. Moreover, it was confirmed that R-square, which is an indicator of energy linearity, was 0.99986. This indicates a good linearity characteristic. Based on this study, further commercialization studies will contribute to measurements in real time and to the management of the contamination caused by radioactive wastewater or radioactive material leakage, which originate from facilities that use radioactive isotopes or care facilities.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제38권4호
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• pp.383-390
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• 2006

Having its roots in medical applications, industrial gamma ray CT has opened up new roads far investigating and modeling industrial processes. Using a line of research related to industrial gamma ray CT, the authors set up a system of single source and detector gamma transmission tomography for wood timber and a packed bed phantom. The hardware of the CT system consists of two servo motors, a data logger, a computer, a radiation source and a radiation detector. One motor simultaneously moves the source and the detector for a parallel beam scanning, whereas the other motor rotates the scan table at a preset projection angle. The image is reconstructed from the measured projections by the filtered back projection method. The phantom was designed to simulate a cross section of a packed bed with a void. The radiation source was 20mCi of Cs-137 and the detector was a 1 inch $\times$ 1 inch NaI (TI) scintillator shielded by a lead collimator. The experimental gamma ray CT image has sufficient resolution to reveal air holes and the density distribution inside the phantom. The system could possibly be applied to a packed bed column or a pipe flow in a petrochemical plant.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권8호
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• pp.1991-1997
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• 2019

In this manuscript, we present a method for the direct calculation of an ambient dose equivalent (H^* (10)) for the external gamma-ray exposure with an energy range of 40 keV to 2 MeV in an electronic personal dosimeter (EPD). The designed EPD consists of a 3 × 3 ㎟ PIN diode coupled to a 3 × 3 × 3 ㎣ CsI (Tl) scintillator block. The spectrum-to-dose conversion function (G(E)) for estimating H^* (10) was calculated by applying the gradient-descent method based on the Monte-Carlo simulation. The optimal parameters for the G(E) were found and this conversion of the H^* (10) from the gamma spectra was verified by using ²⁴¹Am, ¹³⁷Cs, ²²Na, ⁵⁴Mn, and ⁶⁰Co radioisotopes. Furthermore, gamma spectra and H^* (10) were obtained for an arbitrarily mixed multiple isotope case through Monte-Carlo simulation in order to expand the verification to more general cases. The H^* (10) based on the G(E) function for the gamma spectra was then compared with H^* (10) calculated by simulation. The relative difference of H^* (10) from various single-source spectra was in the range of ±2.89%, and the relative difference of H^* (10) for a multiple isotope case was in the range of ±5.56%.