• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권3호
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• pp.123-127
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• 2014

Cs-137 방사선 조사기는 방사선생물 연구 분야에서 시료에 방사선 조사장치로 널리 사용되고 있다. 이러한 방사선 조사기 사용에 있어 시료에 조사되는 흡수선량의 평가는 향상된 연구 결과를 얻기 위하여 중요하다. 국제원자력기구의 TRS-277 또는 TRS-398 같은 선량측정 프로토콜은 이러한 목적에 적합하다. 그러나 현재 가장 실용적인 선량측정 프로토콜로 알려진 TRS-398의 경우에 Cs-137 선원에 대한 선질인자가 제공되지 않는 단점이 있다. 본 연구에서는 이전에 보고된 고에너지 방사선치료용 광자선에 대한 계산방법을 이용하여 Cs-137 선원의 선질인자를 결정하였으며 15종의 파머형 전리함에 대하여 선질인자를 결정하였다. 결과로서 대상전리함에 대한 Cs-137 선원에서 선질인자는 0.998에서 1.002 범위를 보였다. 이 결과는 Cs-137 선원을 사용하는 분야에서 물흡수선량 측정과 선량계의 교정에 유용하게 사용할 수 있을 것으로 본다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제22권2호
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• pp.129-137
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• 2024

To non-destructively determine the burnup of a spent nuclear fuel assembly, it is essential to analyze the nuclear isotopes present in the assembly and detect the neutrons and gamma rays emitted from these isotopes. Specifically, gamma-ray measurement methods can utilize a single radiation measurement value of ¹³⁷Cs or measure based on the energy peak ratio of Cs isotopes such as ¹³⁴Cs/¹³⁷Cs and ¹⁵⁴Eu/¹³⁷Cs. In this study, we validated the extent to which the results of gamma-ray measurements using cadmium zinc telluride (CZT) sensors based on ¹³⁷Cs could be accurately simulated by implementing identical conditions on MCNP. To simulate measurement scenarios using a lead collimator, we propose equations that represent radiation behavior that reaches the detector by assuming "Direct hit" and "Penetration with attenuation" situations. The results obtained from MCNP confirmed an increase in measurement efficiency by 0.47 times when using the CZT detector, demonstrating the efficacy of the measurement system.

• 전기전자학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.282-287
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• 2015

본 연구에서는 연구에서는 Ce:GAGG 섬광체, 광섬유 그리고 광전자증배관을 이용하여 광섬유 검출기를 제작하였다. 섬광체의 단결정 크기는 MCNPX 코드를 이용하여 섬광체 깊이에 따른 감마선 계수효율을 전산모사하여 $3{\times}3{\times}20mm^3$로 설정하였다. 제작된 검출기는 표준 감마선원인 $^{137}Cs$과 $^{133}Ba$을 이용하여 세기의 따른 선형성 평가와 거리 변화에 따른 계수량 변화 측정을 하였다. 그 결과 추세선식 R-square 값이 0.99741로 매우 좋은 응답선형성을 보였고, 거리에 따른 검출 특성 또한 MCNPX값과 비교하였을 때 2% 이하로 좋은 검출특성을 보였다. 또한 단일선원과 혼합선원에서의 감마선 에너지 분광 결과 $^{137}Cs$은 662keV에서 그리고 $^{133}Ba$은 356keV에서 감마선 에너지 피크를 확인하였다. 광섬유 검출기를 사용한다면 작업자의 작업시간과 피폭을 줄여줄 것으로 보인다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권5호
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• pp.1634-1641
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• 2021

Exposure to gamma-rays is hazardous for humans and other living beings because of their high penetration through the materials. For this reason, shielding materials (usually lead, copper and stainless steel) are used to protect against gamma rays. This study's objective was to prepare ceramic materials for gamma radiation shielding by using different natural bentonite clays. Gamma-ray attenuation performances of the prepared shielding materials at different thicknesses were investigated and evaluated for different gamma-ray energies from different standard point gamma radiation sources (²⁵¹Am, ⁵⁷Co, ¹³⁷Cs, ⁶⁰Co, and ⁸⁸Y). The mass and linear attenuation coefficients of the prepared ceramics vary between 0.238 and 0.443 cm² g^-1 and between 0.479 and 1.06 cm^-1, respectively, depending on their thicknesses. Results showed that these materials could be prioritized because of their evidential properties of gamma radiation protection in radiation applications.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권3호
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• pp.140-144
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• 2013

본 연구에서는 방사선생물 분야에서는 사용하는 세슘-137 조사기에 대한 기준 흡수선량을 측정하고 시료의 방사선량 평가에 활용하기 위하여 유리선량계를 교정하였다. 세슘-137 감마선에 대하여 IAEA TRS-277 프로토콜을 적용하여 정밀하게 물흡수선량을 결정하였다. 기준 흡수선량 측정에는 PTW-TM300013 전리함과 PTW-TM41023 물팬텀을 사용하였으며, 유리선량계는 DoseAce사의 GD-302M 모델을 사용하였다. 교정된 유리선량계의 불확도(1 SD)는 약 2.7%로 평가되며, 본 결과는 연구용 시료의 방사선량 측정에 이용될 예정이다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
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• pp.233-238
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• 2003

플라스틱 광섬유섬광체(PSF)를 여러 가닥의 다발로 묶은 방사선센서를 제작하여 $^137Cs$ 감마선원에 적용하여 가닥수에 따른 방사선 계측 특성을 분석하였다. 이를 통하여 센서부위와 전송용 광섬유간의 집광을 용이하게 하는 끝이 가늘어지는 광섬유(Tapered fiber)의 필요성을 발견하였다. Tapered 광섬유의 성능을 예측하기 위하여 polystyrene을 기반으로 미량의 dPOPOP와 PPO 또는 dPBD를 첨가한 Tapered 플라스틱 섬광체를 제작하였으며, $^137Cs$ 선원 1 1.5, 3, 5 ${\mu}Ci$에 적용하여 출력파고 및 방사능과 총계수치 사이의 비례관계를 분석하였다. 본 연구를 통하여 플라스틱 광섬유섬광체를 Tapered 형태로 제작하는 경우 ${\mu}Ci$ 수준의 감마선 장에서 방사선 계측기로 개발될 수 있음을 확인하였다.

• 방사선산업학회지
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• 제17권3호
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• pp.219-224
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• 2023

A high-efficiency underwater radiation monitoring system, HydroGamma, has been developed for detecting ¹³⁷Cs and ¹³¹I in the event of waterborne radiation contamination. The system consists of a 3-inch NaI (Tl) detector, solar panels for power supply, data acquisition and transmission modules, and batteries. HydroGamma also includes a ⁴⁰K calibration source for remote performance evaluation and energy calibration. In this study, some simulations and experiments were carried out to evaluate the minimum detectable activities (MDA) of HydroGamma. We installed the HydroGamma at Tapjeongho Lake in Nonsan-si and acquired background data since MDA is calculated based on the experimental background data. The results show that the minimum detectable activities for ¹³⁷Cs and ¹³¹I were 1.78Bq L^-1 and 1.81Bq L^-1, respectively even though the gamma rays emitted from ⁴⁰K(1,460 keV) affect the minimum detectable activities for them.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제44권2호
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• pp.53-63
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• 2019

Background: As neutron fields are always accompanied by gamma rays, it is essential to distinguish neutrons from gamma rays in the detection of neutrons. Neutrons and gamma rays can be separated by pulse shape discrimination (PSD) methods. Recently, we performed characterization of a stilbene scintillator detector and an EJ-301 liquid scintillator detector with a high-speed digitizer DT5730 and investigated optimized PSD variables for both detectors. This study is for providing a basis for developing fast neutron/gamma-ray dual-particle imager. Materials and Methods: We conducted PSD experiments using stilbene scintillator and EJ-301 liquid scintillator and evaluated neutron and gamma ray discriminability of each PSD method with a $^{137}Cs$ gamma source and a $^{252}Cf$ neutron source. We implemented digital signal processing techniques to apply two PSD methods - the charge comparison (CC) method and the constant time discrimination (CTD) method - to distinguish neutrons from gamma rays. We tried to find optimized PSD variables giving the best discriminability in a given experimental condition. Results and Discussion: For the stilbene scintillator detector, the charge comparison method and the constant time discrimination method both delivered the PSD FOM values of 1.7. For the EJ-301 liquid scintillator detector, both PSD methods delivered the PSD FOM values of 1.79. With the same PSD variables, PSD performance was excellent in $300{\pm}100keVee$, $500{\pm}100keVee$, and $700{\pm}100keVee$ energy regions. This result shows that we can achieve an effective discrimination of neutrons from gamma rays using these scintillator detector systems. Conclusion: We applied both PSD methods to a stilbene and a liquid scintillator and optimized the PSD performance represented by FOM values. We observed a good separation performance of both scintillators combined with a high-speed digitizer and digital PSD. These results will provide reference values for the dual-particle imager we are developing, which can image both fast neutrons and gamma rays simultaneously.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권3호
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• pp.124-130
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• 2011

본 연구에서는 생물학 연구용 방사선 조사기(Gamma Irradiator, Chiyoda Technol Co., Japan)에서 방출되는 Cs-137 감마선에 대하여 선량자료 구축을 위한 선량평가를 수행하였다. 대상 시료는 직경 3 cm인 구형의 물로 가정하였으며 공기커마로부터 선량계산 체계에 따라 흡수선량을 결정하였다. 측정값의 평가를 위하여 이론적 계산 및 몬테칼로 계산(MCNPX)을 이용하여 상호 비교하였다. 측정한 공기커마는 선원과 200 cm 이내에서 이론적 계산과 3.1% 이내로 일치하였다. 최종 결정된 흡수선량은 몬테칼로 계산과 100 cm와 200 cm에서 각각 1.9% 및 3.7%의 차이를 보였다. 본 결과는 비록 단편적이지만 생물 실험용 자료구축을 위한 기초 결과로서 타당하며 추후 다양한 형태의 시료 조건에 대해서 연구를 진행해야 할 것이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권9호
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• pp.3398-3402
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• 2022

We fabricated a 15 m long position-sensitive plastic scintillation optical fiber (PSOF) detector consisting of a PSOF, two photomultiplier tubes, four fast amplifiers, and a digitizer. A single PSOF was used as a sensing part to estimate the gamma-ray source position, and ¹³⁷Cs, an uncollimated solid-disk-type radioactive isotope, was used as a gamma-ray emitter. To improve the sensitivity, accuracy, and measurement time of a PSOF detector compared to those of previous studies, the performance of the amplifier was optimized, and the digital signal processing (DSP) was newly designed in this study. Moreover, we could measure very low dose rates of gamma-rays with high sensitivity and accuracy in a very short time using our proposed PSOF detector. The results of this study indicate that it is possible to accurately and quickly locate the position of a very low dose rate gamma-ray source in a wide range of contaminated areas using the proposed position-sensitive PSOF detector.