• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권6호
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• pp.2239-2246
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• 2024

The present study aimed to assess the radioactive hazards associated with the application of granitoid rocks in building materials. An HPGe spectrometer was used to detect the levels of the radioactive elements uranium-238, thorium-232, and potassium-40 in the granitoid rocks. The results showed that the levels of these elements were lower (38.32 < 33 Bq kg^-1), comparable (47.19-45 Bq kg^-1) and higher (992.26 ≫> 412 Bq kg^-1) than the worldwide limits for ²³⁸U, ²³²Th, and ⁴⁰K concentration, respectively. The exposure to gamma radiation of granitoid rocks was studied by various radiological hazard variables like the absorbed dose rate (D_air), the outdoor and indoor annual effective dose (AED_out and AED_in), and excess lifetime cancer risk (ELCR). A variety of statistical methods, including Pearson correlation, principal component analysis (PCA), and hierarchical cluster analysis (HCA) was used, to study the relationship between the radioactive elements and the radiological hazards. According to statistical analysis, the main radioactive risk of granitoid rocks is contributed to by the elements uranium-238, thorium-232, and potassium-40. Granitoid rocks can be applied in building materials, but under control to prevent risk to the public.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.551-551
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• 2017

우리나라와 동아시아는 경제 성장에 따른 전력수요가 크게 증가하였으며, 증가하는 대부분의 전력수요를 원자력으로 대체하고자 원전을 통한 전력생산 비중을 증가시키고 있다. 현재 중국은 13기의 원전을 가동 중이며, 동남 해안지대에 집중되어 있다. 또한, 건설 중인 원전은 27기로 전세계에서 건설 중인 원전의 41%를 차지한다. 원전의 증가에 따른 방사능 누출에 대한 위험성 역시 증가되고 있는 실정이다. 한국원자력안전기술원에서 중국 중서부지역에서 방사능이 누출될 경우 방사성 물질이 한반도로 이동하는 모의 상황에 대한 시뮬레이션을 통해, 원전 사고 발생 시 사흘 만에 제주도를 포함한 대한민국 전역이 방사성 물질로 뒤덮이는 것으로 분석하였다. 중국에서 누출된 방사성물질은 편서풍을 타고 한반도로 이동하게 되며, 일부는 낙진으로 유역 또는 하천에 유입되고 일부는 동해를 지나 일본으로 이동 할 것이다. 그동안 중국에서의 방사능 누출사고를 통한 방사성물질의 국내유입에 의한 영향에 대한 연구가 부족한 것이 현실이다. 이에 본 연구에서는 중국 텐완에서 원전사고 발생시 국내 하천에 어떠한 영향을 미치는지 분석하고자 환경다매체 모형을 이용하여 방사성물질(세슘, Cs-137)의 영향에 대한 모의를 진행하였다. 중국 텐완원전에서 방사성 Cs-137이 누출되어 춘천지역에 도달하였을 때의 대기중 농도 $5,650Bq/m^3$로 가정하여 모의 시나리오를 구성하였다. 모의 지역은 북한강 수계를 대상으로 하였으며, 7개의 중권역과 549.3 km의 하천이 포함되었다. 다매체 모형 모의를 통해 방사성물질 낙진으로 인한 Cs-137이 북한강 수계에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 북한강수계의 팔당댐 부근의 오염농도를 모의하였다. 우리나라의 원자력시설 방호 방재법에 따른 상수원 취수기준(먹는물)은 100 Bq/L로 되어있다. 본 연구의 시나리오 모의결과, 모의 1일차에서 45 Bq/L, 모의 8일차에는 먹는물 기준 100 Bq/L를 초과하여 최대 119.56 Bq/L로 오염되는 것으로 모의되었다. 따라서, 반감기가 큰 방사성물질을 유입으로 오염된 하천은 개선하기 위해서는 오랜 시간과 높은 처리비용이 발생되기 때문에 인접국 또는 국내의 방사능 누출로 인한 상수원 오염 발생에 대비한 초기/중 장기적인 대응책 마련이 필요한 시점이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제46권4호
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• pp.194-203
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• 2021

Background: Surface soil radiation monitoring around nuclear facilities is important to classify and characterize the contaminated areas. A scanning and direct measurement technique can survey the sites rapidly before starting sampling analysis. Materials and Methods: Regarding this, we test and suggest a measurement technique for gross alpha/beta and ⁹⁰Sr activities in surface soil based on a mobile ZnS(Ag)/PVT (polyvinyltoluene) array and a handheld PVT rod, respectively. To detect ⁹⁰Sr selectively in soil mixed with naturally occurring radioactive materials, chosen energy channel counts from the multichannel analyzers were used instead of whole channel counts. Soil samples contaminated with exempt liquid ⁹⁰Sr with 1 Bq·g^-1, 3 Bq·g^-1, and 10 Bq·g^-1 were prepared and hardened by flocculation. Results and Discussion: The mobile ZnS(Ag)/PVT array could discriminate gross alpha, gross beta, and gamma radiation by the different pulse-shaped signal features of each sensor material. If the array is deployed on a vehicle, the scan minimum detectable concentration (MDC) range will be about 0.11-0.17 Bq·g^-1 at 18 km·h^-1 speed, highly sensitive to actual sites. The handheld PVT rod with 12 mm (Φ) × 20 mm (H) size can directly measure ⁹⁰Sr selectively if channels on which energies are from 1,470 and 2,279 keV are gated, minimizing crossdetection of other radionuclides. These methods were verified by measuring soil samples fabricated with homogeneous ⁹⁰Sr concentrations, showing static MDC of 2.16 Bq·g^-1 at a measurement time of 300 seconds. Conclusion: Based on the results, comprehensive procedures using these detectors are suggested to optimize soil sites survey.

• 분석과학
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• 제35권1호
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• pp.32-40
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• 2022

The concentrations of radon in the atmosphere were measured at the Gosan site of Jeju Island during 2017-2018, in order to investigate the time-series variation characteristics and the dependency of airflow transport pathways. The mean ²²²Rn concentration was 2,480 mBq m^-3, and its monthly concentration in November was 3,262 mBq m^-3, more than twice as that in July (1,459 mBq m^-3). The diurnal radon concentrations increased throughout the nighttime to the maximum (2,862 mBq m^-3) at around 7 a.m., then gradually decreased throughout the daytime by the minimum (1,997 mBq m^-3) at around 3 p.m. The seasonal and monthly variations of CO, NO₂, O₃ showed a roughly similar pattern to that of radon for the same period, as high in winter and low in summer. The cluster back trajectory analysis described that about 60 % of overall airflow pathways was influenced by the airflow from China. The concentrations of radon and gaseous pollutants were relatively high as the airflow was influenced by China continent, but comparatively much lower as influenced by the northern Pacific Ocean.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제37권4호
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• pp.167-172
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• 2012

현장 감마분광분석의 참고지로서 제주는 일정 수준 이상의 $^{137}Cs$이 존재하며 교란 받지 않은 개활지가 많다는 점에서 의미 있는 지역이다. 본 논문은 제주 지역 내 여러 개활지 중 한라산 국립공원 내에 위치하고 있는 방목지를 선정하였으며, 측정 계수값에 대한 분산분석과 현장 감마분광분석을 통한 방사능 농도로써 해당 지역 $^{137}Cs$의 균일성 및 농도 준위을 평가하였다. 이를 위해 총 3개 지점, 79개 측정점에 대해 각 2000초씩 5% 미만 계수 불확도 수준의 측정이 이루어졌다. 분산분석 결과 2개 지점은 균일하였으며, 나머지 1개 지점은 측정 범위의 조정을 통해서 균일하도록 지정 가능하였다. 현장 감마분광분석으로 산출한 각 지점 지표면의 토양 방사능 농도는 $53.7{\sim}93.2Bq\;kg^{-1}$, $30.5{\sim}61.0Bq\;kg^{-1}$, $48.8{\sim}102Bq\;kg^{-1}$의 분포를 보였다.

• 지질공학
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• 제33권2호
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• pp.257-273
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• 2023

본 연구에서는 철원 샘통과 그 일대의 지하수 및 지표수의 지구화학 및 미생물 군집 특성을 분석하였다. 2022년 12월 15일 철원 샘통 5개, 지하수 3개 그리고 지표수 2개, 총 10개 지점에서 야외조사를 수행하였다. 수화학분석 결과 샘통과 지표수는 모두 Ca-HCO₃ 유형에 도시되었으며, 지하수 한 지점(CSG3)을 제외한 나머지 지점은 모두 Na-HCO₃ 유형에 도시되었다. 또한 모든 지점은 같은 기상수의 기원으로 물암석 반응이 우세하게 영향을 준 것으로 보인다. 라돈 농도 분석 결과 지표수는 1,000 Bq/m³ 이하, 샘통은 1,000~10,000 Bq/m³, 지하수는 1,000~1,000,000 Bq/m³의 농도 값을 보였다. 미생물 군집 구조 분석 결과 문(phylum) 비율 중 가장 우점종은 Proteobacteria, Planctomyceta, Verrucomicrobia, Acidobacteria, Actinomycetota 순으로 나타났다. 비계량적 다차원 척도법 모델링(NMDS)에서는 수온, pH, Si가 현장의 토착미생물과 밀접한 연관성을 보였다. NMDS와 CCA 결과에서 샘통에 영향을 미치는 주요 환경적 요소는 온도, Mg, Si로 나타나며, 그 환경적인 영향과 관련된 주요 미생물은 Acidobacteria와 Proteobacteria 중 Pseudomonas brenneri이다. 수화학 및 미생물 군집 분석 모두 샘통과 지하수 CSG3 지점에서 유사한 결과를 보였으며, 현무암 대수층의 영향을 받은 것으로 추정된다.

• 핵의학기술
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• 제16권1호
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• pp.102-107
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• 2012

단 반감기 핵종을 이용한 PET검사는 방사성동위원소의 빠른 물리적 붕괴로 인하여 영상 획득을 위한 계수검출이 제한적이다. 이러한 이유로 비교적 낮은 감도의 검사에서는 보다 정확한 정량적 평가를 위하여 긴 시간동안 영상 획득을 적용하기도 한다. 본 연구에서는 $^{11}C$와 $^{18}F$를 이용한 PET 검사 시 영상 획득 시간에 따른 차이를 평가하여 합리적인 영상 획득 시간에 관하여 알아보고자 한다. 1994 NEMA Phantom에 $^{11}C$은 $30.08{\pm}4.22MBq$, $^{18}F$은 $40.08{\pm}8.29MBq$을 증류수에 희석하여 채운 후 $^{11}C$은 동적영상 1분씩 20회, 정적 영상 20분, $^{18}F$은 동적영상 2분30초씩 20회, 정적영상 50분을 획득하였다. 모든 데이터는 동일한 재구성법을 적용하였으며, 시간의 경과에 따른 붕괴보정을 적용하였다. 방출영상에 관심영역을 설정하고 최대 방사능 농도값(kBq/mL)을 비교하였으며, 각각의 동적영상을 영상 획득 시간의 증가에 따라 1개씩 증가시켜 영상 합산(Image summation) 후 영상의 관심 영역 내에서의 최대 방사능 농도값(kBq/mL)을 평가하였다. $^{11}C$ 동적영상의 시간 경과에 따른 최대 방사능 농도값은 $3.85{\pm}0.45{\sim}5.15{\pm}0.50kBq/mL$, 정적영상은 $2.15{\pm}0.26kBq/mL$였다. $^{18}F$ 동적영상은 $9.09{\pm}0.42{\sim}9.48{\pm}0.31kBq/mL$, 정적영상은 $7.24{\pm}0.14kBq/mL$였다. $^{11}C$의 동적영상 합산에서 영상 획득 시간의 합이 5, 10, 15, 20분으로 증가할수록 $2.47{\pm}0.4$, $2.22{\pm}0.37$, $2.08{\pm}0.42$, $1.95{\pm}0.55kBq/mL$으로 감소하였으며, $^{18}F$의 경우 합산된 영상 획득 시간의 합이 12분 30초, 25분, 37분 30초, 50분으로 증가할수록 $7.89{\pm}0.27$, $7.61{\pm}0.23$, $7.36{\pm}0.21$, $7.31{\pm}0.23kBq/mL$으로 감소하였다. 영상의 질을 평가 하는 SNR에서는 $^{11}C$과 $^{18}F$ 모두 동적영상획득 방법에서는 주사 후 시간이 흐를수록 SNR가 저하 되었으나, 영상 합산획득 방법에서는 합산 횟수가 증가 할수록 SNR가 향상 되는 것을 알 수 있었다. 동적영상에서 시간 경과에 따른 최대 방사능 농도값은 $^{11}C$과 $^{18}F$에서 증가하였고, 동적영상 합산의 경우는 합산수가 증가함에 따라 최대 방사능 농도값은 $^{11}C$과 $^{18}F$ 감소함을 보였다. $^{18}F$을 이용할 경우에는 시간 경과에 따른 정량평가의 오차를 크게 고려하지 않아도 될 것으로 사료되고, $^{11}C$를 이용한 PET 검사는 시간경과에 따른 감쇠 보정의 오차를 감안하여 추가의 감쇠 보정법을 적용하거나 30%정도의 오차를 적용하여 정적영상 획득시간을 반감기의 25% 이내인 5분 내외로 설정해야 할 것이다.

• 핵의학기술
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• 제22권1호
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• pp.55-66
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• 2018

PET/CT 검사에서 환자의 움직임이나 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물(washed-out artifact)이 발생하여 육안적 판독 및 정량평가의 정확성을 감소시킬 가능성이 있다. GE PET/CT 장비의 산란 제한 보정 알고리즘은 영상에 발생한 냉소 인공물을 제거하여 영상을 회복시켜주는 알고리즘이다. 본 연구의 목적은 팬텀 실험을 통해 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물이 발생한 영상에 산란 제한 보정 알고리즘을 적용하였을 때 기존의 정량 값으로 회복 가능한 비방사능의 역치 값을 측정하고, 냉소 인공물이 발생한 임상 환자 영상에 산란 제한 보정 알고리즘을 적용하여 보정 전과 후의 영상을 비교 분석하고자 한다. $^{68}Ge$ 실린더 팬텀 영상에 냉소 인공물을 발생시키기 위해 임의의 $^{18}F$ 선원의 비방사능이 20 ~ 20,000 kBq/ml 가 되도록 20 단계로 분주하고 $^{18}F$ 선원의 CT 영상과 PET 영상간에 불일치(mis-registration) 정도가 없을 때, 불일치가 각각 1, 2, 3, 4 cm 일 때의 영상을 획득하였다. 또한 본원에서 $^{18}F-FDG$ Fusion Whole Body PET/CT 검사를 시행한 환자 중 유치 도뇨관 내에 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물이 발생한 34명의 환자를 대상으로, CT 영상과 PET 영상간의 불일치 정도(cm), 인공물을 발생시키는 원인이 되는 비방사능의 수치(kBq/ml), 인공물이 발생한 단면 내 근육에서의 $SUV_{mean}$, 인공물이 발생한 단면 내 병변에서의 $SUV_{max}$, 인공물이 발생하지 않은 단면 내 병변에서의 $SUV_{max}$를 측정하였다. 통계는 보정 전과 후의 차이를 비교하기 위해 대응 표본 t 검정을 시행하였다. 팬텀 실험에서는 $^{18}F$ 선원의 비방사능이 커질수록 $^{68}Ge$ 실린더 팬텀의 $SUV_{mean}$가 감소하였다. 불일치 거리가 커질수록 $SUV_{mean}$가 급격히 저하 되었지만 반대로 보정 효과는 더 크게 나타났다. 비방사능 50 kBq/ml 이하에서는 모든 조건에서 육안적으로도 냉소 인공물이 발생하지 않았으며 $SUV_{mean}$에도 차이가 없었다. 불일치가 없을 때와 1 cm 차이가 있을 때는 120 kBq/ml 이하부터 산란 제한 보정 알고리즘을 적용 할 때 기존 $SUV_{mean}$(0.95)와 동일하게 회복 되었고, 2 cm와 3 cm 차이에서는 100 kBq/ml 이하부터, 4 cm 차이에서는 80 kBq/ml 이하부터 기존 $SUV_{mean}$와 동일하게 회복 되었다. 임상 환자 34명의 영상을 분석한 결과, 불일치 평균 거리는 2.02 cm 이었고, 냉소 인공물을 발생시키는 평균 비방사능은 490.15 kBq/ml 이었다. 인공물이 발생한 단면 내 근육의 $SUV_{mean}$와 병변의 $SUV_{max}$는 보정 전 후 각각 통계적으로 유의한 차이가 있었지만(t=-13.805, p=0.000) (t=-2.851, p=0.012), 인공물이 발생하지 않은 단면 내 병변의 $SUV_{max}$는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(t=-1.173, p=0.250). GE PET/CT 장비의 산란 제한 보정 알고리즘은 임상 검사에서 환자의 심한 움직임뿐만 아니라 높은 비방사능의 미세한 움직임에 의해 발생한 냉소 인공물을 제거하여 영상을 회복해 주는 알고리즘이다. 냉소 인공물이 발생 하였을 때 산란제한 보정 알고리즘 적용 후 그 원인이 되는 비방사능의 수치, CT 영상과 PET 영상의 불일치 거리 등을 감안하여 영상을 분석한다면 냉소 인공물 부위의 재촬영 없이, 육안적 판독 및 정량 값을 더 정확하게 평가 하는데 도움이 될 것으로 사료 된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권7호
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• pp.2366-2372
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• 2023

Are borate and silicate glasses suitable for working as shieling materials against fast neutrons? To correctly answer the above question, some silicate, and borate-based glasses were fabricated and irradiated with various doses of fast neutrons varied between 1.73 and 12.10 MGy. The color and hardness of the fabricated glasses were affected by the fast neutron fluence where the transparent glasses turned colored as well as the hardness of the fabricated glasses was decreased. The gamma-ray spectrometric analysis shows a high activity concentration produced in the barium borate glasses due to the formation of radioisotopes Ba-131 and Ba-133 reaches to 5.92E+05 Bq and 4.25E+03 Bq, respectively for sample Cd-5 Batch 3. Additionally, the gamma-ray spectrometric analysis for the sodium silicate glasses shows low activity concentrations emitted from isotopes formed due to the activation of Y₂O₃-associated impurities. These activities are low compared to that emitted by barium borate-based glasses.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제37권4호
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• pp.261-265
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• 2014

10세에서 70세까지 국내 남녀를 7개 연령대별 그룹으로 구분한 후, 치아의 감마선 농도와 각 그룹별 전${\beta}$ 방사능 농도를 측정하였다. 전${\beta}$ 농도는 P10가스(아르곤 90%, 메탄 10%)를 충진한 Tennelec XLB 측정기로 측정하였으며, 감마선은 고순도 게르마늄 검출기를 사용하여 감마선분광분석법으로 측정하였다. 본 실험에서 측정된 여성의 전${\beta}$ 방사능 농도범위는 0.089~0.32 Bq/kg이었으며, 남성의 전${\beta}$ 방사능 농도범위는 0.13~0.26 Bq/kg이었다. 치아의 감마선분광분석 결과 자연방사성동위원소인 $^{40}K$, $^{208}Tl$, $^{228}Ac$ 및 $^{234}Th$가 검출되었으며, 측정된 감마선 방사선 농도는 각각 20.7, 21.9 3.88 및 5.24 Bq/kg 이었다. 본 연구 결과는 향후 후쿠시마 원전사고 등 불의의 방사선 누출 사고 등에 대비하여 정상 환경에서의 인체의 치아에 축적된 방사능 준위 데이터로 활용할 수 있을 것으로 사려된다.