• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1741-1744
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• 2005

The electron beam machining provides very high resolution up to nanometer scale, hence the E-Beam writing technology is rapidly growing in MEMS and nano-engineering areas. For E-Beam machining, $2^{nd}$ electron detector is required to see a machined sample at the stage. The $2^{nd}$ electron detector is composed of scintillator and photomultiplier with signal amplifier and high voltage power supplier. Since a photomultiplier tube is an extremely high-sensitivity photodetector, the signal light level to be detected is very low and therefore particular care must be exercised in shielding external light. In this paper, the design methodology of $2^{nd}$ electron detector and the image noise removal method are introduced.

• 방사선산업학회지
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• 제9권1호
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• pp.15-20
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• 2015

Carbon fiber has received much attention owing to its properties, including a large surface-to-volume ratio, chemical and thermal stability, high thermal and electrical conductivity, and high mechanical strengths. In particular, magnetic nanopowder dispersed carbon fiber has been attractive in technological applications such as the electrochemical capacitor and electromagnetic wave shielding. In this study, the nickel-oxide-nanoparticle dispersed polyacrylonitrile (PAN) fibers were prepared through an electrospinning method. Electron beam irradiation was carried out with a 2.5 MeV beam energy to stabilize the materials. The samples were then heat-treated for stabilization and carbonization. The nanofiber surface was analyzed using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM). The crystal structures of the carbon matrix and nickel nanopowders were analysed using X-ray diffraction (XRD). In addition, the magnetic and electrical properties were analyzed using a vibrating sample magnetometer (VSM) and 4 point probe. As the irradiation dose increases, the density of the carbon fiber was increased. In addition, the electrical properties of the carbon fiber improved through electron beam irradiation. This is because the amorphous region of the carbon fiber decreases. This electron beam effect of PAN fibers containing nickel nanoparticles confirmed their potential as a high performance carbon material for various applications.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제41권2호
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• pp.141-147
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• 2016

Background: A project for building a neutron time-of-flight (nTOF) facility is progressing. We expect that the construction will start in early 2016. Before that, a detailed simulation based on the current architectural drawings was performed to optimize the performance of our facility. Materials and Methods: Currently, several parts had been modified or changed from the original design to reflect requirements such as the layout of the electron beam line, shape of the vacuum chamber producing a neutron beam, and the underground layout of the nTOF facility. Detailed analysis for these modifications has been done with MCNP simulation. Results and Discussion: An overview of our photo-neutron source and KAERI nTOF facility were introduced. The numerical simulations for heat deposition, source term, and radiation shielding of KAERI nTOF facility were performed and the results are discussed. Conclusion: We are expecting that the construction of the KAERI nTOF facility will start in early 2016, and these results will be used as basic data.

• Macromolecular Research
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• 제13권3호
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• pp.194-205
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• 2005

The network structure of Ni-coated carbon black (NCB) composites filled with phenolic resin was investigated by means of using scanning electron microscopy, viscosity, interfacial tension, shrinkability, Flory-Huggins interaction parameters, and swelling index. The electrical properties of the composites have been characterized by measurement of the specific conductivity as a function of temperature. Additionally, the variation of conductivity with temperature for the composites has been reported and analyzed in terms of the dilution volume fraction, relative volume expansion, and barrier heights energy. The thermal stability of phenolic-NCB composites has been also studied by means of the voltage cycle processes. The experimental data of EMI wave shielding were analyzed and compared with theoretical calculations. The mechanical properties such as tensile strength, tensile modulus, hardness and elongation at break (EB) of NCB-phenolic resin composites were also investigated.

• 대한방사선치료학회지
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• 제25권2호
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• pp.145-151
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• 2013

목 적: 본 연구에서 우리는 6 MeV 전자선의 조사야 확대에 따른 선량변화가 차폐물질 원자번호와 관계가 있음을 알아보고 그 영향인자를 분석 하고자 한다. 대상 및 방법: 먼저 평행평판형 전리함(Exradin P11)을 $25{\times}25cm^2$ 폴리스티렌 팬텀표면에 평탄하게 끼운다. 허용투과율 5% 두께의 알루미늄, 구리, 납 물질들을 팬텀 상단에 차폐시킨 후 조사야 $6{\times}6$, $10{\times}10$ 그리고 $20{\times}20cm^2$별로 측정하였다. 조사조건은 선원-표면간거리 100 cm에서 기준조사야인 $10{\times}10cm^2$에 6 MeV 전자선을 이용하여 100 cGy 조사하였다. 다음으로 MCNP (Monte Carlo N Particle Transport Code)를 이용하여 각 물질 통과 후 발생되는 광자수, 전자수, 그리고 축적에너지를 계산하였다. 결 과: 허용투과율 5% 두께에 대한 차폐물 종류에 따른 측정결과 조사야 $10{\times}10cm^2$을 기준으로 한 $6{\times}6cm^2$과 $20{\times}20cm^2$의 두께변화율은 알루미늄에서 각각 +0.06%와 -0.06%, 구리에서 각각 +0.13%와 -0.1%, 납에서 각각 -1.53%와 +1.92%였다. 계산결과 조사야 $10{\times}10cm^2$ 대비 $6{\times}6cm^2$, $20{\times}20cm^2$의 축적에너지는 차폐를 하지 않았을 경우 각각 -4.3%와 +4.85%, 알루미늄 사용 시 각각 -0.87%와 +6.93%, 구리 사용 시 각각 -2.46%와 +4.48%, 납 사용 시 각각 -4.16%와 +5.57%였다. 광자수의 경우 차폐를 하지 않았을 경우 각각 -8.95%와 +15.92%, 알루미늄 사용 시 각각 -15.56%와 +16.06%, 구리 사용시 각각 -12.27%와 +15.53%, 납 사용 시 각각 -12.36%와 +19.81%였다. 전자수의 경우 차폐를 하지 않았을 경우 각각 -3.92%와 +4.55%, 알루미늄 사용 시 각각 +0.59%와 +6.87%, 구리 사용 시 각각 -1.59%와 +3.86%, 납 사용 시 각각 -5.15%와 +4.00%였다. 결 론: 본 연구로 조사야 증가함에 따른 차폐물 두께가 저 원자번호에서 감소하며, 고 원자번호에서는 증가함을 볼 수 있었으며, 계산을 통해 저 원자번호물질에서는 저지방사선, 고 원자번호물질에서는 산란전자가 영향을 주는 것을 알 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.627-634
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• 2020

본 연구는 기존의 납을 대신해 친환경 물질인 황산바륨과 3D 프린터 소재인 PLA 필라멘트를 혼합하여 형태학적 구현을 위한 차폐체를 개발하고자 하였다. 환경 물질인 황산바륨 분말 가루와 3D프린터 소재인 PLA 필라멘트를 사용하였으며, 황산바륨 분말 가루와 PLA를 혼합하기 위하여 압출기로 융합 후 3D 프린터로 차폐체를 제작하였다. 황산바륨 파우더 분말 가루와 PLA 필라멘트 혼합비율을 확인하기 위해 혼합입도를 분석하였으며, 혼합된 차폐체의 차폐능을 확인하기 위해 황산바륨 함유량에 따른 두께별 흡수선량을 구하여 선량을 평가한 후 차폐능을 분석했다.황산바륨 분말 입자와 PLA 필라멘트 혼합 입도 평가 시 외관상과 주사전자현미경 관찰사진에서 함유량이 30%일 때 가장 적정비율로 혼합된 것을 확인하였다. 황산바륨 함유량에 따른 두께별 흡수선량 결과에서 함유량이 0%일 때와 각 % 별 함유량을 비교했을 때 두께 0.5 cm에서 흡수선량의 차이가 가장 크게 나타났으며, 바륨함유량이 30%일 때 두께 3 cm에서 가장 낮은 선량값을 나타냈다. 또한 바륨함유량이 30%를 기점으로 함유량이 증가할수록 흡수 선량값은 다시 높아지는 결과가 나타났다. 기존의 납 대신 친환경 물질인 황산바륨을 필라멘트 소재인 PLA와 혼합하여 형태학적인 차폐체를 만들 수 있었다. 혼합물에 대한 바륨의 혼합비율은 30%가 가장 적절하며, 본 연구를 토대로 진단 방사선 분야 내 3D 프린터를 이용한 형태학적 차폐체 구현을 위한 기초 자료로 사용될 것으로 기대한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권6호
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• pp.2253-2261
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• 2022

In this study, nano-scaled shielding materials were assembled and fabricated by doping different weight percentages of Nano-mercuric oxide (N-HgO) into Nano-Bentonite (N-Bent) based on using (100-x% N-Bent + x% N-HgO, x = 10, 20, 30, and 40 wt %). The fabricated N-HgO/N-Bent nanocomposites were characterized by FT-IR, XRD, and SEM and evaluated to evaluate their shielding properties toward gamma radiation by using four different γ-ray energies form three point sources; 356 keV from ¹³³Ba, 662 keV from ¹³⁷Cs as well as 1173, and 1332 keV from ⁶⁰Co. The γ-rays mass attenuation coefficients were plotted as a function of the doped N-HgO concentrations into N-HgO/N-Bent nanocomposites. The computed values of mass attenuation coefficients (µ_m), effective atomic number (Z_eff) and electron density (N_el) by the as-prepared samples were found to increase, while the half value layer (HVL) and mean free path (MFP) were identified to decrease upon increasing the N-HgO contents. It was concluded also that the increase in N-HgO concentration led to a direct increase in the mass attenuation coefficient from 0.10 to 0.17 cm²/g at 356 keV and from 0.08 to 0.09 cm²/g at 662 keV. However, a slight increase was observed in the identified mass attenuation coefficients at (1172 and 1332 keV).

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2005년도 추계 학술대회 논문집
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• pp.301-306
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• 2005

나노 규모의 1차원 양자 구조물을 이용한 전자선 차폐 가능성에 관한 이론적 배경과 한계를 정리한다. 나노 구조물을 이용한 전자선 차폐는 차폐재의 경량화와 소형화에 크게 기여할 것으로 예상되나, 실용화를 위해서는 아직 연구되어야 할 분야가 많다. 임의의 1차원 포텐셜 장벽을 대상으로 양자투과계수 계산을 실행하여, 나노 구조물의 전자선 차폐와 관련된 문제점들을 살펴본다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권12호
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• pp.1047-1053
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• 2016

본 연구에서는 최대 출력 6.3 kW의 연속 출력 파형 파이버 레이저를 사용하여 순 티타늄 용접을 실시하였다. 용접 시 티타늄은 산화 및 질화로 인한 취성영역을 형성하기 쉽기 때문에 적절한 실드가스를 사용하여 용접부를 대기로부터 보호해야한다. 따라서 최적의 실드가스를 선정하기 위하여 실드가스의 종류를 변화시켜 실험을 실시하였으며 그에 따른 용접성을 평가하였다. 비드색을 통하여 산화 및 질화정도를 간접적으로 판별하였으며 EDS와 EPMA를 사용하여 용접부의 성분분석을 실시하였다. 또한 광학 현미경 및 전자 주사 현미경으로 용접부의 미세조직을 관찰하였으며 경도측정을 통해 기계적 특성을 파악하였다. 용접부가 산화 또는 질화될 경우 회색 또는 노란색의 비드를 얻을 수 있었으며 비드표면뿐만 아니라 용접부 내부까지 산소 및 질소량이 증가하여 경도값이 모재 대비 3배 이상 크게 증가하였다. 결과적으로 아르곤 가스를 전면실드에 사용하였을 때 은백색의 건전한 비드를 얻을 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권3호
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• pp.1061-1070
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• 2023

Over the last few years, lead-free inorganic metal perovskites have gained impressive ground in empowering satellites in space exploration owing to their material stability and performance evolution under extreme space environments. The present work has examined the versatility of eight such perovskites as space radiation shielding materials by computing their photon, charged particles and neutron interaction parameters. Photon interaction parameters were calculated for a wide energy range using PAGEX software. The ranges of heavy charged particles (H, He, C, N, O, Ne, Mg, Si and Fe ions) in these perovskites were estimated using SRIM software in the energy range 1 keV-10 GeV, and that of electrons was computed using ESTAR NIST software in the energy range 0.01 MeV-1 GeV. Further, the macroscopic fast neutron removal cross-sections were also calculated to estimate the neutron shielding efficiencies. The examined shielding parameters of the perovskites varied depending on the radiation type and energy. Among the selected perovskites, Cs₂TiI₆ and Ba₂AgIO₆ displayed superior photon attenuation properties. A 3.5 cm thick Ba₂AgIO₆-based shield could reduce the incident radiation intensity to half its initial value, a thickness even lesser than that of Pb-glass. Besides, CsSnBr₃ and La_0.8Ca_0.2Ni_0.5Ti_0.5O₃ displayed the highest and lowest range values, respectively, for all heavy charged particles. Ba₂AgIO₆ showed electron stopping power (on par with Kovar) better than that of other examined materials. Interestingly, La_0.8Ca_0.2Ni_0.5Ti_0.5O₃ demonstrated neutron removal cross-section values greater than that of standard neutron shielding materials - aluminium and polyethylene. On the whole, the present study not only demonstrates the employment prospects of eco-friendly perovskites for shielding space radiations but also suggests future prospects for research in this direction.