• 한국산업정보학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.37-45
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• 2002

본 연구에서는 다짐 성토의 밀도 및 수분을 측정하기 위해서 중성자 검출기는 2개 그리고 감마선 검출기는 5개를 사용하여 설계하였고, 또한 방사능 대비 방사선 방출수가 다른 선원에 비하여 우수한 Co-60 감마선원과 Cf-252 중성자 선원을 본 시스템에 이용하는 것이 정밀도를 향상시키기 위하여 유리하다는 것을 알 수 있었다. 특히 중성자와 감마선의 상호 반응으로 인한 간섭을 제거하기 위하여 2개의 중성자와 5개의 감마선 검출부 사이에 차폐체인 납을 각각 설치하였으며, 제시된 기준값 이하로 완전히 차폐하기 위한 최적 설계를 수행하였다. 이러한 최적 선계에 의하여 휴대용으로 사용될 본 시스템은 각 검출부 사이에 차폐체를 설치함에 따라 5.2[kg]의 무게를 경감할 수 있었고, 이는 산업 현장에서 쉽게 이동하고 간편하게 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권11호
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• pp.3784-3789
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• 2021

We report a simple technique for direct neutron spectroscopy using pure LaCl₃ crystals. Pure LaCl₃ crystals exhibit considerably better pulse shape discrimination (PSD) capabilities with relatively good energy resolution as compared with Ce-doped LaCl₃ crystals. Single crystals of pure and Ce-doped LaCl₃ were grown using an inhouse-developed Bridgman furnace. PSD capabilities of these crystals were investigated using ²⁴¹Am and ¹³⁷Cs sources. Fast neutron detection was tested using a²⁵²Cf source and three separate bands corresponding to electron, proton, and alpha were observed. The proton band induced by the ³⁵Cl(n,p)³⁵S reaction can be used for direct neutron spectroscopy because proton energy is proportional to incident neutron energy. Owing to good scintillation performance and excellent PSD capabilities, pure LaCl₃ is a promising candidate for space detectors and other applications that necessitate gamma/fast neutron discrimination capability.

• 분석과학
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• 제16권5호
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• pp.1041-1051
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• 2003

즉발감마선 중성자방사화법 (PGAA)은 시료내 미량 및 주원소를 빠르게 비파괴적으로 분석하는 방법으로 주로 광물, 금속, 석탄, 시멘트, 석유, 코팅, 제지 등 다양한 산업체에서 실시간 분석법으로 매우 유용하다. 이 방법은 제약과 관련된 산업체 또는 연구업무에도 활용되며, 마약 또는 폭발물과 같은 위험물질의 탐지에도 이용되고 있다. 본 총설은 즉발감마선 중성자 방사화법의 현재의 기술현황과 앞으로 연구추진 경향에 대하여 서술하였다. PGAA 시스템은 중성자 선원, 증성자 핵반응으로부터 발생하는 즉발감마선을 측정하기위한 다중채널분석기와 A/D 변환기 등의 전자모듈과 고분해능 HPGe 검출기로 구성된다. 속중성자의 콤프턴 산란에 의한 높은 바탕값은 감마-감마 동시계수장치의 도입으로 개선될 수 있다. 현재 $^{252}Cf$를 사용한 즉발감마선 중성자 방사화 장치는 수용액중에 존재하는 원소들의 실시간분석을 위해 한국원자력연구소에서 개발중에 있다. 이 장치는 다양한 마약 및 폭발물 또는 화학무기의 탐지에도 응용될 수 있다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제38권1호
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• pp.44-51
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• 2013

상대적으로 높은 항공승무원의 우주방사선 피폭을 고려하여 ICRP는 직무피폭의 일부로 간주하고 방사선 방호 대상으로 권고하였으며 이미 유럽 등 일부 국가에서는 항공 고도에서의 항공승무원에 대한 우주방사선 피폭 관리가 이루어지고 있다. 국내에서도 2012년 7월 26일 생활주변방사선안전관리법의 시행과 더불어 항공승무원에 대한 관리 기준이 마련되었다. 본 연구에서는 항공승무원의 개인 선량 평가에서 휴대가 용이한 누적형 고체비적검출기의 적용가능성을 검토하기 위해 수행되었다. 한국표준과학연구원에서 $^{252}Cf$ 중성자 표준 선원을 이용해 선량계의 중성자 선량에 대한 반응도의 선형성과 중성자 입사각에 따른 각도의존성을 평가하였고 한국민간항공조종사협회의 협조를 얻어 항공 고도에 선량계를 노출시켰다. 응답 특성 평가 결과, 선형성에서는 각각의 감속재에 대해 모두 상관계수($r^2$)가 0.99 이상으로 높았고 큰 각도의존성을 나타내었다. 또한 예측된 운항 승무원의 중성자 선량과 비적 밀도와의 상관성은 각각의 감속재에 대하여 r=0.486 (HDPE), r=0.241 (PA)으로 낮게 평가되었다. 누적형 중성자 선량계는 개인 피폭 선량 평가에 활용 가능성이 있을 것으로 판단되나 항공 고도에서의 중성자 에너지 스펙트럼을 고려하여 추가적인 연구가 필요하며 노출 시간을 증가시켜 비적 밀도와의 상관성을 보다 면밀하게 평가할 필요가 있다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권11호
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• pp.4057-4065
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• 2023

Organic scintillators are widely used for neutron/gamma detection. Pulse shape discrimination algorithms have been commonly used to discriminate the detected radiations. These algorithms have several limits, in particular with plastic scintillator which has lower discrimination ability, compared to liquid scintillator. Recently, machine learning (ML) models have been explored to enhance discrimination performance. Nevertheless, obtaining an accurate ML model or evaluating any discrimination approach requires a reference neutron dataset. The preparation of this is challenging because neutron sources are also gamma-ray emitters. Therefore, this paper proposes a pipeline to prepare clean labeled neutron/gamma datasets acquired by an organic scintillator. The method is mainly based on a Time of Flight setup and Tail-to-Total integral ratio (TTT_ratio) discrimination algorithm. In the presented case, EJ276 plastic scintillator and ²⁵²Cf source were used to implement the acquisition chain. The results showed that this process can identify and remove mislabeled samples in the entire ToF spectrum, including those that contribute to peak values. Furthermore, the process cleans ToF dataset from pile-up events, which can significantly impact experimental results and the conclusions extracted from them.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제31권3호
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• pp.129-134
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• 2006

한국원자력연구소에서 개발한 개인선량계용 KCT-300 소자의 기반물질인 $CaSO_4:Dy$ TL 물질에 $^6Li$ 화합물을 첨가하여 열중성자 측정용 소자 (KCT-306)를 개발하였다. 본 논문에서는 KCT-306 소자를 제작하기 위한 최적 조건을 결정하였으며 개발한 소자와 상용화된 소자의 성능을 비교하였다. $CaSO_4:Dy$ TL 분말의 낟알 크기가 $45{\mu}m$ 일 경우 KCT-306 소자가 최적의 성능을 보였으며, 소자 제작 조건은 $CaSO_4:Dy$ TL 분말과 열중성자 반응 물질로 첨가되는 $^6Li$ 화합물, 그리고 접착매질인 인(P) 화합물의 최적 함량이 각각 20-40 wt%, 50-70 wt%, 그리고 20 wt% 이었다. 동 조건으로 제작한 KCT-306/KCT-300 소자와 상용화된 열중성자 측정용 소자, TLD-600/TLD-700, TLD-600H/TLD-700H(harshaw) 와의 성능을 비교하기 위하여 중수 감속구(직경 30cm.) $^{252}Cf$ 중성자 선원으로 조사시킨 후 감도를 측정하였다. KCT-306 소자는 TLD-600H/TLD-700H에 비해 중성자 및 감마 감도는 낮지만 중성자/감마 감도비는 4배 이상됨을 확인하였고 TLD-600/TLD-700보다는 중성자 및 감마 감도와 중성자/감마 감도비가 높음을 확인하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제44권2호
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• pp.53-63
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• 2019

Background: As neutron fields are always accompanied by gamma rays, it is essential to distinguish neutrons from gamma rays in the detection of neutrons. Neutrons and gamma rays can be separated by pulse shape discrimination (PSD) methods. Recently, we performed characterization of a stilbene scintillator detector and an EJ-301 liquid scintillator detector with a high-speed digitizer DT5730 and investigated optimized PSD variables for both detectors. This study is for providing a basis for developing fast neutron/gamma-ray dual-particle imager. Materials and Methods: We conducted PSD experiments using stilbene scintillator and EJ-301 liquid scintillator and evaluated neutron and gamma ray discriminability of each PSD method with a $^{137}Cs$ gamma source and a $^{252}Cf$ neutron source. We implemented digital signal processing techniques to apply two PSD methods - the charge comparison (CC) method and the constant time discrimination (CTD) method - to distinguish neutrons from gamma rays. We tried to find optimized PSD variables giving the best discriminability in a given experimental condition. Results and Discussion: For the stilbene scintillator detector, the charge comparison method and the constant time discrimination method both delivered the PSD FOM values of 1.7. For the EJ-301 liquid scintillator detector, both PSD methods delivered the PSD FOM values of 1.79. With the same PSD variables, PSD performance was excellent in $300{\pm}100keVee$, $500{\pm}100keVee$, and $700{\pm}100keVee$ energy regions. This result shows that we can achieve an effective discrimination of neutrons from gamma rays using these scintillator detector systems. Conclusion: We applied both PSD methods to a stilbene and a liquid scintillator and optimized the PSD performance represented by FOM values. We observed a good separation performance of both scintillators combined with a high-speed digitizer and digital PSD. These results will provide reference values for the dual-particle imager we are developing, which can image both fast neutrons and gamma rays simultaneously.

• 센서학회지
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• 제24권2호
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• pp.101-106
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• 2015

We designed, developed and characterized a multi-segmented tissue equivalent proportional (TEPC) counter for microdosimetry. The energy resolution of the multi-segmented TEPC was about 12% for $^{241}Am$ 5.45 MeV alpha particles. The resolution was better than 33% for a single un-segmented TEPC. A compact and low power consumption TEPC could be made by using digital pulse processor (DPP). We also successfully calibrated the TEPC by using $^{252}Cf$ standard neutron source in Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS). According to the results, the TEPC is useful for several application of radiation monitoring such as a neutron monitor, air crew monitor and space dosimeter.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권6호
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• pp.1964-1969
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• 2021

We developed a Dual-PPACs detector for fast neutron measurements that consists of two sets of PPAC: conventional PPAC and fission PPAC. A²³⁸U(U₃O₈) coating is placed in the fission PPAC's anode, which is used as the neutrons conversion layer. An experiment was performed to measure neutron time-of-flight (TOF) in which ²⁵²Cf spontaneous fission source was used. An excellent time resolution of 164ps has been observed at 6 mbar in isobutene gas. With the excellent time resolution of Dual-PPACs detector, exact neutron energy can be extracted from the timing measurement. The experimental detection efficiency was 1.9 × 10^-7, consistent with the efficiency of 2.5 × 10^-7 given by a Geant4 simulation. Ultimately, the results show that the Dual-PPACs detector is a suitable candidate for measuring fast neutrons in the future CiADS system.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제30권2호
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• pp.107-112
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• 2013

Tissue equivalent proportional counter (TEPC) can measure the Linear Energy Transfer (LET) spectrum and calculate the equivalent dose for the complicated radiation field in space. In this paper, we developed and characterized a TEPC for radiation monitoring in International Space Station (ISS). The prototype TEPC which can simulate a 2 ${\mu}m$ of the site diameter for micro-dosimetry has been tested with a standard alpha source ($^{241}Am$, 5.5 MeV). Also, the calibration of the TEPC was performed by the $^{252}Cf$ neutron standard source in Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS). The determined calibration factor was $k_f=3.59{\times}10^{-7}$ mSv/R.