• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제33권1호
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• pp.35-40
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• 2008

석유화학 공정의 증류탑은 공정유체를 분리, 정제하는 중요한 장치 중의 하나로 가동효율은 설비의 생산성에 큰 영향을 미친다. 본 연구는 밀봉 감마선원을 이용하여 투과 감마선의 세기를 높이별로 측정함으로써 내부 밀도의 변화를 분석하여 공정의 가동 중 내부 상황에 대한 정보를 얻고자 하였다. 이를 위하여 한국원자력연구원에서 개발된 자동 증류탑 검사장치를 이용하여 증류탑 상부 양쪽에 밀봉 감마선원과 방사선검출기를 매달아 수직으로 내리면서 실험을 수행하였으며, 이때 감마선원으로는 Co-60 150 mCi과 방사선검출기로 BGO detector를 각각 사용하였다. 진단결과 설비 내부의 tray에는 구조적 결함이 관찰되지 않았으나, 유체분포를 고려할 때 상부는 기포층(vapor)의 밀도분포가 지배적인 반면에, 하단부에는 기포에 비해 유체가 상대적으로 많이 분포하는 것으로 계측되었다. 본 실험으로부터 밀봉 감마선원을 이용한 가동 중에 있는 대형 증류탑의 tray에 대한 구조적 건전성 및 내부 유체분포에 대한 정보를 성공적으로 제시하였다.

• 공업화학
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• 제16권6호
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• pp.794-799
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• 2005

석유화학산업의 양적인 성장과 더불어 공정 간 연결역할을 하는 배관설비도 또한 증가하여 유지 보수를 위해 매년 많은 예산이 소요된다. 현재 국내에는 배관설비에 대한 가동 중 이상 유무를 진단할 수 있는 기술이 거의 없는데 반해, 선진국을 중심으로 하여 감마선을 이용한 배관진단 기술이 1960대 이후부터 연구되었다. 본 연구에서는 이상 현상을 보이고 있는 가동 중 증류탑 배관에 대한 원인분석 및 그 정도를 파악하기 위하여 밀봉감마선원($^{137}Cs$)과 계측기를 이용하여 현장 실험을 수행하였다. 유체이송 배관을 중심으로 한쪽에는 감마선원과 맞은편에는 계측기를 설치하고 일정간격으로 감마선 투과계측을 하였다. 계측결과로부터 배관 내부에 존재하는 유체와 다른 밀도분포 구간을 발견하였고, 추후 이것이 가스층이었음이 확인됨으로써 현장 관계자에게 유용한 정보를 제공하였다. 감마선을 이용한 배관진단 기술이 내부 유체의 분포상태에 대한 정보를 제공하는데 효율적인 진단기술임을 현장실험을 통해 확인하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제38권2호
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• pp.119-123
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• 2013

HPGe 검출기를 사용하는 감마 분광분석계의 건전성을 점검하기 위한 실험실 선원이 개발되었다. 점검 선원은 0.154 mm 이하의 라듐이 풍부한 토양을 밀봉된 원통형 시료 용기에 담은 것으로, 검출기 교정에 사용할 12 개의 감마선이 방출된다. 점검 선원의 스펙트럼은 1년 동안 1개월 간격으로 측정하였으며, 스펙트럼에 나타난 감마선 피크들의 특성을 조사하였다. 감마 분광분석계가 정상일 때 라듐과 그 붕괴 생성물에서 3% 이상 방출률을 갖는 감마선들의 피크면적과 반치폭은 77 keV 피크를 제외하고는 각각 표준편차 2%와 3% 이내에서 일정하였다. 따라서 점검 선원은 77 keV부터 2202 keV까지 영역에 있는 10개의 피크를 사용하여 분광분석계의 건전성을 점검하는데 충분한 것으로 판단되었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제33권1호
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• pp.13-20
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• 2008

석유 및 정유관련 산업에서 다중상(multi-phase flow) 유체의 배관 내 흐름은 일반적인 현상의 하나이다. 그러나 각각의 상에 대한 정확한 유량측정은 항상 정확한 결과획득을 얻는데 장애의 근원으로 작용하였다. 일반 상업용 유량계는 일정 이상의 기포가 포함된 유체 흐름의 경우 유량계측에 상당한 오차를 유발한다. 본 연구에서는 ${\gamma}$-ray attenuation 기법을 이용하여 clamp-on 타입으로 배관 외부에서 다중상 유체흐름의 유량 측정을 수행하였다. 사용된 밀봉 감마선원으로는 $^{137}Cs$ 20 mCi와 17 mCi 두 개의 동위원소를 사용하였으며, 감마선 검출기로는 $2"{\times}2"$ NaI(Tl) 섬광계수관을 이용하였다. 방사선 검출기로부터 데이터를 수집하고 각각의 데이터에 대해 푸리에 변환과 필터링을 통해 노이즈를 최소화하였다. 복원된 신호에 대해 상호상관함수(cross correlation function)를 적용하여 두 검출기 사이의 통과시간(transit time)을 측정함으로써 유량을 산정하였다. 배관 내 기포함량 측정을 통해 유량을 보정해줌으로써 측정유량의 정확도를 높였다. 두 선원간의 거리가 4D(D; inner diameter) 그리고 본 실험의 측정조건(N/S: $0.12{\sim}0.15$, sampling time ${\Delta}\;t$: 4msec) 하에서 기포량(단면적 대비 $6.1\;%{\sim}9.2\;%$) 보정을 통해 산정된 유량은 계측오차가 실제 평균유량 대비 1.7 % 이하인 정확도를 보였다. 또한 두 밀봉 감마선원 간의 거리가 가까울수록 통과시간 측정에 정확도가 향상되므로 보다 정확한 유량측정이 가능하였다. 본 연구를 통해 다중상 혼합유체의 유량을 밀봉감마선원과 상호상관 기법으로 이용하여 계측할 수 있음을 확인하였다. 방사성동위원소의 선택 및 계측시스템의 최적화 조건 등에 대한 추가연구가 수행된다면 석유화학 산업과 같은 장치산업의 유지관리 측면에 경제적으로 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권1호
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• pp.78-85
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• 2010

본 연구에서는 한국원자력연구소에서 제작한 Ir-192 밀봉선원(IRRS20, KAERI, Korea)을 감마메드 근접치료기에 장착하고 치료기와의 호환성을 조사하였다. 기계적 호환성의 평가로서 선원의 이동간격, 채널별 이동간격, 와이어의 최소 곡률 반경, 비상시 작동을 검사하였다. 약 45일 동안 수회에 걸쳐 기준 거리에서 공기커마세기를 측정하였으며, 필름을 사용하여 기존의 선원과 선량분포를 비교하였다. KAERI 선원의 감마메드 장비와의 기계적호환성은 양호하였다. 시간에 따른 방사능 특성도 계산과 잘 일치하였으며, 선원주변의 선량분포에 있어서 기존 선원과 큰 차이를 보이지 않았다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2619-2621
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• 2004

감마선 또는 x-선 등 방사선을 이용한 구조물 진단은 산업전반에 걸쳐 널리 이용되고 있다. 기존의 x-선이나 Ir-192의 감마선 등을 이용한 비파괴검사는 용접부의 확인이나 구조물의 내부 결점 확인과 같이 국부적인 진단에는 유용하나 석유화학산업에서 반응물의 분리 또는 정제 등에 많이 사용되고 있는 증류탑의 내부진단 실험에는 적합하지 않다. 증류탑은 목적에 따라 직경이 $3{\sim}10m$, 높이 $10{\sim}100m$에 달하는 대형 장치로서 내부의 이상현상에 대한 정확한 진단은 공정 전체의 가동효율 최적화에 결정적인 영향을 끼친다. 밀봉 감마선원으로부터 방출된 방사선의 투과율 변화를 증류탑의 반대편에 설치한 방사선 검출기로 측정하여 수직밀도분포(vertical density profile)를 구하여 증류탑의 내부현상에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있는데 이러한 작업을 자동으로 수행할 수 있도록 한 것이 자동 증류탑 검사장치이다. 증류탑 진단장치는 크게 방사선 계측 및 데이터 전송회로, 방사선원부와 방사선검출부의 구동장치 및 구동회로, 데이터 수집 및 제어장치 둥으로 구성되어 있으며, 증류탑 검사를 자동화하여 진단결과의 신뢰도와 재현성을 향상시켰다. 본 논문은 방사선원과 방사선 검출장치의 위치를 자동으로 제어하면서 방사선 계측결과를 전송시키는 장치의 개발에 관한 내용으로서 개발된 장치의 소개와 산업현장 적용의 예를 소개함으로써 기존의 비파괴검사기술로는 진단할 수 없는 대형 증류탑의 진단에 효과적인 방사선 응용 계측장치임을 보이고자 한다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.365-372
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• 1997

이 연구의 목적은 밀도측정 및 수분함량측정용 RI 계기의 개발에 있다. 방사성동위원소를 이용하여 성토시공의 현장다짐 밀도 및 수분함량 측정에 이용되곤 있는 RI 계기는 중성자 검출부분, 감마선 검출부분, 고전압 공급부분, 마이크로 컴퓨터 부분으로 크게 나눌 수 있다. 감마선을 검출하는 G-M 검출기는 그 특징으로 인해 방사선검출 전기회로가 간단하다. 그러나 열중성자를 검출하는 He-3 검출기는 검출기에서 발생하는 신호원이 매우 작아서 검출회로의 상호 간섭으로 인한 전기적 잡음이 발생한다 이 잡음을 제거하는 것이 He-3 중성자 검출기로 열중성자를 검출하는데 중요한 문제이다. 본 연구에서 제작하는 RI 계기는 원자력법에서 제한하는 방사능 이하를 (100$\mu$Ci 의 밀봉선원) 사용하므로 종래의 RI 계기에 비해 방사선의 검출수가 줄어든다. 이에 따라 검출기의 개수를 늘려서 방사선을 검출해야 한다. 또한 본 연구에서는 He-3검출기의 검출 스펙트럼을 분석하여 적정한 방사선 검출 측정영역을 결정하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.32-38
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• 1999

본 연구에서는 토목공사에서 필요한 성토시공관리용 방사성 동위원소 이용계기의 전자회로를 개발하고자 하였다. 제작된 계기는 국내 원자력법에서 제한하는 세기 이하의 밀봉선원을 사용하며, 감마선과 열중성자 검출회로, 고전압 공급장치 그리고 마이크로프로세서 등으로 구성하였다. 성토의 밀도측정에 충분한 계측수를 얻기 위하여 감마선 검출은 5개의 회로로, 열중성자 검출은 2개의 회로로 구성하였으며, 또한, 모든 회로는 자연 방사선과 잡음에 의한 영향을 최소화하기 위하여 정전차폐하였으며, 계수관에 인가하는 고전압의 리플 진폭과 주파수를 고려하여 펄스 계수시에 리플 성분에 의한 펄스수는 제거하였다. 방사선의계수 및 연산처리에는 원칩 마이크로프로세서를 이용하였으며, 계측결과는 메모리장치에 저장되었다. 시제작한 RI계기의 검출성능을 평가한 결과 성토의 밀도측정에 충분한 계측수를 얻을 수 있음이 확인되었다.

• 센서학회지
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• 제6권5호
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• pp.385-391
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• 1997

본 연구의 목적은 성토시공관리응 방사성 동위원소 이용계기의 회로개발에 있다. 본 연구에서 제작한 계기는 국내 원자력법에서 제한하는 세기 이하의 밀봉선원을 사용하며, 감마선과 열중성자 검출회로, 고전압 공급장치 그리고 마이크로프로세서 등으로 구성하였다. 성토의 밀도측정에 충분한 계측수를 얻기 위하여 감마선 검출 5회로, 열중성자 검출 2회로로 구성하였다. 감마선의 검출은 G-M 검출기의 전기적 특성상 검출회로가 간단하므로 파형정형회로만 거쳐 계수된다. 그러나 He-3 검출기에서 발생하는 열중성자 신호펄스는 대단히 작기 때문에 최대 50 [dB]까지 증폭하고 창비교기(window comparator)를 거쳐 원하는 신호만 계수할 수 있도록 하였다. 모든 회로는 자연 방사선과 잡음에 의한 영향을 최소화하기 위하여 정전차폐하였으며, 계수관에 인가하는 고전압의 리플 진폭과 주파수를 고려하여 펄스 계수시에 리플 성분에 의한 펄스수는 제거하였다. 방사선의 계수 및 연산처리에는 원칩 마이크로프로세서를 이용하였으며, 계측결과는 메모리장치에 저장되고 PC와의 통신도 가능하다. 시제작한 RI계기의 검출성능을 평가한 결과 성토의 밀도측정에 충분한 계측수를 얻을 수 있음이 확인되었다.