• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제41권5호
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• pp.437-444
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• 2018

Whole-Body counters have been used to evaluate the internal contamination of gamma emitting radionuclides. Among the whole-body counters used in domestic nuclear facilities, Fastscan made by CANBERRA contains 2 NaI(Tl) detectors and is generally used to monitor the primary internal exposure. It has the advantage of achieving MDA even with short time measurements. Accuscan is a bed type, and has good energy resolution because it is composed of HPGe detector. Since the Accuscan with better energy resolution than Fastscan has better able to identify radionuclides, it is used to monitor secondary internal exposure. Some nuclear facilities have only Fastscan. We analyzed statistically whether Fastscan is enough to ensure accuracy and precision comparing with Accuscan. To do this, we prepared a CRM created by the Korea Research Institute of Standards and Science. We also obtained the data of 6 Fastscans and 5 Accuscans in domestic nuclear facilities. As a result of the study, although Fastscan compared with Accuscan is not as accurate as the Accuscan, the precision is statistically same. However, accuracy of Fastscan is in compliance with international standards except low energy range. In terms of accuracy and precision except radionuclides emitting low energy, it is possible to measure radioactivity inside workers even in nuclear facilities where only Fastscan is used.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권3호
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• pp.1062-1070
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• 2022

In the present communication, pure and stable α-Bismuth Oxide (Bi₂O₃) nanoparticles (NPs) were synthesized by low temperature solution combustion method using urea as a fuel and calcined at 500℃. The synthesized sample was characterized by using powder X-ray Diffraction (PXRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy dispersive X-ray analysis (EDAX), Transmission Electron Microscopy (TEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and UV-Visible absorption spectroscopy. The PXRD pattern confirms the formation of mono-clinic, stable and low temperature phase α-Bi₂O₃. The direct optical energy band gap was estimated by using Wood and Tauc's relation which was found to be 2.81 eV. The characterized sample was studied for X-ray/gamma ray shielding properties in the energy range 0.081-1.332 MeV using NaI (Tl) detector and multi channel analyzer (MCA). The measured shielding parameters agrees well with the theory, whereas, slight deviation up to 20% is observed below 356 keV. This deviation is mainly due to the influence of atomic size of the target medium. Furthermore an accurate theory is necessary to explain the interaction of X-ray/gamma ray with the NPs.The present work opens new window to use this facile, economical, efficient, low temperature method to synthesize nanomaterials for X-ray/gamma ray shielding purpose.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권5호
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• pp.1519-1526
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• 2023

For the first time Aluminium-BariumeZinc oxide nanocomposite (ZABONC) was synthesized by solution combustion method where calcination was carried out at low temperatures (600℃) to study the electromagnetic (EM) (X/γ) radiation shielding properties. Further for characterization purpose standard techniques like PXRD, SEM, UV-VISIBLE, FTIR were used to find phase purity, functional groups, surface morphology, and to do structural analysis and energy band gap determination. The PXRD pattern shows (hkl) planes corresponding to spinel cubic phase of ZnAl₂O4, cubic Ba(NO₃)₂, α and γ phase of Al₂O₃ which clearly confirms the formation of complex nano composite. From SEM histogram mean size of nano particles was calculated and is in the order of 17 nm. Wood and Tauc's relation direct energy band gap calculation gives energy gap of 2.9 eV. In addition, EM (X/γ) shielding properties were measured and compared with the theoretical ones using standard procedures (NaI (Tl) detector and multi channel analyzer MCA). For energy above 356 keV the measured shielding parameters agree well with the theory, while below this value slight deviation is observed, due to the influence of atomic/crystallite size of the ZABONC. Hence synthesized ZABONC can be used as a shielding material in EM (X/γ) radiation shielding.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권12호
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• pp.4671-4677
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• 2023

For the first time Pb, Ni, and Cu nanocomposites were synthesized by versatile solution combustion synthesis using Aloevera extract as a reducing agent, to study the potential applications in X-ray/gamma, neutron, and Bremsstrahlung shielding. The synthesized Lead-Nickel-Copper (LNC) nanocomposites were characterized by PXRD, SEM, UV-VIS, and FTIR for the confirmation of successful synthesis. PXRD analysis confirmed the formation of multiphase LNC NCs and the Scherrer equation and the W-H plot gave the average crystal sizes of 19 nm and 17 nm. Surface morphology using SEM and EDX confirmed the presence of LNC NCs. Strong absorption peaks were analyzed by UV visible spectroscopy and the direct energy gap is found to be 3.083 eV. Functional groups present in the LNC NCs were analyzed by FTIR spectroscopy. X-ray/gamma radiation shielding properties were measured using NaI(Tl) detector coupled with MCA. It is found to be very close to Pb. Neutron shielding parameters were compared with traditional shielding materials and found LNC NCs are better than lead and concrete. Secondary radiation shielding known as Bremsstrahlung shielding characteristics also studied and found that LNC NCs are best in secondary radiation shielding. Hence LNC NCs find shielding applications in ionizing radiation such as X-ray/gamma and neutron radiation.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제39권1호
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• pp.54-60
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• 2014

IAEA는 핵물질 계량 관리 검사를 위해 다양한 방사선 검출기를 사용하고 있다. 주로 HPGe, NaI(Tl), CZT 등이 사용되며, 정확한 측정이 요구되는 검사에는 고분해능 HPGe 검출기 활용도가 높다. HPGe 검출기는 추가적인 냉각장치로 인하여 부피가 크고 무거우며, 사용하기 전에 충분히 냉각시켜야 하기 때문에 측정의 준비 시간이 많이 걸린다는 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 가볍고 짧은 사용 전 냉각이 요구되는 휴대형 HPGe가 개발되었다. 본 논문은 개발된 휴대형 HPGe 검출기 시제품을 실제 IAEA 사찰 현장에 적용하여 얻은 성능평가 결과를 기술한다. 휴대형 HPGe로 얻은 방사선 스펙트럼은 핵물질 종류와 농축도에 따라 다른 특징을 보였고, 또한 $^{235}U$과 $^{238}U$의 붕괴 계열에서 방출되는 감마선 및 우라늄의 특성 x-선 차이도 확인할 수 있었다. 그리고 휴대형 HPGe 검출기 시제품으로 측정한 농축도는 핵물질 종류에 따라 실제값과 9 ~ 27%의 상대적 오차를 보였다. 휴대형이라는 소형 검출기의 한계 때문에 일부 핵물질은 IAEA에서 요구하는 정확도를 만족시키지 못하는 경우도 있었지만 향후 추가적인 연구의 수행으로 이러한 문제점은 해결 가능할 것으로 판단된다. 본 논문은 새로운 휴대형 HPGe 검출기를 안전조치에 적용한 사례와 측정한 스펙트럼을 농축도 분석 코드로 분석한 결과를 다룬다. 따라서 국내 원자력시설의 우라늄 농축도 검증을 위한 IAEA 안전조치 사찰 결과를 분석한 논문이 별로 발표되지 않은 상황에서, 본 논문은 안전조치 검사 결과 분석에도 유익할 것으로 판단된다. 개발된 방사선 검출기의 개선 사항도 함께 논의하였으므로 향후 관련 분야 방사선 검출기 개발에도 기여할 것으로 예상된다.

• 한국환경보건학회지
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• 제49권5호
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• pp.251-261
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• 2023

Background: This paper deals with the study of natural radioactivity in rocks from Ogun State in Southwestern Nigeria. The aim is to determine radiation emissions from rocks in order to estimate radiation hazard indices. Objectives: The following objectives were targeted: 1. To determine radiation emissions from each type of rocks; 2. To estimate radiation hazard indices based on the rocks; 3. To correlate the activity concentrations of radionuclides with major oxides. Methods: The samples were analyzed using a NaI (Tl) gamma ray spectrometric detector and PerkinElmer AAnalyst 400 AAS spectrometer. Results: The activity of ⁴⁰K, ²²⁶Ra, and ²³²Th were found in order of decreasing magnitude from pegmatite>granite>migmatite. In contrast, lower concentrations were found in shale, phosphate, clay stone, sandstone and limestone. The mean absorbed doses were 125±23 nGyh^-1 (migmatite), 74±13 nGy/h (granite), 72±13 nGyh^-1 (pegmatite), 64±09 nGyh^-1 (quartzite), 45±16 nGyh^-1 (shale), 41±09 nGyh^-1 (limestone), 41±11 nGyh^-1 (clay stone), 24±03 nGyh^-1 (phosphate), and 21±10 nGyh^-1 (sandstone). The outdoor effective dose rates in all rock samples were slightly higher than the world average dose value of 0.34 mSvy^-1. The percentage composition of SiO₂ in the rock samples was above 50 wt% except for in the limestone, shale and phosphate. Al₂O₃ ranged from 4.10~21.24 wt%, Fe₂O₃ from 0.39~7.5 wt%, and CaO from 0.09-46.6 wt%. In addition, Na₂O and K₂O were present in at least 5 wt%. Other major oxides, including TiO₂, P₂O₅, K₂O, MnO, MgO and Na₂O were depleted. Conclusions: The findings suggest that Ogun State may be described as a region with elevated background radiation. It is recommended that houses should be constructed with good cross ventilation and residences should use home radiation monitoring instruments to monitor radon emanating from walls.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제33권1호
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• pp.51-59
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• 2010

NaI(Tl) 섬광 결정과 광전자 증배관를 결합한 형태의 감마선 검출기는 감도와 개발비용 면에서 우수하여 일반적으로 환경 감시용 검출기에 잘 활용된다. 본 연구에서는 보다 조작이 용이하고 다목적으로 활용할 수 있는 지능형 감마선 검출기와 연동되어 동위원소 자동인식이 가능한 분석 소프트웨어를 개발하였다. 개발된 소프트웨어는 크게 네트워크 인터페이스 모듈과 스펙트럼분석 모듈, 그리고 그래픽 유저 인터페이스 모듈의 세부분으로 나누어진다. 이중 핵심부분은 스펙트럼분석모듈로서 네트워크를 통해 수집된 신호로부터 해당 동위원소에 대한 에너지스펙트럼의 피크정보를 추출하고 이를 토대로 입력 동위원소의 종류를 판별해 내는 것이다. 일반적으로 채널과 에너지의 관계는 근사적으로 선형적인 함수관계가 있으므로 피크 정보를 정확히 얻어내면 해당 동위원소의 인식이 가능하다. 본 연구에서 개발된 피크 검출 알고리듬은 두 개의 피크를 가진 표준 동위원소에 대한 라이브러리 구축 및 이를 기준으로 한 미지의 동위원소에 대한 자동인식을 수행하도록 개발되었다. 대상 하드웨어인 뉴캐어메디컬시스템의 GammaPro 1410을 사용하여 연동 실험을 수행한 결과 하나의 미지의 선원에 대한 인식률을 측정할때 1% 이내의 피크 검출오차를 기록하였다. 또한 효율적인 네트워크 연동모듈의 설계를 통하여 세계 수준인 200K CPS의 데이터 처리속도를 달성하였다. 감마선 검출기와 본 소프트웨어에 더하여 선량분석 알고리듬에 대한 개발이 이어진다면 실시간 지능형 검출시스템으로서 의료기관 및 발전소, 연구시설 등 폭넓은 분야에 활용될 것으로 기대된다.

• 핵의학기술
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• 제25권2호
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• pp.41-47
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• 2021

최근 사이클로트론 시설의 GMP 인증 및 핵의학과 검사 보험 미적용 등으로 인해 핵의학 검사 수가 감소함에 따라 사이클로트론도 조기에 해체될 가능성이 높다. 이에 본 연구에서는 사이클로트론 해체 시 방사성폐기물 발생량과 관련성이 높은 사이클로트론 차폐벽 내 방사성핵종을 확인하였다. 국내에는 해체가 진행중인 사이클로트론이 없으므로 사이클로트론 차폐벽 Coring이 불가능하고, 국내 모든 사이클로트론에 대한 실험을 수행하는 것은 현실적으로 불가능하다. 따라서, 대구 K대학교 병원 내 KIRAMS-13이 설치된 사이클로트론실에서 Target 진행 방향을 중심으로 총 30 곳에서 방사성핵종을 분석하였다. 본 연구에서 활용한 장비는 Thermo사의 RIIDEye이며, 측정 지점별 측정시간은 24시간으로 설정하였다. 측정 결과 일부 측정 지점에서 장반감기 방사성핵종인 Co-60과 Cs-137이 검출되었다. 또한, 가장 많은 측정 지점에서 검출된 Co-60의 방출에너지별 방사능을 확인한 결과, target 방향을 중심으로 우측 상부에서 좌측 하부로 이어지는 대각선 방향으로 방사능이 높은 것을 확인하였다. 따라서, 향후 사이클로트론 해체 전 차폐벽 coring 위치 선정 시 휴대용핵종분석기를 활용할 수 있을 것으로 예상된다. 하지만, 본 연구는 하나의 사이클로트론에 대한 실험 결과이므로 다수의 사이클로트론에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 예상된다. 또한, 본 연구 결과는 휴대용핵종분석기를 사용한 연구결과로서 HPGe를 활용한 추가 연구를 수행하여 일치성을 확인하는 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다. 최종적으로 다년간의 각 기관별 콘크리트 표면에서의 방사화 자료가 구축된다면, 사이클로트론 해체 준비 시 보다 정확한 방사성폐기물량을 예측할 수 있을 것으로 판단된다.