• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권5호
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• pp.1036-1042
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• 2020

Fast-Neutron Multiplicity Counter based on Liquid Scintillator Detector can directly measure the fast neutron multiplicity emitted by UO₂ rod. HPGe gamma spectrometer; which has superior energy resolution; is routinely used for the gamma energy spectrum measurement. Combing Fast-Neutron Multiplicity Counter and HPGe γ-spectrometer, the n/γ joint measurement system is developed. The fast neutron multiplicity and gamma energy spectrum of UO₂ rod assemblies under different conditions are measured by the n/γ joint measurement system. The induced fission rate and the ²³⁵U abundance, thereby the ²³⁵U mass; can be obtained for UO₂ rod assemblies. The ²³⁵U mass deviation of the measured value from the reference value is less than 5%. The results show that the n/γ joint measurement system is effective and applicable in the measurement of the ²³⁵U mass in samples.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.819-824
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• 2019

본 연구에서 서로 다른 양성자 에너지를 사용하여 핵반응에 의해 생성된 감마선의 차이를 통해 고에너지 양성자 Pb(p, nx) 핵반응에서 생성된 동위원소를 식별하는 방법을 제안했다. 한국원자력연구원의 100-M eV 양성자 선형 가속기에서 생성된 고 에너지 양성자를 이용하여 실험을 수행 하였다. 양성자 핵반응을 통해 생성된 다양한 핵종에 의해 생성된 감마선은 HPGe 검출기로 구성된 감마선 분광법 시스템을 사용하여 측정되었습니다. 감마선 표준선원은 감마선 검출기의 정확한 에너지교정 및 효율측정을 위해 사용되었습니다. 제안한 방법을 위하여 동일한 천연 납 시료에 서로 다른 100 및 60 MeV 양성자 에너지빔을 사용하였다. 이 방법은 동일한 시료에서 발생되는 감마선들을 서로 비교함으로써 생성된 핵종들을 확인하는데 매우 효과적임을 알 수 있었다. 이 연구의 결과는 향후 다른 양성자 핵반응 결과를 얻는데도 매우 효과적으로 적용될 것이라 생각된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.503-510
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• 2020

콘크리트는 원자력 시설의 차폐용 구조물로 광범위하게 사용되고 있는 재료이다. 하지만, 시설의 해체 시 양적으로 가장 많이 발생하는 방사성 폐기물이기도하다. 콘크리트는 중성자를 포획하여 다양한 방사성 핵종을 생성하기 때문에 해체 전에 시료를 채취하여 방사능 측정 및 평가를 수행해야 한다. 측정은 주로 HPGe 검출기를 이용하는데 시료의 정확한 방사능 판정을 위해는 기하학적 보정인자, 자가흡수 보정인자, 계측기의 절대효율 등 효과적인 보정인자를 측정치에 반영해야 한다. 보정인자는 기하학적 및 화학적 상태가 실제 시료와 동일한 표준시료를 이용해서 동일한 측정조건 하에서 획득한다. 하지만, 콘크리트는 다양한 구성물질과 높은 밀도로 전처리가 제한적이므로 콘크리트 표준시료를 제작하는 것은 매우 어렵다. 또한 코어드릴(core drill)을 사용하여 채취되는 콘크리트 시료는 체적선원이므로 직경에 대한 기하학적 보정과 밀도에 대한 자가흡수에 대한 보정이 필수적이다. 따라서, 최근에는 많은 연구자들이 표준선원을 제작 후 측정하는 대신 몬테카를로 전산모사(Monte Carlo simulation)을 이용하여 효과적인 보정인자들을 계산하는 연구를 수행하고 있다. 본 연구에서는 Monte Carlo code 중 하나인 Geant4를 이용하여 방사화 콘크리트에서 가장 많이 생성되는 핵종인 ¹⁵²Eu, ⁶⁰Co에서 방출되는 감마선 에너지에 대한 콘크리트 코어시료의 직경과 밀도에 따른 보정인자를 산출하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.953-960
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• 2022

양성자과학연구단의 100-MeV 양성자선형가속기의 양성자를 사용하여 천연 ¹⁶⁹Tm과 핵반응을 일으켜 ¹⁶⁷Yb 방사성동위원소를 생성하였다. 생성된 동위원소는 17.5분의 반감기를 가지며 ¹⁶⁷Tm로 붕괴한다. 이때 발생하는 감마선을 HPGe 검출시스템을 사용하여 측정하였다. 검출기의 에너지 교정 및 검출기의 효율 측정은 표준선원을 사용하여 결정하였다. 기존에 알려진 Table of Isotopes의 주요 감마선 에너지는 모두 측정되었다. 한편, 현재까지 알려진 발생되는 감마선의 강도에 대한 정보는 매우 부정확한 상황이다. 따라서 본 연구를 통하여 주요 감마선에 대한 붕괴 강도를 정확하게 측정하였다. 전체적으로 기존에 알려져 있던 결과들과 상이한 차이를 보였으며 특히 113.3 및 106.2 keV 감마선 같은 주 붕괴 감마선의 강도들이 과대평가 되었다는 사실을 알게 되었고 62.9, 116.7 및 143.56 keV의 감마선 들은 과소평가 된 감마선들임을 알게 되었다. 본 연구의 결과는 핵융합 연구, 천체 물리학 및 핵물리 분야에 있어서 중요한 정보가 될 것으로 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제33권4호
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• pp.129-135
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• 2022

Purpose: A full-energy-peak (FEP) efficiency correction is required through a Monte Carlo simulation for accurate radioactivity measurement, considering the geometrical characteristics of the detector and the sample. However, a relative deviation (RD) occurs between the measurement and calculation efficiencies when modeling using the data provided by the manufacturers due to the randomly generated dead layer. This study aims to optimize the structure of the detector by determining the dead layer thickness based on Monte Carlo simulation. Methods: The high-purity germanium (HPGe) detector used in this study was a coaxial p-type GC2518 model, and a certified reference material (CRM) was used to measure the FEP efficiency. Using the MC N-Particle Transport Code (MCNP) code, the FEP efficiency was calculated by increasing the thickness of the outer and inner dead layer in proportion to the thickness of the electrode. Results: As the thickness of the outer and inner dead layer increased by 0.1 mm and 0.1 ㎛, the efficiency difference decreased by 2.43% on average up to 1.0 mm and 1.0 ㎛ and increased by 1.86% thereafter. Therefore, the structure of the detector was optimized by determining 1.0 mm and 1.0 ㎛ as thickness of the dead layer. Conclusions: The effect of the dead layer on the FEP efficiency was evaluated, and an excellent agreement between the measured and calculated efficiencies was confirmed with RDs of less than 4%. It suggests that the optimized HPGe detector can be used to measure the accurate radioactivity using in dismantling and disposing medical linear accelerators.

• 대한방사선방어학회:학술대회논문집
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• 대한방사선방어학회 2009년도 추계 학술발표
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• pp.64-65
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• 2009

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2010년도 학술논문요약집
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• pp.383-384
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• 2010

• 대한방사선방어학회:학술대회논문집
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• 대한방사선방어학회 2009년도 춘계 학술발표
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• pp.116-117
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• 2009

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제44권7호
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• pp.781-790
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• 2012

The HyperGam program was developed for the analysis of complex HPGe ${\gamma}$-ray spectra. The previous version of HyperGam was mainly limited to the analysis of ${\gamma}$-ray peaks and the manual logging of the result. In this study, it is specifically developed into a tool for the isotopic analysis of spectra. The newly developed features include nuclide identification and activity determination. An algorithm for nuclide identification was developed to identify the peaks in the spectrum by considering the yield, efficiency, energy and peak area for the ${\gamma}$-ray lines emitted from the radionuclide. The detailed performance of nuclide identification and activity determination was accessed using the IAEA 2002 set of test spectra. By analyzing the test spectra, the numbers of radionuclides identified truly (true hit), falsely (false hit) or missed (misses) were counted and compared with the results from the IAEA 2002 tests. The determined activities of the radionuclides were also compared for four test spectra of several samples. The result of the performance test is promising in comparison with those of the well-known software packages for ${\gamma}$-ray spectrum analysis.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권3호
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• pp.860-866
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• 2019

The lead element or its salts are good radiation shielding materials. However, their toxic effects are high. Due to less toxicity of bismuth salts, the radiation shielding properties of the bismuth salts have been investigated and compared to that of lead salts to establish them as a better alternative to radiation shielding material to the lead element or its salts. The transmission geometry was utilized to measure the mass attenuation coefficient (${\mu}/{\rho}$) of different salts containing lead and bismuth using a high-resolution HPGe detector and different energies (between 81 and 1333 keV) emitted from point sources of $^{133}Ba$, $^{57}Co$, $^{22}Na$, $^{54}Mn$, $^{137}Cs$, and $^{60}Co$. The experimental ${\mu}/{\rho}$ results are compared with the theoretical values obtained through WinXCOM program. The theoretical calculations are in good agreement with their experimental ones. The radiation protection efficiencies, mean free paths, effective atomic numbers and electron densities for the present compounds were determined. The bismuth fluoride ($BiF_3$) is found to have maximum radiation protection efficiency among the selected salts. The results showed that present salts are more effective for reducing the intensity of gamma photons at low energy region.