시료 전처리가 필요 없는 감마선 분광분석법을 이용하여 지하수 중의 라듐 ($^{226}Ra$) 분석을 위한 측정법을 확립하였다. 방사평형된 딸핵종을 이용한 라듐의 분석 시 가장 문제가 되는 대기 중 라돈 딸핵종에 의한 바탕계수는 측정함 내부로 질소가스를 흘려주므로써 해결하였고, 라듐과 그 딸핵종들 사이의 방사평형 과정에서 생성된 라돈가스의 용기 외부로의 누출은 밀폐된 알루미늄 용기를 사용함으로써 방지할 수 있었다. 또한 측정용기 내부의 공기층에 의한 방사능 변화정도를 조사하기 위하여 임의로 공기층을 만들어 측정한 결과, 물 속에 녹은 라돈의 공기층으로의 발산에 의한 방사능 변화정도는 통상적인 측정오차인 5% 범위 이내였다. 측정 시 검출기 주위로 질소가스를 흘려줌으로서 대기 중 라돈 딸핵종에 의한 간섭을 제거하였고, 검출하한값을 0.02 Bq/L로 낮출 수 있었다. 이는 최근 US Environmental Protection Agency (EPA)에 의하여 제안된 지하수 중의$^{226}Ra$ Maximum Contaminant Level (MCL)인 0.74 Bq/L보다 충분히 작은 값으로서 감마선 분광법을 이용하여 지하수 중의 라듐을 방사능 농도를 정확히 결정할 수 있다는 것을 확인하였다.
Thabet, Abouzeid A.;Hamzawy, A.;Badawi, Mohamed S.
Nuclear Engineering and Technology
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제52권6호
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pp.1271-1276
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2020
The geometrical efficiency of a source-to-detector configuration is considered to be necessary in the calculation of the full energy peak efficiency, especially for NaI(Tl) and HPGe gamma-ray spectroscopy detectors. The geometrical efficiency depends on the solid angle subtended by the radioactive sources and the detector surfaces. The present work is basically concerned to establish a new mathematical approach for calculating the solid angle and geometrical efficiency, based on conversion of the geometrical solid angle of a non-axial radioactive point source with respect to a circular surface of the detector to a new equivalent geometry. The equivalent geometry consists of an axial radioactive point source with respect to an arbitrary elliptical surface that lies between the radioactive point source and the circular surface of the detector. This expression was extended to include coaxial radioactive circular disk source. The results were compared with a number of published data to explain how significant this work is in the efficiency calibration procedure for the γ-ray detection systems, especially in case of using isotropic radiating γ-ray sources in the form of point and disk shapes.
Kim, Sang-Wook;Kwon, Bob-Jin;Park, Jeong-Hoon;Hur, Min-Goo;Yang, Seung-Dae;Jung, Hyun
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제31권4호
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pp.910-914
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2010
A novel synthetic route has been developed to prepare $\alpha$-cobalt hydroxide with intercalated nitrate anions. It was successfully synthesized by $\gamma$-ray irradiation under simple conditions, i.e., air atmosphere, without base. Under $\gamma$-ray irradiation, it leads to the formation of layered cobalt hydroxynitrate compounds which have small crystalline size and have the role of a generator of hydroxyl anion. Structural and morphological characterizations were performed by using power X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), and high resolution transmission electron microscopy (HR-TEM). The component and thermal stability of the sample were respectively measured by Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, elemental analysis, and thermal analyses, including thermogravimetry (TG) and differential thermal analysis (DTA).
Kassem, Said M.;Ahmed, G.S.M.;Rashad, A.M.;Salem, S.M.;Ebraheem, S.;Mostafa, A.G.
Nuclear Engineering and Technology
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제53권6호
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pp.2025-2037
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2021
The influence of lead cations on natural quartz (QZ) from Egypt as a glass shielding material for the composition with nominal formula (10Na2O - (90 - x) QZ - xPbO (where x = 30, 35, 40, 45 and 50 mol %)) was examined. The studied samples are synthesized via the melt quenching method at 1050 ℃. The X-ray diffraction XRD patterns were confirmed the glass nature for studied samples. Moreover, the optical properties, and the transparency for all compositions were examined by UV-Vis spectroscopy. Also, the major elemental composition of the natural quartz were estimated via the X-ray fluorescence (XRF) technique. Further, the density and molar volume were determined. Furthermore, the nuclear shielding parameters such as, mass attenuation coefficient, effective atomic number, electronic density, the total atomic, and electronic cross sections as well as the mean free path, and the half value layer with different gamma ray energies (81 keV-1407 keV) were calculated. Besides, the results showed that the shielding behavior towards the gamma ray radiation for all glass samples was increased as the increment in PbO concentration in the glass system.
보다 정확한 우라늄 농축도 분석은 핵물질 관리를 위하여 중요하다. 본 연구에서는 감마선을 이용한 우라늄 농축도 분석에서 시료와 검출기 사이에 차폐체가 있는 경우와 측정시간 변화에 따른 분석결과에 대한 정확성 평가 및 오차분석을 수행하였다. 우라늄 농축도를 분석하기 위하여 FRAM (Fixed energy Response function Analysis with Multiple efficiencies)을 이용하였다. FRAM에 의한 분석결과의 정확성은 화학 분석 결과와의 비교를 통해 평가되었다. 연구결과 선원과 검출기사이에 차폐체가 존재할 경우 차폐체의 두께변화에 따른 감마선의 세기는 지수함수 형태로 감소하며 감마선에너지 피이크의 반치폭 (FWHM : Full Width at Half Maximum)은 차폐체의 두께에 영향을 거의 받지 않는 것을 보였다. 따라서 시료와 검출기 사이에 차폐체가 있는 경우의 우라늄 농축도 분석에서 FRAM을 이용한 감마선분광 분석은 유용하게 활용될 수 있다. 본 연구 결과는 차폐체 안에 우라늄이 있는 경우 핵물질 분석에 기여할 수 있을 것이 기대된다.
본 연구에서는 실리콘 광 증배소자(Silicon photomultiplier)와 Ce:GAGG 섬광체 단결정을 이용한 섬광검출기를 제작하고, 감마선 분광특성 분석을 통해 기존에 상용화된 LYSO, CsI:Tl 섬광체와의 분광특성을 비교하였다. 섬광체 단결정의 크기는 $3{\times}3{\times}20mm^3$ 이며 $3{\times}3mm^2$ 실리콘 광 증배소자를 이용하여 섬광검출기를 제작한 후, 표준 감마선원인 $^{133}Ba$, $^{22}Na$, $^{137}Cs$, $^{60}Co$에 대한 에너지 분해능을 각각 측정하고 비교하였다. 그 결과 Ce:GAGG 섬광검출기의 감마선에 대한 에너지 분해능은 $^{133}Ba$ 0.356 MeV에서 13.5%, $^{22}Na$ 0.511 MeV에서 6.9%, $^{137}Cs$ 0.662 MeV에서 5.8% 그리고 $^{60}Co$ 1.33 MeV에서 2.3%의 분광 특성을 확인 할 수 있었다.
Alnine pellets were installed in a nuclear power plant for one or two operation cycles and measured by electron spin resonance (ESR) spectrometers for dosimetry. Dose and "x/y ratio", i.e., satellite peak over main center peak ratio, were measured for the returned alanine dosimeters from the nuclear power plant and compared to the values of reference alanine dosimeters exposed only to gamma rays. The variation of the x/y ratio change depended on the population of radicals from each radiation component with different LET. The gamma dose in a mixed radiation field was estimated by an additive gamma ray irradiation experiment and the measured dose rate at specified locations in the containment building.
A fiber-optic beta/gamma dual detector system with two types of sensing probes was fabricated to detect the beta- and gamma-rays simultaneously. As scintillators of the sensing probe type 1, two different inorganic scintillators, $CaF_2(Eu)$ and LYSO(Ce) crystals, were used to obtain the each scintillating efficiency with respect to beta-and gamma-rays and the inherent energy spectra of radioactive isotopes. In the case of the sensing probe type 2, which is composed of two identical inorganic scintillators and a beta shielding material based on the lead, it could discriminate beta- and gamma-rays using a subtraction method. In conclusion, we demonstrated that the proposed fiber-optic beta/gamma dual detector could measure and discriminate beta- and gamma-rays using both energy spectroscopy and subtraction method.
본 연구에서는 배출가스 중에 포함된 NO를 비선택적 촉매환원법으로 환원시켜 제거하기 위하여 Ag와 V의 함량을 여러 가지로 달리하여 ${\gamma}-Al_2O_3$에 담지한 촉매를 제조하였고, 제조한 촉매에 대하여 온도, 산소농도, 아황산가스농도의 변화에 따른 $NO_x$의 전환율에 대하여 연구하였다. 또한 제조한 촉매의 물성분석을 통하여 촉매의 상태와 $NO_x$의 전환율과의 관계를 알아보았다. $AgV/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매의 경우에는 고온에서는 $Ag/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매보다 낮은 $NO_x$ 전환율을 나타내는 반면에 저온에서는$Ag/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매보다 높은 $NO_x$ 전환율을 나타내었고, 반응가스 중에 $SO_2$가 함유되어 있어도 $NO_x$의 전환율이 낮아지지 않았다. 반응실험 전 후의 촉매에 대하여 X-ray Diffraction, X-ray Photo electron Spectroscopy, Temperature Programmed Reduction, Ultraviolet-Visible Diffuse Reflectance Spectroscopy 등의 분석결과와 반응실험 결과를 비교하여 볼 때 V가 포함됨으로 인하여 Ag의 산화상태가 잘 유지되지 못하여 고온에서는 $NO_x$ 전환율이 낮아지며, $300^{\circ}C$ 이하의 저온에서는 V의 촉매작용으로 인하여 $NO_x$ 전환율이 높아진 것으로 나타났다.
The characteristic X-rays emitted from materials after gamma ray exposure was simulated and measured. A CdTe semiconductor detector and a $^{57}Co$ radiation source were used for energy spectroscopy. The types of materials could be identified by comparing the measured energy spectrum with the theoretical X-ray transition energy of the material. The sample composition was represented by the $K_{\alpha1}$-line (Siegbahn notations), which has the highest intensity among the characteristic X-rays of each atom. The difference between the theoretic prediction and the experimental result of K-line measurement was < 0.61% even if the characteristic X-rays from several materials were measured simultaneously. 2D images of the mixed materials were acquired with very high selectivity.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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