전자가속기(electron accelerator)에서 발생되는 electron beam을 이용하여 인삼분말류에 대한 새로운 살균기법을 확보할 목적으로 시중에서 유통되고 있는 백삼 및 홍삼분말을 시료로 하여 그 살균효과를 감마선 조사법과 비교하였다. 백삼 및 홍삼 분말의 미생물 농도는 총세균이 $10^5\;CFU/g$ 수준이었고, 대장균군(coliforms)은 백삼분말에서는 시료 g당 $10^3\;CFU$ 수준으로 검출되었으나 홍삼분말에서는 음성으로 나타났다. Electron beam 조사에 따른 오염미생물의 살균효과는 호기성 총세균이 7.5 kGy, 곰팡이 및 대장균군이 2.5 kGy 이하의 조사선량으로써 미생물의 농도를 검출한계 이하로 살균시킬 수 있었고, 실온에서 4개월 간 저장후에도 미생물의 생육은 없었다. 초기 오염 총세균의 농도를 90% 사멸시키는데 필요한 조사선량($D_{10}$값), 즉 총세균의 방사선 감수성을 확인해 본 결과, 전자선은 $2.85{\sim}3.75\;kGy$, 감마선은 $2.33{\sim}2.44\;kGy$ 범위로 시료의 미생물 농도와 에너지의 종류에 따라 다소 다른 값을 나타내었으나 전자선은 감마선과 유사한 살균력을 나타내어 실용 가능성이 인정되었다.
수명 측정법과 동시 계수 도플러 넓어짐 양전자 소멸 분광법으로 p형과 n형 실리콘 시료에 0, 3.98 MeV 에너지를 가진 $0.0{\sim}20.0{\times}10^{13}$ protons/$cm^2$ 양성자 빔 조사에 의한 결함을 측정하여 실리콘 결함 특성에 대하여 조사하였다. 양전자와 전자의 쌍소멸로 발생하는 감마선 스펙트럼의 전자 밀도 에너지를 수리적 해석 방법인 S-변수와 열린 부피 결함에 대한 측정법으로서 양전자 수명 ${\tau}1$과 ${\tau}2$, 이에 따른 밀도 I1과 I2를 사용하여, 시료의 구조 변화를 측정하였다. 본 연구에서 측정된 S-변수와 양전자 수명은 시료에 조사된 양성자의 빔 에너지에 따라 변화하기보다 양성자 조사량의 변화에 따라 결함이 증가하였으며, 양전자 수명 측정과 같은 경향을 보여준다. SRIM의 결과로써, 양성자 조사 에너지에 따른 Bragg 피크 때문에 양성자는 시료의 특정 깊이에 주로 결함을 형성하여 시료 전체에는 결함으로 잘 나타나지 않기 때문이다. 빔의 조사량에 따른 결함의 영향이 더 큰 것으로 나타났다.
본 연구는 임상에서 이용되는 전자선 빔의 에너지별 차폐를 위한 최소한의 납 두께를 측정하여 정량적으로 평가하고 기준을 설정하고자 한다. 전자선 에너지별 납 차폐체의 두께는 최대선량 깊이(dmax)와 조직선량의 기준 깊이인 표면 10 mm 깊이에서 개방 조사야를 기준으로 1차선속의 95%로 감소시킬 수 있는 납 두께를 측정하였다. 측정 결과 6 MeV 전자선의 납 차폐체 두께는 최대선량 깊이에서 1.906 mmPb, 조직선량 기준깊이(10 mm)에서 1.992 mmPb로 나타났으며, 9 MeV 전자선은 2.746 mmPb, 3.743 mmPb, 12 MeV 전자선은 3.718 mmPb, 6.093 mmPb, 16 MeV 전자선은 7.300 mmPb, 15.270 mmPb, 20 MeV 전자선은 16.825 mmPb, 25.090 mmPb로 측정 깊이를 조직선량 기준깊이로 할 때 더 두꺼운 납 차폐체가 필요하였다. 또한 16 MeV 이상의 전자선은 이론식보다 더 두꺼운 납 차폐체가 요구된다.
칡 추출물에 감마선을 조사하여 색상 개선, 항산화성 및 항균성에 미치는 영향을 검토하였다. 칡 추출물은 methanol 과 acetone으로 추출하였으며, 감마선은 10, 20 그리고 30 kGy로 조사하였다. 칡 추출물은 감마선 조사 선량이 증가할수록 명도(Hunter color L-value)가 증가하였으며, 적색도(a값) 와 황색도(b값)은 감소하는 경향을 보여줬다. 칡 추출물의 항산화력(TBARS)은 acetone 추출물보다 methanol 추출물이 더 높았다. 전자 공여능 측정 결과는 methanol 추출의 경우 비조사구와 조사구 모두 비슷한 활성을 보여줬으나 acetone 추출의 경우 감소하는 경향을 보여줬다. 칡 추출물의 용매별 및 감마선 조사 선량에 따른 항균효과는 acetone 추출의 경우, B. subtilis, B, natto, B, megaterium, S, aureus, Sal, typhymurium and E coli.등 모든 균주에 대체적으로 높은 항균 활성을 나타냈으나, methanol 추출의 경우에서는 Sal. typhymurium과 E. coli을 제외하고 항균 활성을 나타내었다. 또한 칡 추출물은 30 kGy까지 감마선을 조사했을 때, 추출물의 생리활성이 감소하는 경향은 나타나지 않았다. 따라서 칡 추출물을 감마선 조사 후, 식품 보존제 및 화장품 원료로서 가능성이 있을 것으로 생각된다.
감마선 (Co-60)의 처리 유무에 따른 진주의 영향을 연구하고자 진주 핵의 색 변화를 분석하였다. 담수산 조개로 만든 진주 핵에 감마선 (Co-60) 을 조사하게 되면, 진주 핵의 색은 조사선량에 따라 갈색에서 흑갈색 내지는 검은 회색으로 변한다. 본 연구에서는 감마선 (Co-60) 을 조사하지 않은 진주 핵 2개와 선량별로 조사된 4종류의 진주 핵 8개를 분석 재료로 사용하였다. UV-vis에서는 선량별로, 육안으로 확인되는 진주 핵의 컬러 변화 분석을 한 결과 선량이 증가함에 따라 비례적으로 반사도가 낮아짐을 확인하였고, X-선 회절분석에서는 감마선 (Co-60) 의 조사선량이 증가하여도 진주 핵의 결정구조가 변하는 것은 관찰되지 않았고 결정성 (crystallity) 이 높아지는 것으로 측정되었다. 또한 전자스핀공명분석으로는 처음으로 진주 핵의 감마선 (Co-60) 조사여부를 증명하였다. 감마선 (Co-60) 이 조사되지 않은 천연 핵에서는 대칭적인 ESR 신호를 확인할 수 있었고, 감마선 (Co-60)이 조사된 진주 핵에서는 조사선량이 증가할수록 특징적 비대칭의 스펙트럼과 g-value를 갖고 있어 천연의 핵과 조사된 핵의 차이를 구별할 수 있었다. 또한 감마선 (Co-60) 조사선량이 증가할수록 비례적으로 비대칭성이 높아지는 것을 증명하였다. 따라서 감마선 (Co-60) 처리 유무에 따른 진주의 색 변화를 연구하기 위해서는 진주 핵의 색 변화에 대한 원인 규명 및 분석이 선행되어야 한다고 사료된다.
활성탄소섬유가 전사선 조사에 의해 표면 개질되었고, NO가스 감지 능력에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 이를 가스센서 전극으로 이용하였다. XPS 분석결과는 전자선에 의하여 표면처리된 활성탄소섬유의 산소 성분이 감소하였으며 표면의 $sp^2$ 결합탄소가 증가한 것을 보여주었다. 이러한 결과는 전자빔 조사에 따른 활성탄소섬유 표면의 구조적 변형때문으로 사료된다. 100 kGy의 전자빔이 조사된 활성탄소섬유 전극의 NO가스 민감도는 약 4%에서 약 8%로 크게 증가하였고, 그 감지 시간 또한 약 360 s에서 120 s로 의미 있게 향상되었다. 이러한 결과는 활성탄소섬유의 전자빔 조사에 의하여 $sp^2$ 탄소 결합의 증가때문에 기인한 것으로, 이는 NO가스 센싱에 대한 전극저항 변화에 상당히 영향을 주었다.
본 연구에서는 유리선량계를 이용하여 전자선 치료빔의 선량평가 이용 가능성을 판단하고자 하였다. GD-302M 유리선량계에 선형가속기를 이용한 전자선과 $^{60}Co$ 방사선조사기로부터 감마선을 조사하였다. 유리선량계의 전자선에서의 선량 선형성, 재현성, 방향성, 선량률의존성, 에너지의존성의 총 5개 항목에 대해서 평가를 하였다. 측정은 물팬톰 $40{\times}40{\times}40cm^3$을 이용하여 유리선량계의 흡수선량을 측정하였다. 명목상 전자선에너지 6, 9, 12, 16, 20 MeV에서의 선량 1 Gy부터 15 Gy까지 유리선량계의 반응도를 평가해 본 결과 5개 전자선 에너지에서 같은 $R^2$=0.999의 선형계수를 확인할 수 있었다. 또한 5개의 에너지에서 총 100개의 유리선량계를 판독한 결과, 재현성은 5개 전자선에너지 평균 ${\pm}1.2%$ (1SD) 이내에서 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 유리선량계의 방향성은 유리선량계의 수직방향인 $90^{\circ}$를 기준으로 하였을때 $0^{\circ}$에서 $90^{\circ}$사이에서 빔방향에 따라 1.5% 이내의 차이를 나타내었다. 선량률의존성은 500 MU/min을 기준으로 200 MU/min에서 1,000 MU/min 사이에서 ${\pm}1.5%$의 차이를 나타내었다. 유리선량계의 에너지 의존성은 원통형 전리함으로 측정한 선량과 비교했을때 5개의 명목상 전자선에너지(6 MeV에서 20 MeV) 각각에 대해 $^{60}Co$ 감마선의 반응도로 일반화시킨 결과 1.1%에서 3.5% 사이에서 낮은값을 나타내었다. 본 연구결과를 통하여 측정환경에 따라 결과값을 적절히 환산인자로 활용한다면 유리선량계를 이용한 전자선치료빔 선량평가가 가능하리라 사료된다.
기존의 지하 공동구 감시 시스템은 광케이블, 누설 동축케이블(LCX), 각종 제어케이블을 사용하여 통신 선로를 구축하기 때문에 시설비가 대단히 고가이며, 여러 가지 통신선로의 이용에 따른 유지보수가 어렵고 시공기간이 길어 시설 확대에 어려움이 있었다. 따라서 통신케이블의 설치 없이 기존에 설치된 공동구의 전등용 저압 전력선을 통신선로로 그대로 이용할 수 있는 전력선 통신 기술을 적용하여 유지보수가 용이한 저비용의 지하 공동구 감시제어시스템을 개발하는 것이 바람직하다. 본 논문에서는 공동구에서의 전력선 통신의 특성을 조사, 시험시스템 설계${\cdot}$제작, 현장실증시험을 통한 성능시험 및 분석을 수행하여 전력선 통신을 적용한 안정적인 공동구 감시제어 시스템을 제안하고자 한다.
본 연구에서는 감마선 조사가 총목피 추출물의 생리활성에 미치는 영향을 검토하였다. 감마선 조사한 총목피의 감마선 조사여부를 확인하기 위하여 전자스핀공명(ESR) 분석을 시행한 결과 대칭적인 unspecific central ESR 신호 좌우로 cellulose를 함유한 조사 식품에서 나타나는 한 쌍의 peak가 6.0 mT의 공간을 두고 나타나 감마선을 조사한 시료로 판별되었다. 감마선 조사된 총목피의 최적 추출조건은 10 kGy를 조사한 시료를 50% ethanol을 사용하여 15시간 추출이었다. 감마선을 조사한 총목피의 항산화 효과를 확인한 결과 DPPH radical 소거효과와 ABTS radical 저해는 총목피의 물 추출물과 50% ethanol 추출물의 경우, 비조사구와 조사구를 저 농도인 $50{\mu}g/m{\ell}$ 처리하였을 때 각각 80%와 98% 이상의 매우 높은 저해 효과를 나타내었다. 지용성 물질의 항산화 활성의 지표인 antioxidant Protention Factor (PF)는 2.18~2.78 PF로 매우 높은 PF값을 나타내었다. TBARs의 경우 물과 ethanol 추출물 모두 높은 TBARs값을 나타내었다. 물 추출물은 감마선의 조사에 의한 TBARs 저해능의 상승은 관찰되지 않았으나, ethanol 추출물은 10 kGy의 감마선조사에 의해 TBARs 저해능의 상승이 약하게 관찰되었다. 이상의 결과 총목피는 감마선의 조사에 의해서 총목피의 phenolic 성분들의 용출율과 항산화 효과가 증대되는 현상을 확인하였다. 또한 감마선 조사가 식물체로부터 생리활성물질의 용출 증대와 항산화 활성을 증폭시킬 수 있는 수단으로 활용이 가능할 것이라 판단되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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