The small-scale electroplating device was designed and fabricated for Ni-63 sealed source (foil type) with a high specific activity needed for production of betavoltaic battery. The condition of Ni electroplating was optimized by using fabricated electroplating device to establish a Ni-63 electroplating condition on the Ni foil. The results showed that the optimum surface morphology and thickness of Ni deposit was obtained for 1,758 seconds at a current density of $15mA{\cdot}cm^{-2}$ with 0.5% tween 20. Radioisotope Ni-63 electroplating was implemented under established condition. The radioactivity of Ni-63 sealed source was calculated to $28mCi{\cdot}cm^{-2}$, and the thickness of Ni-63 deposit was about $2.4{\mu}m$.
심장 혈관 협착증 환자의 경우 수술후 재협착을 방지하기 위하여 혈관내 방사선 조사를 실시하여 혈관내벽의 세포증식을 억제하는 방법이 시도되고 있다. 이를 위해 여러 가지 방사성 동위원소가 사용되고 있지만 한국원자력연구소에서 생산되는 Ho-166 도 그 중의 하나의 원소이다. 따라서 이 Ho-166 을 이용하여 혈관내 방사선조사를 할 경우 선량분포를 측정해 보았다. 혈관 내벽을 방사선 조사하는 방법은 풍선 혈관 카테터를 혈관내에 위치시키고 풍선 안에 액체 상태인 Ho-l66 동위원소를 채우고 일정시간 머물게 함으로써 시행된다. 선량분포를 측정하기 위하여 Solid water phantom 과 방사선 흡수선량에 따라 현상기에 현상을 하지 않아도 바로 필름 흑화도 변화를 볼 수 있는 GafChromic Film 을 사용하였다. 필름 흑화도 측정은 Videodensitometer를 이용하였으며 Co-60 빔에 검교정된 GafChromic 필름의 흑화도로 부터 풍선 혈관 카테터 안에 있는 Ho-166 동위원소에 의한 선량분포플 측정하였다. 먼저 Co-60 빔을 이용한 GafChromic Film 의 calibration curve를 얻었다. 흡수선량 대 필름 흑화도 곡선 (H-D curve)은 직선을 이루지 않았으며 이는 densitometer에 쓰이는 광원으로 부터 짐작되는 결과이다. H-D 곡선을 이용하여 Ho-l66이 채워진 풍선 혈관 카테터로 부터의 거리에 따른 선량분포를 얻었으며 카테터 표면으로 부터 1 mm 떨어진 거리에서의 선량은 풍선 표면에서의 약 20% 정도 였으며 5mm 떨어진 거리에서는 풍선 표면 선량의 약 1% 정도로 급속히 떨어짐을 볼 수 있었다. 혈관내 방사선 조사시 중요한 것은 혈관 내 벽에는 원하는 만큼의 방사선량을 주어야 하지만 주변의 정상조직에는 최소한의 손상을 유지해야 하므로 선량분포가 동위원소로 부터 떨어졌을 때 급속히 감소해야 한다는 것이다 따라서 이와같은 이유 때문에 베타선 방출 핵종 들이 많이 시도되고 있으며 동위원소 Ho-l66 도 혈관내벽 방사선조사를 위한 하나의 좋은 핵종으로 이용할 수 있다.
본 연구에서는 ANSI N13.32(1995)에서 제시한 손가락, 손목/발목 기준 팬텀(1)을 설계 제작하여 Teledye사의 말단선량계(finger와 wrist dosimeter)에 대한 방향의존성 실험을 수행하였다. 방사선원으로는 PTB 2차 베타표준선원 $^{204}$Tl(0.24 MeV), $^{90}$ sr/Y(0.8 MeV) 그리고 $^{l37}$ Cs(0.66 MeV) 표준 감마선원을 사용하였으며, 말단선량계로는 LiF Teflon(D-LiF-7-0.13)을 사용하였다. 90$^{\circ}$ 에서 $10^{\circ}$ 까지 20$^{\circ}$ 씩 수직과 수평으로 팬텀을 회전하여 정상각과 비정상각에 대한 상대응답을 제시하였다. 실험결과 90$^{\circ}$에서 모든 선량계는 잘 일치하였다. $^{90}$ Sr/Y은 50$^{\circ}$ 정도에서 다소 방향의존성이 적은 결과를 보였으며, $^{204}$ TI는 20$^{\circ}$에서 최소 13% 정도의 심한 방향의존성이 나타났다. 또한 $^{137}$Cs은 $10^{\circ}$에서도 최대 10.6% 정도의 적은 방향의존성을 나타냈다. 본 실험의 결과로부터 말단선량계는 저에너지와 낮은 투과 방사선[2]에서 심하게 방향의존성이 나타남을 알 수 있었다.
전통적으로 개인방사선감시에 열형광선량계와 필름배지가 공식개인선량계로 이용되어 왔고 현재까지도 여전히 가장 보편적으로 사용되고 있지만, 최근에는 Si 다이오드와 G-M관을 이용한 능동형 전자개인선량계가 개발 보급되고 있다. 전자개인선량계는 누적선량을 곧바로 알 수 있다는 분명한 장점을 가지고 있을 뿐만 아니라 선량률에 관한 정보도 제공하므로 높은 비용부담에도 불구하고 피폭관리의 용이함으로 인해 주목을 받고 있다. 이에 세 종류의 전자개인선량계 즉, EPD2, STEPHEN6000, PD-3i에 대하여 재현성, 정확성, 선형성, 에너지와 방향 의존성, 반응시간을 포함하는 선량계의 전반적인 성능을 실험적으로 평가한 후 판단기준으로 IEC standard 그리고 Ontario Hydro standard와 비교함으로써 전자개인선량계가 방사선방호의 핵심인 개인선량측정에 충분한 신뢰도를 제공하여 공식선량계로 적합한가를 논의하였다. STEPHEN6000 및 PD-3i는 표층선량 측정능력의 보완이 필요하였다.
방사성동위원소 열전발전기는 장반감기 알파 혹은 베타 핵종에서 방출하는 하전입자를 차폐하여 방사선에너지를 열에너지로 전환하고 이때 발생하는 열전재료의 온도차를 이용하여 전력을 생산하는 시스템이다. 이 기술은 에너지 밀도가 높고 수명이 길며 신뢰성이 높아 우주개발, 국방 등 극한 환경에서 사용되는 장치, 센서 및 로봇 등의 에너지원으로 그 효용성이 매우 높다. 본 연구에서는 방사선 차폐해석 및 열전달 해석을 통하여 차폐체, 그리고 최대 온도구배를 가지는 열전재료의 형상과 배치를 결정하여 열전발전기 기초설계를 도출하였다.
방사성 제논 탐지는 공기 중 $^{131m}Xe$, $^{133}Xe$, $^{133m}Xe$ 및 $^{135}Xe$를 저준위 백그라운드 계측 시스템으로 검출하여 지하 핵실험 여부를 규명하는 핵심기술 중 하나이다. 방사성 제논 감시는 공기 포집, 제논 추출, 측정 및 분석을 통해 수행되며, $^{135}Xe$의 최소검출가능농도는 비교적 짧은 반감기로 인해 포집, 추출 및 측정시간에 따라 큰 차이를 보이게 된다. 본 연구에서는 방사성 제논 계측 시스템의 정해진 시료 포집 및 전처리 조건에서 최적의 방사성 제논 측정시간을 도출하기 위해 이론적 접근 및 SAUNA 시스템을 이용한 실험을 통해 최소의 MDC를 보이는 측정시간을 결정하고 이론적 계산과 실험결과에 대하여 비교 평가하였다.
1998년부터 2006년까지 국내 방사능 교차분석에 참여하여 제주지역의 환경방사능 감시를 위한 방사능 분석 기술의 능력 검증과 신뢰도를 확보하기 위하여 수행되었다. 전베타 방사능 분석 시료는 공기부유진 필터와 물이었고, 감마 분석은 토양과 물 시료 중 자연 및 인공 방사성 핵종들이었다. 전베타 방사능 분석 값은 1998년과 1999년 물 시료를 제외하고는 모두 신뢰도 범위내의 값을 가졌고, 감마 핵종은 토양 시료 중의 $^{40}K$와 $137^{CS}$ 그리고 물 시료 중 몇 개의 핵종을 제외하고는 대부분 매우 우수한 평가를 받았다. 따라서 방사선 이상 사고시 원자력 안전을 위한 제주지역의 환경방사능 감시를 위한 신뢰도를 확보하여 자체적으로 환경방사능을 분석할 수 있는 능력을 함양하였다.
거북목 자세는 현대인의 대표적인 자세 변형 문제로 신체적 및 정신적으로 다양한 문제를 야기하고 있으나 거북목 자세가 휴식시 불편함이나 주의력 분산 등에 미치는 영향은 잘 알려지지 않았다. 이에 본 연구에서는 휴식시의 뇌파 신호 분석을 통하여 거북목 자세가 뇌기능에 미치는 영향을 확인하고자 한다. 본 연구에는 33명의 컴퓨터 과사용자가 참여하였고 그들은 모두 컴퓨터 사용시 기능적 거북목 자세가 나타났다. 연구참여자는 정상자세와 거북목 자세를 번갈아 수행하도록 하였고, 각 자세를 5분 동안 유지하는 동안 자극이 주어지지 않은 상태로 휴식시 뇌파를 측정하였다. 뇌파는 32개의 채널에서 신호를 획득하였고, 주파수 분석을 통해 불편함이나 주의력에 밀접한 관련이 있다고 알려져 있는 델타파와 베타파에 대한 자세별 변화를 비교 분석하였다. 그 결과 거북목 자세에서는 정상자세 보다 9개의 채널에서 델타파의 유의한 감소를 보였고, 14개의 채널에서는 베타파의 유의한 증가를 보여주면서 거북목 자세가 휴식시 뇌기능에 영향을 주는 것으로 나타났다. 이러한 변화는 심리적 불편감과 주의력 분산 상태에서 나타나는 변화와 일치하며 거북목 자세의 근골격계 변화로 인해 증가된 불편함이 뇌활성에도 영향을 주기 때문으로 보인다. 이러한 결과는 자세 교정이 이루어진다면 휴식시 뇌기능과 심리 상태 개선에 도움이 될 수 있다는 것을 보여주는 중요한 결과로 평가될 수 있다.
오늘날 경제의 발전과 함께 여러 가지 환경 문제가 발생했다. 자연스레 사람들은 환경에 대한 관심이 높아졌으며 특히 식수에 대한 안전성과 오염도 조사에 대한 중요성이 부각되고 있다. 우리나라 국민들이 식수로 이용하는 지하수에서 우라늄 및 222Rn 이 다수 지역에서 검출되고 있다. 따라서 이 연구는 지하수 내포함된 222Rn 농도를 측정하는데 보다 정확한 측정을 위한 방법을 알아보고자 한다. 실험은 알파, 베타 펄스의 분석이 용이한 펄스파형분석 기능을 가진 저 준위 액체섬광계수기를 이용하여 실험하였다. 지하수 시료와 혼합하는 섬광체의 조제, 유효기간은 시간이 지날수록 검출값은 낮아지고, 에너지 스펙트럼도 낮은 쪽으로 channel 이동이 있었다. 섬광체의 구입시기가 오래 될수록, 개봉한 후 방치시간이 지날수록 검출값이 낮아짐을 확인했다. 사용목적이 다른 섬광체를 사용했을 경우 channel 이동으로 에너지를 확인할 수 있다.
Nickel (Ni) electroplating was implemented by using a metal Ni powder in order to establish a $^{63}Ni$ plating condition on the PN junction semiconductor needed for production of beta-voltaic battery. PN junction semiconductors with a Ni seed layer of 500 and $1000{\AA}$ were coated with Ni at current density from 10 to $50mA\;cm^{-2}$. The surface roughness and average grain size of Ni deposits were investigated by XRD and SEM techniques. The roughness of Ni deposit was increased as the current density was increased, and decreased as the thickness of Ni seed layer was increased. The results showed that the optimum surface shape was obtained at a current density of $10mA\;cm^{-2}$ in seed layer with thickness of $500{\AA}$, $20mA\;cm^{-2}$ of $1000{\AA}$. Also, pure Ni deposit was well coated on a PN junction semiconductor without any oxide forms. Using the line width of (111) in XRD peak, the average grain size of the Ni thick firm was measured. The results showed that the average grain size was increased as the thickness of seed layer was increased.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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