• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제39권4호
• /
• pp.199-205
• /
• 2014

중성자 검출분야에서$^3He$는 높은 중성자 검출효율 때문에 아주 많이 사용되고 있다. 하지만 2009년 초반부터 발생하고 있는 전세계적인 $^3He$의 품귀현상으로 인하여 가격이 급등하고 수급이 어려워졌기 때문에 대체 중성자 검출물질에 대한 필요성이 높아졌다. 그러므로 중성자 검출물질로 사용될 수는 있지만 $^3He$에 비해 반응효율이 낮아 중성자 검출용으로 주로 사용되지 않던 물질들을 사용하여 검출기를 제작하는 연구가 다시 활발하게 진행되고 있다. $BF_3$, $^6Li$, $^{10}B$, $Gd_2O_2S$ 등과 같은 $^3He$ 대체 물질들 중 하나인 $^{10}B$은 손쉬운 감마선 구별, 무독성, 낮은 가격 등과 같은 여러 장점으로 인하여 여러 연구그룹에서 연구되고 있다. $^{10}B$ 박막을 이용한 중성자 검출은 중성자와 반응하여 발생되는 2차 방사선을 측정하여 간접적으로 중성자를 측정하는 검출기법이다. 반응을 통해 생성된 알파입자의 비정은 고체 내에서 아주 짧기 때문에 $^{10}B$ 층은 박막 형태로 얇게 제작해야 한다. 그러므로 중성자와 박막의 반응을 통해 발생되는 알파입자의 검출효율을 증가시키기 위해서는 $^{10}B$ 박막의 두께를 얇게 제작하는 것이 중요하다. 하지만 박막의 두께를 얇게 제작하는 것은 중성자와 반응하여 생성되는 알파입자의 수집효율을 증가시키는 장점이 있지만 또한 중성자와 반응할 단면적을 감소시키는 단점이 있다. 본 논문에서는 리튬이온전지에 사용되는 초박막 극판 제조 기술을 이용하여 중성자 검출을 위한 대략 $60{\mu}m$ 두께의 얇은 $^{10}B$ 박막을 제작하였다. 그리고 전도성, 분포, 점착력, 유연성와 같은 간단한 물리적 실험을 통해 제작된 $^{10}B$ 박막의 물성을 확인하였다. 또한, 제작된 $^{10}B$ 박막을 사용하여 중성자 모니터링을 위한 비례계수기 제작하고 이를 이용하여 한국원자력연구원의 중성자 조사시설의 중성자 파고 스펙트럼을 측정하였다. 또한, 중성자 검출효율을 증가시킬 수 있는 방법 중 하나인 다층 박막을 이용한 중성자 측정 방법을 이용하여 박막 층수에 따른 중성자 검출효율의 변화를 몬테칼로 전산모사 기법을 이용하여 계산하였고 실험을 통해 박막층의 증가에 따른 신호변화를 측정하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제40권4호
• /
• pp.216-222
• /
• 2015

천연방사성물질을 취급하는 산업시설의 종사자들은 공정에서 발생하는 공기 중 입자의 흡입에 의해 만성적인 내부피폭을 받을 수 있다. 방사성 물질을 함유한 공기 중 입자 흡입에 의한 내부피폭은 입자의 크기, 모양, 밀도, 흡수형태에 따라 달라진다. 본 연구에서는 공기 중 부유 입자의 물리화학적 특성에 따른 피폭방사선량 민감도를 평가하였다. 흡입에 의한 내부피폭선량 평가는 국제방사선방호위원회 66 인체호흡기모델을 이용하였다. 일반적으로 입자의 크기가 감소할수록 예탁유효선량은 증가하는 경향을 보였으며, 입자 크기 $0.01{\mu}m$와 $100{\mu}m$ 에서의 피폭방사선량은 $^{238}U$ 의 경우 약 100 배, $^{230}Th$ 의 경우 약 50 배 차이를 보였다. 모양인자가 작을수록 피폭방사선량은 높게 나타났으며, 모양인자가 1 일 때 피폭방사선량은 모양인자가 2 일 때 보다 18% 높았다. 입자의 밀도가 증가할수록 피폭방사선량은 높게 나타났으며, 입자 밀도가 $11g{\cdot}cm^{-3}$ 인 경우 피폭방사선량은 밀도가 $0.7g{\cdot}cm^{-3}$ 인 경우에 비해 60% 높게 나타났다. $^{238}U$ 의 경우 피폭방사선량은 흡수형태 S, M, F 순으로 높게 나타났으며, 흡수형태 S 의 경우 F 에 비해 피폭방사선량이 약 9 배 높게 나타났다. $^{230}Th$ 의 경우 피폭방사선량은 흡수형태 F, M, S 순으로 높게 나타났으며, 흡수형태 F 의 경우 S 에 비해 피폭방사선량이 약 16 배 높게 나타났다. 민감도 평가에서 나타난 것처럼 입자의 물리화학적 특성을 고려하지 않고 피폭방사선량을 평가하는 경우 평가값은 실제값에 비해 수십 혹은 수백 배 이상 왜곡 될 수 있다. 천연방사성물질을 취급하는 작업장에서 종사자의 정확한 피폭방사선량 평가를 위해서는 취급하는 물질, 작업환경 등을 고려하고 입자의 물리화학적 특성값을 실측하여 실시하는 것이 바람직하다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제41권1호
• /
• pp.49-55
• /
• 2016

연구배경: 우리나라 표층토양 중 원자력 발전소 주변 지역인 울진군을 중심으로 $^{137}Cs$과 $^{90}Sr$의 분포 현황을 조사하고, 토양 속 방사성핵종의 행동에 영향을 미치는 변수들과의 상관관계를 밝힘으로써 한국토양에 발생한 $^{137}Cs$과 $^{90}Sr$의 농도에 대한 기준자료 확보와 원자력시설 주변 환경영향 평가의 강화가 목적이다. 재료 및 방법: 원자력 발전소 인근 10 km이내의 지역 14곳에서 2011년 4월 표층토양 시료를 채취하였으며, 깊이에 따른 분포 조사를 위하여 40 cm 까지의 토양을 덕구, 후정, 매화 지역에서 채취하였다. $^{137}Cs$의 농도는 HPGe 감마분광시스템으로, $^{90}Sr$의 농도는 방사평형상태의 $^{90}Y$을 기체 유동식 비례계수기로 계측하였다. 결과 및 논의: 표층토양에서 $^{137}Cs$의 방사능농도는 $<0.479-39.6Bq{\cdot}(kg-dry)^{-1}$(평균 $7.51Bq{\cdot}(kg-dry)^{-1}$), $^{90}Sr$의 방사능 농도는 $0.209-1.85Bq{\cdot}(kg-dry)^{-1}$(평균 $0.74Bq{\cdot}(kg-dry)^{-1}$)이었다. 방사능비($^{137}Cs/^{90}Sr$)는 9.67로서 전지구적 초기 방사성 낙진의 1.75보다 큰 값을 보였는데, 이는 낙진 이후 $^{90}Sr$의 심층으로의 빠른 이동성 때문이다. 깊이에 따른 분포는, 덕구와 후정의 토양에서 $^{137}Cs$ 의 농도가 표층토양에서 가장 높고 깊이가 증가할수록 급격히 지수적으로 감소하는 경향을 보였으며, $^{90}Sr$의 방사능농도는 표층 및 깊이 30 cm 부근에서 높은 값을 보였다. 표층토양 방사능 농도와 표층토양 변수들(pH, 유기물함량, 입도)과의 선형 핏팅에서는 $^{137}Cs$ 방사능과 유기물함량 사이에 상당한 상관관계(결정계수 $R^2=0.6$)가 있는 것으로 나타났다. 결론: 울진 토양의 $^{137}Cs$과 $^{90}Sr$의 방사능농도 범위는 한국 다른 지역의 값과 유사함을 확인하였고 $^{137}Cs$ 방사능과 유기물함량 사이에 상당한 상관관계를 확인하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제15권2호
• /
• pp.27-39
• /
• 1990

원자력산업의 시설증대로 우라늄 오염의 가능성이 증가되고 있음에도 불구하고 종사자 및 국민에 대한 안전대책 및 의료적 처치에 관한 연구가 매우 미흡한 실정에 있어 이에 대한 응급처치방안을 수립코자 우라늄을 투여한 후 제염제를 투여하여 관찰하였던 바 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 우라늄오염에 의한 체중변화에 미치는 제염제의 영향에 있어서 sodium bicarbonate와 생리적 식염수를 병행투여한 군과 우라늄을 투여하고 30분이 지나서 dithiothreitol을 투여한 군에서는 우라늄단독투여군에 비해 체중이 현저하게 증가하였다.(P<0.05). 2. 모든 실험군은 우라늄오염에 의한 음수량과 배뇨량의 변화를 유의성 있게 호전시켰으며(P<0.05), 특히 sodium bicarbonate와 생리적 식염수를 병행투여한 군과 우라늄을 투여하고 30분이 지나서 dithiothreitol의 투여한 군이 가장 높은 증가경향을 나타냈다(p<0.05). 3. 우라늄오염에 의한 BUN농도 변화에 미치는 제염제의 효과는 sodium bicarbonate와 생리적 식염수를 병행투여한 군과 우라늄을 투여하고 30분이 지나서 dithiothreitol를 투여한 군이 공히 우라늄단독투여군보다 BUN 농도가 매우 감소되었다(P<0.01). 4. 우라늄을 투여하고 30분이 지나서 dithiothreitol를 투여한 군은 우라늄오염에 의한 serum creatinine의 농도증가를 유의하게 감소시켰으나 (P<0.01), sodium bicarbonate와 생리적 식염수를 병행투여한 군은 다소 감소하는 경향으로 나타났다. 5. 우라늄오염에 의한 urine creatinine농도 변화에 미치는 제염제의 효과에 있어서 sodium bicarbonate와 생리적 식염수를 병행투여한 군과 우라늄을 투여하고 30분이 지나서 dithiothreitol를 투여한 군에서는 우라늄단독투여군에 비해 cretinine의 배설이 상당히 증가하였다(P<0.05). 6. 우라늄오염에 의한 신장의 소견에 있어 우라늄단독투여군은 근위곡세뇨관상피의 공포화 및 종창, microvilli와 brush border의 손실, 세뇨관 상피의 괴사가 관찰되었으며, 간장의 충혈, 중심성 괴사 및 모세관 확장증도 관찰되었다. 그리고 sodium bicarbonate와 생리적 식염수를 병행투여한 군과 우라늄을 투여하고 30분이 지나서 dithiothreitol를 투여한 군에서는 우라늄 단독투여군에 비해 높은 방호효과가 관찰되었으나 다른 실험군에서는 큰 효과가 없는 것으로 나타났다. 결론적으로 우라늄의 체내오염시에는 sodium bicarbonate와 생리적 식염수를 가능한 빨리 병행투여하거나 dithiothreitol을 체내오염후 30분이 지나서 투여하는 방법이 우라늄오염에 대한 제염에 매우 유효할 것으로 생각되며, 특히 우라늄에 의한 인체장해를 유의하게 경감시켜줄 것으로 사료되었다.