Ali Hachem;Yoann Moline;Gwenole Corre;Bassem Ouni;Mathieu Trocme;Aly Elayeb;Frederick Carrel
Nuclear Engineering and Technology
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제55권11호
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pp.4057-4065
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2023
Organic scintillators are widely used for neutron/gamma detection. Pulse shape discrimination algorithms have been commonly used to discriminate the detected radiations. These algorithms have several limits, in particular with plastic scintillator which has lower discrimination ability, compared to liquid scintillator. Recently, machine learning (ML) models have been explored to enhance discrimination performance. Nevertheless, obtaining an accurate ML model or evaluating any discrimination approach requires a reference neutron dataset. The preparation of this is challenging because neutron sources are also gamma-ray emitters. Therefore, this paper proposes a pipeline to prepare clean labeled neutron/gamma datasets acquired by an organic scintillator. The method is mainly based on a Time of Flight setup and Tail-to-Total integral ratio (TTTratio) discrimination algorithm. In the presented case, EJ276 plastic scintillator and 252Cf source were used to implement the acquisition chain. The results showed that this process can identify and remove mislabeled samples in the entire ToF spectrum, including those that contribute to peak values. Furthermore, the process cleans ToF dataset from pile-up events, which can significantly impact experimental results and the conclusions extracted from them.
이 보고는 처음에 Li drifted Ge 검출기에 관해서 이 Li drifted Ge 검출기에 의한 열중성자로부터의 Cl(n, r) 반응에서 생기는 r선 스텍트로를 보여준다. 이 Li drifted Ge 검출기의 에너지 분해능은 의 122KeV에서 4.5KeV, 의 1333KeV에서 10KeV이다.
방사선 특히, 엑스선 또는 감마선으로부터 인체를 보호하기 위해 납(Pb)으로 된 보호 장구를 광범위하게 사용해왔다. 최근 납 중독 및 환경오염의 문제로 납을 대신하는 무연 방사선 차폐재의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 차폐재의 성능 확보를 위해서는 제작 및 평가의 순환 사이클을 반복하게 된다. 본 연구는 실제 무연 방사선 차폐소재의 제작에 앞서 차폐재의 성능을 몬테카를로 전산모사를 통해 확인함으로써 가능한 차폐소재의 조합을 연구하였다. 방사선 차폐소재의 평가에 사용되는 조건으로 엑스선관을 Geant4를 이용하여 전산모사하고 획득된 광자 스펙트럼을 이용하여 텅스텐과 비스무스의 조합에 따른 차폐소재의 성능을 평가하였다. 차폐소재의 공극에 따른 성능 저하도 평가하였다. 방사선 차폐 소재 개발 시 공극률을 줄이는 것이 중요한 인자라는 것을 알 수 있었다.
Radiation degradation of crosslinked polyethylene(XLPE) was investigated using thermogravimetric analysis(TGA), The results of TGA were compared with FT-IR, melting temperature, oxidation induction time, and elongation at break on the XLPE exposed by $\gamma$-ray. 5% decomposition temperature of $\gamma$-ray irradiated XLPE showed similar tendencies with the case of elongation at break. Both properties agreed below 1000 KGy, however, did not show any remarkable characteristics above 1000 kGy, these properties can be useful to evaluate the radiation degradation of XLPE for only low irradiated region. Above 1000 kGy, the thermal decomposition activation energy showed decreased, on the contrary, increasing below 1000 kGy. Compared with FT-IR spectrum of irradiated XLPE, it was confirmed that the oxidation reaction was still occurring below 1000 kGy. Radiation degradation of XLPE was dependent upon the irradiation doses, TGA can be a useful tool to evaluate the degradation.
각종 CD와 여러 종류의 화합물, pH indicator, biostain, 아미노산, 천연배당체, 그리고 fatty acid 간의 inclusion complex 형성능을 비교하였다. Fatty acid가 각종 CD에 대한 포접형성능과 선택성 이 높아 CD 분리용 ligand로 적합함을 알았다. Fatty acid의 포접능과 선택성은 탄소쇄의 길이와 밀접한 상관관계를 나타내어 capric acid는 ${\alpha}$- CD와 palmitic acid는 ${\beta}$-CD와 높은 선택성을 보였다. Complex형성에 미치는 반융조건인 흔합 농도비, pH, ionic strength, 그리고 온도의 영향을 검토하였다. 적정 혼합 농도비는 CD가 50mM 그리고 lig and 인 fatty acid가 50mM 일 때 였으며 , 온도가 중 요한 형성조건으로 작용하였다. 포접되지 않은 CD 와 fatty acid가 포접 된 CD의 분자구조를 X-ray diffraction과 IR spectrum을 사용하여 비교 검토하였으며, DSC로 inclusion complex 형성반응의 ent thalpy의 변화값(${\gamma}H$)을 측정하여 발열반응임을 확인하였다.
M형 Ba-ferrite 결정에서 5가지 자리에 위치한 Fe 이온의 열 진동에 관하여 M$\ddot{o}$ssbauer 분광법과 Raman 분석으로 연구하였다. 결정의 c-축 방향을 기준으로 감마선을 여러 방향으로 조사하여 각 방향에 대한 열진동의 형태를 측정 분석하였다. 특히 2b 자리에서 c-축 방향의 진동은 다른 방향 보다 매우 활발하여 M$\ddot{o}$ssbauer 공명 흡수에 큰 변화를 일으키고 있으며 Raman 측정에서도 2b 자리의 진동이 매우 크게 나타나는 특이한 성질을 나타내고 있다.
Traveling heater method(THM) 방법을 이용하여 성장시킨 CdZnTe(CZT) 단결정 방사선 소자에 대한 고에너지(high energy) 감마선 에너지 분해능(energy resolution)을 평가하고자 $6{\times}6{\times}12mm^3$ 크기의 CZT 소자를 제작하였다. 두꺼운 방사선 소자의 경우, 전자에 비해 상대적으로 이동속도가 느린 정공(hole)으로 인해 발생하는 hole-tailing 효과가 심화되어 고에너지 영역의 에너지 분해능이 저하되는 현상이 발생한다. 전자(electron)와 정공(hole)의 두 개의 전하 운반자(charge carrier) 중에서 하나의 전하 운반자를 선택적으로 수집하여 에너지 분해능을 높이는 것이 가능하다. 가상 Frisch-그리드(virtual Frisch-grid) 소자는 소자 내부의 가중 퍼텐셜(weighting potential)을 조절하여 전자에 의한 유도전류(induced current)만을 선택적으로 이용하는 방법으로써 제작 과정과 적용이 용이하다. 본 연구에서는 THM 방법으로 성장한 큰 부피의 CZT 방사선 소자의 특성과 가상 Frisch-그리드의 효용성을 평가하였다. 가상 Frisch-그리드의 적절한 위치와 너비는 Maxwell ver.14(ANSYS, 미국)를 이용하여 모의실험으로 정하였다. $^{137}Cs$ 동위원소를 이용한 펄스 높이 스펙트럼(pulse height spectrum) 측정에서 가상 Frisch-그리드를 적용했을 때 662 keV 피크에 대해 2.2%의 에너지 분해능을 확인할 수 있었다.
$^{241}Am-Be$(${\alpha}$, n) 중성자 선원의 중성자/감마선(n/${\gamma}$) 복합 방사선장에서 $^6Li$(n, ${\alpha}$)T 핵반응을 이용하고 두 섬광체, BC 501($C_8H_{10}$)과 Cerium의 섬광 감쇠 시간차와 동일 섬광체 내에서의 n/${\gamma}$에 대한 서로 다른 섬광감쇠 시간차를 병용하여 PSD(Pulse Shape Disciminator) 및 CFD(Constant Fraction Discriminator) 방법으로 n와 ${\gamma}$성분을 분리 측정하였으며 $^6Li$ 속중성자 분광계의 figure of merit는 1.36으로 평가되었다.
장미는 국화, 난과 더불어 3대 화훼작물에 속하며, 절화 및 분화, 조경, 꽃꽂이 등 활용범위가 광범위하다. 본 연구는 장미의 발근된 삽수와 발근 전 삽수에 감마선을 조사하여 생존율과 돌연변이 발생빈도, 변이 스펙트럼을 비교하기 위해 실시하였다. 실험재료로는 스프레이형 장미 3품종('러블리디아', '엘로우바베', '햇살')과 스탠다드형 장미 2품종('비탈', '아쿠아')를 사용하였으며, 감마선 조사는 발근된 삽수와 발근 전 삽수로 구분하여 한국원자력연구원 저준위 감마선 조사시설에서 70Gy로 조사하였다. 발근 전 삽수의 감마선 처리구는 발근 후 생존개체만 정식하였으며, 발근된 삽수의 감마선 처리구는 바로 정식하였다. 생존율과 돌연변이 발생빈도, 변이 스펙트럼은 정식 후 30주에 비교하였다. 그 결과 발근된 삽수의 감마선 처리구는 생존율과 돌연변이 발생빈도가 각각 39.4%~55.1%, 0.7%~7.4%로 나타났으며, 발근 전 삽수의 감마선 처리구는 각각 16.4%~50.8%, 0%~5.1%로 확인되었다. 결론적으로 발근된 삽수가 발근 전 삽수에 비해 감마선 조사 시 상대적으로 높은 생존율과 돌연변이 발생빈도를 보인다. 하지만 생존개체만을 대상으로 돌연변이 발생빈도를 비교할 경우 발근 삽수의 경우 1.8%~14.1%, 발근 전 삽수의 경우 0%~10%로 품종간의 차이는 다소 있으나 전체적으로 큰 차이가 없는 것을 확인할 수 있다. 또한, 발근 삽수와 미발근 삽수 모두 다양한 화색, 화형, 꽃잎 수의 변이가 확인되어 변이 스펙트럼에서도 큰 차이를 확인할 수 없었다. 미발근 삽수를 방사선 처리에 바로 이용해도 발근 삽수가 차이가 없으므로 앞으로 이용 가능할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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