• 분석과학
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• 제18권4호
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• pp.263-270
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• 2005

핵분열트랙은 우라늄, 플루토늄, 토륨 등의 방사성핵종 분석이나, 리튬이나 붕소와 같이 열중성자와 핵반응을 하는 원소분석에 매우 유용하다. 이 방법은 대기 중의 방사성핵종 분석을 통해 핵무기 실험을 검출한다거나, 우주공간의 중이온에 대한 선량측정이나 운석의 우주선 조사과정 추정, 원자력분야의 핵분열률 측정, 암석의 연대 및 역사를 파악하거나, tracer로 사용하는 등 여러 분야에 적용 가능하다. 현재 원자력연구소에서는 알파트랙기입법을 이용한 미량의 보론 분석이나, 핵분열트랙을 이용한 우라늄 등의 핵물질을 포함한 입자분석에 적용하고 있다. 본 총설에서는 트랙형성의 이론적 배경, 에칭된 트랙을 얻는 실제 과정 및 앞으로의 전망 등에 대해 살펴보았다.

• 대한화학회지
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• 제31권3호
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• pp.250-257
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• 1987

DMSO와 $H_2O$용매 중에서 결합구조가 밝혀진 동공의 크기를 달리한 토륨(IV) 착물들의 전기전도도를 측정하여 해리현상과 전해질의 행동을 알아 보고 DMSO용매중에서 polarography와 cyclic voltammography적 거동을 조사하여 합성착물의 산화환원반응 메카니즘, 가역성을 알아 보고 환원과정에 관여하는 전자수 및 착물의 확산계수를 계산하였다. 그 결과 반양성자성 용매에서 모든 착물들은 1:1전해질로, 물에서는 1:4전해질로 각각 행동하고, DMSO용매중에서 각 착물의 환원반응은 1전자 1단계의 환원반응으로 가역적이며 확산계수는 착물종에 따라 $5.831{\times}10^{-6}{\sim}6.900{\times}10^{-6}$이었다. 그리고 모든 착물의 물분자는 -1.8V(대조전극, SCE)이상에서 분해를 일으켜 수소기체를 발생한다.

• 암석학회지
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• 제10권3호
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• pp.222-232
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• 2001

이차이온질량분석기는 고속으로 가속된 일차이온을 고체 시료 표면에 충돌시켜, 이차이온을 발생시킨 후 질량분석 장치를 통해 분석하는 장치이다. 시료에 충돌하는 일차이온빔의 크기를 마이크론 단위까지 줄여 미세영역에 대한 분석이 가능하므로 이온현미분석기라고도 불린다. 이차이온질량분석기의 정밀도와 정확도는 고전적인 질량분석기에 비해 떨어진다. 하지만, 극소량의 시료로 분석이 가능하며, 화학적 전처리 과정 없이 연마편을 이용하여 매우 좁은 영역에서 동위원소의 분포를 연구할 수 있다는 장점이 있다. 지구화학/우주화학 분야에서 이차이온질량분석기의 활용은 최근 급속히 증가하고 있으며, 주로 (1) 수소, 탄소, 산소, 황 등의 안정동위원소 연구, (2) 함 우라늄/토륨 광물의 절대연령측정, (3) 광물 내 미량원소의 분포 연구, (4) 선태양계 광물 발견 및 이들의 동위원소 연구 등에 사용되고 있다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제24권1호
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• pp.1-7
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• 1999

기존의 TBP 용매 추출법을 토대로 간단하고 정밀한 환경시료중 우라늄 동위원소 분석법을 개발했다. 질산-불화수소를 가해 토양시료를 분해하였고 TBP와 $CCl_4$등의 유기용매 혼합비율을 조절하여 우라늄을 수층에서 유기 층으로 추출하였으며 8 M HCl를 사용하여 토륨성분을 제거한 후 1 M HCl로 우라늄성분을 유기 층에서 수층으로 역 추출하여 우라늄만을 순수분리하였다. 기존의 전기전착 용액에 DTPA 착화제를 첨가한 새로운 전기전착 용액을 개발하여 최적의 우라늄 전착조건을 설정하였다. 수립된 우라늄 동위원소 분석법을 IAEA Reference 시료에 적용하여 개발된 분석법에 대한 신뢰성을 검증하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제37권4호
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• pp.181-190
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• 2012

건축자재에 포함된 천연방사성핵종은 실내공간에 거주하는 일반인의 주요 피폭선원이다. 본 연구에서는 콘크리트 벽체에 존재하는 천연방사성 핵종에 의한 한국인의 실내에서의 외부피폭 방사선량을 평가하였다. 한국인의 주거실태, 실내공간의 크기 등을 고려하여 선량평가를 위한 표준 방의 크기를 결정하였다. 표준 방 이외의 다양한 크기의 공간에 대해서도 선량평가를 실시하였다. 방사선수송 코드인 MCNPX를 사용하여 실내공간에서의 공기 중 흡수선량을 계산하였으며, 이를 이용하여 유효선량률을 계산하였다. 콘크리트 벽체로만 이루어진 $3{\times}4{\times}2.8m^3$ 크기의 표준 방의 경우, 콘크리트 내 우라늄계열, 토륨계열, $^{40}K$ 핵종의 농도에 따라 공기 중 흡수선량률은 0.80, 0.97, 0.08 nGy $h^{-1}$ per Bq $kg^{-1}$이었으며, 유효선량률은 0.57, 0.69, 0.058 nSv $h^{-1}$ per Bq $kg^{-1}$이었다. 실내공간의 크기를 $5-30m^2$로 다양하게 변화시키더라도 천장/바닥 그리고 벽에 의한 상반된 선량률 변화로 인하여 전체 방사선량률은 실내 면적의 변화에 상관없이 거의 일정한 값을 보였다. 실제 국내에서 주로 사용되는 콘크리트 내의 천연방사성 핵종의 농도 및 한국인의 실내공간에서 생활양식 등을 토대로 한국인의 실내공간에서의 외부피폭 방사선량률 및 연간 유효선량을 평가하였다. 콘크리트 내의 우라늄계열, 토륨계열, $^{40}K$ 핵종의 농도가 각각 26, 39, 596 Bq $kg^{-1}$인 경우 공기 중 흡수선량률은 대략 104 nGy $h^{-1}$이었다. 일반인의 실내 점유율이 89%인 경우, 연간 유효선량은 0.59 mSv이었다. 국내의 일반적인 실내공간에서 콘크리트 벽체 내에 존재하는 천연방사성물질에 의한 연간 유효선량은 실내점유율${\times}8760\;h\;y^{-1}{\times}(0.57C_U+0.69C_{Th}+0.058C_K)$을 이용하여 계산할 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제53권5호
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• pp.565-583
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• 2020

최근 생활용품 및 건축자재 등에서 검출된 자연 방사성 물질로 인해 사회적으로 다양한 문제가 발생하고 있으며, 이는 조속히 해결해야 될 사회현안으로 대두되고 있다. 우리나라에서도 토양이나 지하수 내 중금속 및 우라늄, 라돈 등의 자연방사성 물질에 대해서 환경부에 의해 지난 20년 이상 장기간 조사된 바 있고, 토양과 지하수 내 자연방사성 물질의 기원이 암석-성인-변형적 특성 등의 지질학적 요인들과 밀접한 상관관계를 보여주는 것으로 추정되고 있지만, 기반암, 기반암 상부토양 및 지하수가 발달한 단층계 내 자연방사성 물질의 국가배경농도가 수립되어 있지 않아 정확한 지질학적 상관관계 규명이 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 국내 현생 심성암류의 성인과 천연 방사성(라돈, 우라늄, 토륨 등)물질 농도와의 상관관계에 대한 예비 연구를 수행하였다. 현생 심성암류 중 알칼리 화강암류(섬장암, 몬조니암, 몬조섬록암 및 알칼리화강암)는 높은 마그마 온도와 고알칼리성의 경향 때문에 U, Th, Zr, REE 및 Nb 등이 부화되는 특징을 보여주어 높은 U과 Th 농도를 가진다. 지각물질의 혼합에 의해 고분화된 화강암류(우백질 화강암, 복운모화강암, 고알루미형질 S-type 화강암 및 페그마타이트)는 고분화되지 않은 일반 화강암류(섬록암, 화강섬록암 및 화강암)보다 U, Th 및 K+Na이 더욱 부화되는 경향을 보여준다. 고알칼리성 화강암류들은 주로 판내부의 열개환경, 대륙충돌 조산작용과 해양판의 대륙판 아래 섭입 이후에 일어나는 확장환경에서 생성된다. 반면에 우리나라에서 주로 산출되는 아알칼리성 캘크알칼리 화강암류는 해양판의 대륙판 밑으로의 섭입에 의한 호환경에서 주로 생성된다. 결과적으로 국내 현생 심성암류의 U, Th 및 K 함량변화는 지구조 환경에 의한 암석성인과 밀접한 연관성을 가지는 것으로 추정되며, 현생화강암류 대한 감마분석 자연방사성 핵종(²²⁶Ra, ²³²Th 및 ⁴⁰K) 예비 결과들은 고알칼리성과 고분화된 화강암류에서 높은 값을 보여준다.

• 대한화학회지
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• 제34권2호
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• pp.143-158
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• 1990

본 연구에서는 동공의 크기가 다른 5종의 crown ether과 9종의 crownand계와 1종의 cryptand계 거대고리 리간드를 포함하는 우라늄(Ⅵ), 토륨(Ⅳ) 및 네오디뮴(Ⅲ), 사마륨(Ⅲ), 홀뮴(Ⅲ) 등의 희토류 금속착물을 합성 후, 고체착물의 조성식을 결정하고 적외선 스펙트럼에 의하여 구조를 확인한 다음 핵자기공명 분광법에 의하여 착물용액의 조성비와 분자내의 착물형성 site를 결정하고 착물들의 용매화 현상과 리간드 교환반응성을 핵자기공명 분광법으로 고찰하였다. crown ether 거대고리 리간드들은 실험에 사용한 모든 금속이온과 안정한 착물을 형성하므로 OCH2 메틸렌 양성자들은 모두 낮은 자기장 방향으로 화학적 이동을 나타냈으며 같은 금속이온에 대한 화학적 이동값은 12C4＜15C5＜18C6의 순으로 증가하였고 같은 리간드에 대한 희토류 착물의 화학적 이동값은 원자번호 크기에 반비례하였다. crownand 22는 우라늄(Ⅵ)과 산소 및 질소원자를 배위하는 안정한 착물을 형성하지만 희토류 금속과는 착물을 형성하지 않았다. 반면에 희토류 금속(Ⅲ)이온은 cryptand 221리간드와 모든 산소 및 질소원자를 배위자로 하는 안정한 착물을 형성할 수 있었다. 나머지 질소와 산소원자를 포함한 crownand 계열 거대고리 리간드는 우라늄(Ⅵ)과 역시 모든 산소 및 질소가 배위하는 착물을 형성하지만 희토류 금속(Ⅲ)과는 착물을 형성하지 않음을 확인할 수 가 있었다. 우라늄(Ⅵ)과 희토류(Ⅲ)금속이온은 모든 거대고리 리간드와 1:1착물을 각각 형성하며 토륨(Ⅳ)이온은 12C4와 1:2 나머지 리간드와는 1:1착물을 각각 형성함을 알 수 있었다. 이들 거대고리 리간드 착물들의 안정성은 착물의 양성자 이동결과에 잘 일치하였다. 그리고 18C6와 물을 리간드로 하는 희토류 금속(Ⅲ) 착물은 아세틸아세톤 용매내에서 리간드 교환반응이 일어나지만 우라늄(Ⅵ)착물의 경우에는 교환반응이 일어나지 않았다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제40권3호
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• pp.124-131
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• 2015

원료물질 또는 공정부산물을 가공하거나 이를 원료로 하여 제조된 제품인 가공제품은 함유된 천연방사성핵종(우라늄, 토륨, 포타슘 등)으로부터 감마선 방출로 외부피폭을 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 방사성핵종 농도 우라늄 토륨 $1Bq{\cdot}g^{-1}$, 포타슘 $10Bq{\cdot}g^{-1}$을 가정하고 평형상태의 감마선방출을 가정하여 최종사용자의 사용환경을 반영하여 몬테칼로 전산모사로 복셀팬텀인 ICRP 기준팬텀과 ICRP 권고 103을 적용하여 가공제품의 연간피폭선량을 계산하고 체계를 개발하였다. 가공제품은 사용환경에 따라 피부비밀착형(석고보드, 음이온 벽지, 음이온 페인트)과 피부밀착형(팔찌, 목걸이, 벨트, 뜸질기)으로 구분하였고 기하학적 모델링은 일반가구가 거주하는 주택의 유형 분포추이와 설계지침을 반영하여 룸모델링($3m{\times}4m{\times}2.8m$ 보수적으로 밀폐된 방)과 복셀팬텀 분할면에 직접 가공제품을 모사하였다. 사용시간은 한국형 노출지수 개발 및 운영체계 구축 보고서를 참고하였으며 알 수 없는 제품은 보수적으로 24시간을 가정하였다. 본 연구에서 가공제품의 연간 유효선량은 0.00003 ~ 0.47636 mSv로 평가되었으며 벨트류 장기등가선량률을 확인하여 복셀팬텀에 가공제품을 직접 모사하는 것의 의미를 확인하였다.

• 한국광물학회지
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• 제32권2호
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• pp.127-143
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• 2019

철마산 일대의 지질은 하부로부터 선캠브리아기의 소근리층, 화강암질편마암, 엽리상 흑운모화강암, 엽리상 운모화강암, 염기성암맥 및 산성암맥으로 구성된다. 이 일대의 희토류 광화작용은 화강암질편마암과 엽리상 운모화강암에서 관찰된다. 이들 암석에서 소량 희토류 원소 및 토륨을 함유한 광물들은 저어콘($Y_2O_3$ 0.00~1.18 wt.%, $Gd_2O_3$ 0.00~0.59 wt.%, $Er_2O_3$ 0.00~0.22 wt.%, $Yb_2O_3$ 0.00~0.34 wt.%, $Lu_2O_3$ 0.00~0.48 wt.%, $ThO_2$ 0.00~0.33 wt.%), 토리아나이트($Nd_2O_3$ 0.00~0.24 wt.%, $Lu_2O_3$ 0.00~0.26 wt.%), 베르시에린($La_2O_3$ 0.04~0.26 wt.%, $Nd_2O_3$ 0.00~0.20 wt.%, $Tb_2O_3$ 0.04~0.12 wt.%, $Dy_2O_3$ 0.17~0.26 wt.%, $Er_2O_3$ 0.33~0.44 wt.%, $Lu_2O_3$ 0.00~0.19 wt.%, $ThO_2$ 0.61~0.93 wt.%), 녹니석($La_2O_3$ 0.44~0.68 wt.%, $Ce_2O_3$ 0.12~0.13 wt.%, $Nd_2O_3$ 0.31~0.44 wt.%, $Eu_2O_3$ 0.03~0.08 wt.%, $Dy_2O_3$ 0.09~0.21 wt.%, $Ho_2O_3$ 0.04~0.14 wt.%, $Er_2O_3$ 0.18~0.32 wt.%, $Lu_2O_3$ 0.07~0.21 wt.%, $ThO_2$ 0.00~0.97 wt.%), 흑운모($Nd_2O_3$ 0.02~0.08 wt.%, $Gd_2O_3$ 0.07~0.08 wt.%, $Tb_2O_3$ 0.02~0.07 wt.%, $Dy_2O_3$ 0.35~0.43 wt.%, $Ho_2O_3$ 0.15~0.26 wt.%, $Er_2O_3$ 0.24~0.28 wt.%, $Yb_2O_3$ 0.06~0.18 wt.%, $ThO_2$ 0.00~0.12 wt.%), 정장석($Dy_2O_3$ 0.05~0.12 wt.%, $Ho_2O_3$ 0.05~0.06 wt.%, $Er_2O_3$ 0.28 wt.%, $Yb_2O_3$ 0.06~0.12 wt.%) 및 사장석($Ho_2O_3$ 0.01~0.03 wt.%, $Er_2O_3$ 0.10~0.27 wt.%, $ThO_2$ 0.11~0.13 wt.%)이며 희토류 광물로는 바스트나사이트와 퍼구소나이트이다. 희토류 광물들은 주로 장석류, 운모류, 저어콘, 인회석 및 티탄철석의 간극을 따라 산출된다. 따라서 철마산 일대의 희토류 광화작용 산물인 바스트나사이트와 퍼구소나이트는 화강암질편마암과 엽리상 운모화강암의 형성 시 희토류 원소 및 토륨이 구성광물 내에 소량 함유되어 있었으며 그후 계속된 화성활동 및 변성작용에 의하여 기존 광물 내에 함유되어 있던 희토류 원소가 재 농집에 의해 형성된 것으로 생각된다.

• 광물과 암석
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• 제35권2호
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• pp.153-168
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• 2022

치악산 편마암복합체에서 방사성원소를 포함하고 있는 광물을 파악하고, 주변 지하수에 포함되어 있는 방사선원소(우라늄)와의 연관성을 확인하고자 암석학적 및 광물 화학 분석을 수행하였다. 현미경 및 전자현미경 분석 결과, 주 구성광물은 사장석, 흑운모, 석영, 알칼리장석, 녹니석 그리고 방해석이며, 부수광물은 스펜, 갈렴석, 인회석, 저어콘, 토라이트, 티탄철석, 황철석 그리고 방연석 등 총 14종을 확인하였다. 토라이트의 경우 거정의 갈렴석 내 ~1 mm의 크기로 소량 관찰된다. 희토류 원소를 많이 포함하고 있는 갈렴석은 각기 다른 3 가지 산출양상을 보인다. EPMA 분석 결과, 거정의 갈렴석에서는 TiO₂~1.70 wt.%, Ce₂O₃~11.86 wt.%, FeO~13.31 wt.%, MgO~0.90 wt.% 그리고 ThO₂~1.06 wt.% 원소들의 함량이 높게 나타나며, Al₂O₃ 17.35 ± 2.15 wt.% (n = 7), CaO 12.13 ± 1.81 wt.% (n = 7) 평균 함량이 가장 낮은 값을 보인다. 티탄철석을 둘러싸고 있는 스펜 집합체의 가장자리에 존재하는 갈렴석은 Al₂O₃~24.00 wt.%, Nd₂O₃~5.10 wt.%, Sm₂O₃~0.66 wt.%, Dy₂O₃~0.86 wt.% 그리고 Y₂O₃~1.38 wt.% 원소들의 함량이 높게 나타나며, TiO₂ 0.35 ± 0.21 wt.% (n = 11), Ce₂O₃ 5.25 ± 1.03 wt.% (n = 11), FeO 9.84 ± 0.26 wt.% (n = 11), MgO 0.12 ± 0.05 wt.% (n = 11) 그리고 La₂O₃ 1.49 ± 0.29 wt.% (n = 11) 등과 같이 평균 함량이 가장 낮은 값을 보인다. 모암의 기질부에서 관찰되는 갈렴석의 화학성분은 앞서 설명한 갈렴석의 중간 정도의 값을 가진다. 연구대상인 치악산 편마암복합체 내 미그마타이트질 편마암에는 주목할 만큼의 우라늄 함량을 가지는 광물이 발견되지는 않았다. 따라서 지하수에서 나타나는 우라늄의 기원과 주변 지질과의 연관성을 명확하게 밝혀내지는 못했다. 하지만 방사성 원소인 토륨 원소 및 희토류 원소를 다량 포함하는 갈렴석이 풍부하게 존재하는 것이 이번 연구결과로 확인되었다.