• 제목/요약/키워드: High counting rate

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Comparative Study of Tritium Analysis Method with High-Volume Counting Vial

  • Yoon, Yoon Yeol;Kim, Yongcheol
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제45권3호
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    • pp.142-146
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    • 2020
  • Background: Tritium (3H) analysis in groundwater was difficult because of its low activity. Therefore, the electrolytic enrichment method was used. To improve the detection limit and for performing simple analysis, a high-volume counting vial with the available liquid scintillation counter (LSC) was investigated. Further, it was compared with a conventional 20-mL counting vial. Materials and Methods: The LSC with the electrolytic enrichment method was used 3H analysis in groundwater. A high-volume 145-mL counting vial was compared with a conventional 20-mL counting vial to determine the counting characteristics of different LSCs. Results and Discussion: When a Quantulus LSC was used, the counting window between channels 35 and 250 was used. The background count was approximately 1.86 cpm, and the counting efficiency increased from 8% to 40% depending on the mixing ratio of the volume of sample and cocktail solution. For LSC-LB7, the optimum counting window was between 1 and 4.9 keV, which was selected by the factory (Hitachi Aloka Medical Ltd., Japan) by considering quenching using a standard external gamma source. The background count of LSC-LB7 was approximately 3.60 ± 0.29 cpm when the 145-mL vial was used and 2.22 ± 0.17 cpm when the 20-mL vial was used. The minimum detectable activity (MDA) of the 20-mL vial was greater for LSC-LB7 than for Quantulus. The MDA with the 145-mL vial was improved to 0.3 Bq/L when compared with the value of 1.6 Bq/L for the 20-mL vial. Conclusion: The counting efficiency when using the 145-mL vial was 27%, whereas it was 18% when using the 20-mL vial. This difference can be attributed to the vial volume. The figure of merit (FOM) of the 145-mL vial was four times greater than that of the 20-mL vial because the volume of the former vial is approximately seven times greater than that of the latter. Further, the MDA for 3H decreased from 1.6 to 0.3 Bq/L. The counting efficiency and FOM of LSC-LB7 was slightly less than those of Quantulus when the 20-mL vial was used. The background counting rate of the Quantulus was lower than that of the LSC-LB7.

세 자리 수의 불규칙 배열 대상에 대한 초등학교 2학년의 수 세기 분석 (Analysis of Second Graders' Counting an Irregular Arrangement of Three-Digit Objects)

  • 장혜원
    • 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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    • 제36권4호
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    • pp.469-486
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    • 2022
  • 수 세기는 수 개념 및 연산과의 관련성으로 인해 수학 학습에서 기초적이면서도 중요한 위상을 차지한다. 특히 큰 수 세기는 수학 학습 초기의 수 개념 도입시 수 세기가 요구하는 일대일 대응이나 기수의 원리 등은 물론 자릿값의 이해를 포함하는 구조적 세기라는 점에서 핵심 학습 요소라 할 만하다. 본 연구는 현행 교과서 활동으로 구성되어 있지 않아 학생들의 경험이 전무할 것으로 예상되는 큰 수에 대한 수 세기 가능 여부 및 세기 전략을 파악하여 교수학적 시사점을 도출하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 세 자리 수까지 학습하였고 교과서 활동으로서 묶어 세기와 뛰어 세기를 경험한 초등학교 2학년 학생 89명을 대상으로 세 자리 수만큼의 대상이 불규칙적으로 배열된 그림에서 수 세기 및 세기 방법을 묻는 문항으로 구성된 검사지를 제공하였다. 학생 응답을 정오답률과 사용한 세기 전략 및 인지적 특징 측면에서 분석한 결과, 오답률이 매우 높고 십진 원리, 묶어 세기, 1씩 세기, 부분합 전략 등의 사용이 확인되었다. 이와 같은 분석 결과에 기초하여 교과서 활동으로서 큰 수 세기 활동을 포함할 필요성을 비롯한 몇 가지 교수학적 시사점을 도출하였다.

Lung Ventilation SPECT에서 LEAP Collimator의 유용성에 관한 연구 (The Study on Usefulness of LEAP Collimator in Lung Ventilation SPECT)

  • 김정수;김수미;김진의;이재성;이동수
    • 핵의학기술
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    • 제16권2호
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    • pp.18-24
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    • 2012
  • Lung SPECT는 planar scan 보다 깊이 위치한 병변을 명확히 보여주며 보다 예민한 것으로 보고되고 있다. 그러나 ventilation SPECT는 정맥주사를 통해 방사성의약품을 주입하는 perfusion SPECT와 다르게 환자의 호흡을 통해 흡입시키므로, 원활한 호흡이 불가능한 환자의 경우 목적 장기에 방사성의약품의 섭취율이 저하되고 검사에 유효한 적정count/rate가 낮아지므로 필연적으로 검사시간이 길어지게 되어 이에 수반되는 여러 문제로 인하여 실제 임상에 적용하기 어려운 실정이다. 따라서 본 연구는 고감도(high sensitivity) 특성을 지닌 AP (All Purpose) 혹은 GP (General Purpose) collimator를 사용하여 low count/rate 환자의 검사시간을 단축시킴으로써 lung ventilation SPECT 임상적용 가능성과 유용성을 평가하였다. 정상 성인 남녀 4명($24.3{\pm}0.95$세)을 실험대상으로 Technegas 370 MBq을 흡입시키고, E.cam SPECT를 사용하여 count/rate를 측정한 후, LEUHR, LEHR, LEAP collimator를 장착하여 300counts acquisition 조건으로 ANT, POST, LPO, RPO, both-LAT 총 6 view의 lung ventilation planar scan 하였다. 동일 실험 대상자를 본원에서 사용하던 기존 프로토콜을 적용하여 70 kcounts/view acquisition 조건으로 high counting mode SPECT를 시행하고, 같은 방법으로 7kcounts/view acquisition하여 비교 실험인 low counting mode SPECT를 시행한 후 모든 실험의 결과를 lung segmentation ratio와 검사 소요시간을 통해 비교하여 분석하였다. 각 실험군 사이의 상관관계를 분석하기 위해 paired t-test를 시행하였고, p값이 0.05를 초과할 때 실험의 통계적 의미가 있는 것으로 판단하였다. 모든 자료의 통계처리는 SPSS ver. 20을 사용하였으며, 각 실험 결과는 산술 및 기하 평균(mean)을 구하고${\pm}$표준편차(SD)를 산출하였다. 실험 결과 lung planar scan은 300 kcounts/6 iew를 acquisition하여 총 1,800 kcounts를 획득하였다. 반면 7 kcounts/view로 acquisition한 low counting mode SPECT의 경우 collimator 종류에 따라서 최소 773 kcounts에서 최대 1,106 kcounts를 획득하였고, 70 kcounts/view로 acquisition한 high counting mode SPECT의 경우 collimator 종류에 따라서 최소 7,984 kcounts에서 최대 10,222kcounts를 획득하였다. 모든 실험 자료를 통해 실험대상 4명의 lung segmentation ratio를 산출하고, 평균값과 표준편차를 계산한 결과, LT:RT lung ratio는 순서대로 각각 45.5:54.5 (${\pm}0.26$), 45.4:54.6 (${\pm}0.40$), 50.1:49.9 (${\pm}0.28$), 49.4:50.6 (${\pm}0.57$)이었다. 따라서 정량분석한 결과 planar scan과 low, high counting mode SPECT사이 collimator 종류에 의한 lung segmentation ratio는 오차 범위내에 모두 존재하였다. 보다 자세한 분석을 위해 기존의 LEHR collimator를 장착한 planar scan과 비교 실험인 LEAP collimator를 장착한 low counts mode SPECT를 통계처리한 결과 p-value가 0.10이상으로 두 실험의 결과는 통계적으로 유의하였다. 실험에 소요된 시간을 분석한 결과 planar scan은 LEUHR, LEHR, LEAP collimator 순서로 각각 $1803{\pm}268$ sec, $915{\pm}162$ sec, $501{\pm}134$ sec이었고, 비교실험인 low counting mode SPECT는 $1125.5{\pm}103.6$ sec, $900{\pm}64$ sec, $740{\pm}0$ sec 이었으며, 본원에서 사용하던 기존 프로토콜인 high counting mode SPECT는 $5794.5{\pm}946.5$ sec, $3620{\pm}397.9$ sec, $2020{\pm}104.5$ sec이었다. 관심실험인 LEAP collimator를 장착한low counting mode SPECT의 검사 소요시간 740 sec에 비하여, 기존 본원의 프로토콜인 LEHR collimator를 장착한 high counting mode SPECT의 검사 소요시간 평균은 3620sec이므로, 약 5배 정도 시간 단축이 가능한 것으로 조사되었으며, 모든 실험의 정량분석 결과도 임상적으로 유의한 것으로 분석되었다. 결국 high sensitivity LEAP collimator를 장착하여 lung SPECT를 시행하면, 임상적으로 유의한 정량분석 결과를 얻을 수 있으며, 동시에 검사시간을 효과적으로 단축시킬 수 있음을 의미한다.

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몬테칼로 전산모사를 이용한 복합 G-M 계수기 불감시간 모형의 계측 통계 연구 (A Study on Counting Statistics of the Hybrid G-M Counter Dead Time Model Using Monte Carlo Simulations)

  • 이상훈;제무성
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제29권4호
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    • pp.269-273
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    • 2004
  • 고계수율 환경에서의 G-M 계수기의 가용 범위를 확장하기 위하여 두 가지 불감시간(연장가능 및 연장불능)을 채택한 복합 모형이 개발되었으며, 이 복합모형 참 계수율과 실측 계수율간의 상관관계를 보다 정확히 설명한다. 이 논문에서는 몬테칼로 모사법에 근거한 G-M 계수기 불감효과 분석 프로그램 GMSIM을 개발하여 연장가능 불감시간 모형 및 연장불능 불감시간 모형에 적용하여 그 정확도를 확인하였다. GMSIM을 이용하여 복합 불감시간 모형을 따르는 G-M 계수기의 계수 통계 특성을 분석한 결과, 두 가지 이상적 모형의 중간적 특성을 보였다. 향후 GMSIM은 세 가지 모형의 불감시간 특성을 분석하는데 사용될 수 있다.

High rate diffusion-scale approximation for counters with extendable dead time

  • Dubi, Chen;Atar, Rami
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제51권6호
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    • pp.1616-1625
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    • 2019
  • Measuring occurrence times of random events, aimed to determine the statistical properties of the governing stochastic process, is a basic topic in science and engineering, and has been the subject of numerous mathematical modeling approaches. Often, true statistical properties deviate from measured properties due to the so called dead time phenomenon, where for a certain time period following detection, the detection system is not operational. Understanding the dead time effect is especially important in radiation measurements, often characterized by high count rates and a non-reducible detector dead time (originating in the physics of particle detection). The effect of dead time can be interpreted as a suitable rarefied sequence of the original time sequence. This paper provides a limit theorem for a high rate (diffusion-scale) counter with extendable (Type II) dead time, where the underlying counting process is a renewal process with finite second moment for the inter-event distribution. The results are very general, in the sense that they refer to a general inter arrival time and a random dead time with general distribution. Following the theoretical results, we will demonstrate the applicability of the results in three applications: serially connected components, multiplicity counting and measurements of aerosol spatial distribution.

적은 면적을 갖는 저전력, 고해상도 확장 개수 A/D 변환기 설계 (A Design of Low Power, High Resolution Extended-Counting A/D Converter with Small Chip Area)

  • 김정열;임신일
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(5)
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    • pp.47-50
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    • 2002
  • An extended-counting analog to digital converter (ADC) is designed to have a high resolution(14bit) with low power consumption and small dia area. First order sigma-delta modulator with a simple counter for incremental operation eliminates the need of big decimation filter in conventional sigma-delta type ADC. To improve the accuracy and linearity, extended mode of successive approximation is followed. For 14-bit conversion operation, total 263 clocks(1 clock for reset, 256 clocks for incremental operation and extended 6 clocks for successive approximation operation) are needed with the sampling rate of 10 Ms/s This ADC is implemented in a 0.6um standard CMOS technology with a die area of 1 mm ${\times}$ 0.75 mm.

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핵활동 감시를 위한 대기 입자 측정시스템의 최소검출 방사능 농도 결정 (Minimum Detectable Radioactivity Concentration of Atmospheric Particulate Measurement System for Nuclear Test Monitoring)

  • 김종수;윤석철;신장수;곽은호;최종서
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제22권2호
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    • pp.111-117
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    • 1997
  • 최근 포괄적 핵실험금지조약 (Comprehensive Test Ban Traety : CTBT)의 체결은 전세계적으로 핵활동 감시 네트워크를 구축하는 것이다. 핵실험금지 위원회의 전문가들은 대기 방사성핵종의 측정을 핵실험 감시에 필수적인 요소로 제안하였으며, 이에 따른 기술적 요구사항을 제시하였다. 본 연구는 이를 근거로 핵활동으로부터 생성된 핵분열생성물을 검출하기 위하여 고성능 공기채집장치(High Volume Air Sampler: HVAS)와 여과지 압축기 그리고 고순도 게르마늄 반도체검출기(HPGe)로 대기 입자 방사성핵종 측정시스템을 구성하였다. 조속한 시일 내에 탐지와 최적의 측정 조건으로 본 시스템을 운영하기 위하여 CTBT 감시 전략에서 주요 핵종들에 대한 최소검출 방사능 농도(Minimum Detectable Concentration : MDC)를 decay time, counting time 그리고 sampler volumetric flow rate 등을 고려하여 결정하였다. 그 결과 각각 $10{\pm}$2h, $20{\pm}$2h, $850{\pm}50m^3$//h 정도로 선정하였다. 감마선 스펙트럼 분석에서 $^{212}Pb$ 방사능 농도의 변화는 Compton continuum의 baseline에 영향을 미치게 되므로 이에 기인한 MDC 관계식을 도출하였다. 이들 결과는 CTBT 감시 전략에 실제적인 도구로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

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Tritium radioactivity estimation in cement mortar by heat-extraction and liquid scintillation counting

  • Kang, Ki Joon;Bae, Jun Woo;Kim, Hee Reyoung
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제53권11호
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    • pp.3798-3807
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    • 2021
  • Tritium extraction from radioactively contaminated cement mortar samples was performed using heating and liquid scintillation counting methods. Tritiated water molecules (HTO) can be present in contaminated water along with water molecules (H2O). Water is one of the primary constituents of cement mortar dough. Therefore, if tritium is present in cement mortar, the buildings and structures using this cement mortar would be contaminated by tritium. The radioactivity level of the materials in the environment exposed to tritium contamination should be determined for their disposal in accordance with the criteria of low-level radioactive waste disposal facility. For our experiments, the cement mortar samples were heated at different temperature conditions using a high-temperature combustion furnace, and the extracted tritium was collected into a 0.1 M nitric acid solution, which was then mixed with a liquid scintillator to be analyzed in a liquid scintillation counter (LSC). The tritium extraction rate from the cement mortar sample was calculated to be 90.91% and 98.54% corresponding to 9 h of heating at temperatures of 200 ℃ and 400 ℃, respectively. The tritium extraction rate was close to 100% at 400 ℃, although the bulk of cement mortar sample was contaminated by tritium.

Cellulomonas flarigena의 원형질체 형성과 주사전자현미경적 연구 (Studies on the Protoplast Formation of Cellulomonas flavigena and its Observations under Scanning Electron Microscope)

  • 배무;이은주
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.175-179
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    • 1986
  • Cellulose분해력이 높은 Cellulomonas flavigena NCIB 12901의 원형질체 융합을 위한 원형질체의 형성조건을 조사하여 본 결과 배양기간에 따라 원형질체의 형성율이 매우 달라져 대수증식기 말기보다는 중기때의 세포를 lysozyme처리하는 것이 더 효율적이며 lysozyme 400$\mu\textrm{g}$/$m{\ell}$ 농도로 6시간처리 하여 95% 이상이 형성됨을 관찰할 수 있었다. 또한 원형질체 형성확인법으로 osmotic shock에 의한 원형질체 계수법은 spheroplast의 형성과 원형질체의 형성이 구별되어 지지 않으므로 그 결과가 전자현미경상으로 직접 관찰된 결과와 일치하지 않는 경우가 있어 전자현미경으로의 관찰이 뒤따라야 하는 것을 알 수 있었다.

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A novel ceramic GEM used for neutron detection

  • Zhou, Jianrong;Zhou, Xiaojuan;Zhou, Jianjin;Jiang, Xingfen;Yang, Jianqing;Zhu, Lin;Yang, Wenqin;Yang, Tao;Xu, Hong;Xia, Yuanguang;Yang, Gui-an;Xie, Yuguang;Huang, Chaoqiang;Hu, Bitao;Sun, Zhijia;Chen, Yuanbo
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제52권6호
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    • pp.1277-1281
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    • 2020
  • A novel ceramic Gas Electron Multiplier (GEM) has been developed to meet the demand of high counting rate for the neutron detection which is an alternative to 3He-based detector at China Spallation Neutron Source (CSNS). An experiment was performed to measure the neutron transmittance of ceramic-GEM and FR4-GEM at the small angle neutron scattering (SANS) instrument. The result showed the ceramic-GEM has higher transmittance and less self-scattering especially for cold neutrons. One single ceramic GEM could give a gain of 102-104 in the mixture gas of Ar and CO2 (90%:10%) and its energy resolution was about 27.7% by using 55Fe X ray of 5.9 keV. A prototype has been developed in order to investigate the performances of the ceramic GEM-based neutron detector. Several neutron beam tests, including detection efficiency, spatial resolution, two-dimensional imaging, and wavelength spectrum, were carried out at CSNS and China Mianyang Research Reactor (CMRR). The results show that the ceramic GEM-based neutron detector is a good candidate to measure the high intensity neutrons.