• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권9호
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• pp.3051-3057
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• 2021

The concrete is considered as an important radiation shielding material employed widely in nuclear reactors, particle accelerators, laboratory hot cells and other different radiation sources. The present research is dedicated to the shielding properties study of the ordinary concrete reinforced with different weight fractions of lead oxide micro/nano particles. Lead oxide particles were fabricated by chemical synthesis method and their properties including the average size, morphological structure, functional groups and thermal properties were characterized by XRD, FESEM-EDS, FTIR and TGA analysis. The gamma ray mass attenuation coefficient of concrete composites has been calculated and measured by means of the Monte Carlo simulation and experimental methods. The simulation process was based on the use of MCNP Monte Carlo code where the mass attenuation coefficient (μ/ρ) has been calculated as a function of different particle sizes and filler weight fractions. The simulation results showed that the employment of the lead oxide filler particles enhances the mass attenuation coefficient of the ordinary concrete, drastically. On the other hand, there are approximately no differences between micro and nano sized particles. The mass attenuation coefficient was increased by increasing the weight fraction of nanoparticles. However, a semi-saturation effect was observed at concentrations more than 10 wt%. The experimental process was based on the fabrication of concrete slabs filled by different weight fractions of nano lead oxide particles. The mass attenuation coefficients of these slabs were determined at different gamma ray energies using ²²Na, ¹³⁷Cs and ⁶⁰Co sources and NaI (Tl) scintillation detector. The experimental results showed that the HVL parameter of the ordinary concrete reinforced with 5 wt% of nano PbO particles was reduced by 64% at 511 keV and 48% at 1332 keV. Reasonable agreement was obtained between simulation and experimental results and showed that the employment of nano PbO particles is more efficient at low gamma energies up to 1Mev. The proposed concrete is less toxic and could be prepared in block form instead of toxic lead blocks.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제18권2호
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• pp.92-96
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• 1986

$^{93}Nb(n,n{\alpha})^{89m}Y$, $^{93}Nb(n,{\alpha})^{90m}Y$과 $^{93}Nb(n,2n)^{92m}Nb$의 14.6MeV 중성자 반응단면적을 $^{27}Al(n,p)^{27}Mg$과 $^{27}Al(n,{\alpha})^{24}Na$ 반응 단면적과 비교하여 측정하였다. $T(D,n)^4He$ 반응을 이용하는 소규모 가속기를 중성자 원으로 사용하였으며 시료에서의 중성자 에너지 퍼짐은 0.4MeV 정도였다. 생성된 방사능은 모두 같은 기하학적 조건에서 70cc HPGe 검출기로 측정하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권5호
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• pp.282-287
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• 2017

본 연구의 목적은 방사능 사고로 인한 오염물질 유입으로 인한 영향을 최소화하기 위한 제염제의 혼합확산장치 개발에 앞서 장치 가동으로 인한 혼합 및 확산영향을 예측하는데 있다. 유동특성분석을 위해 사용된 추적자는 방사성 동위원소는 Gy, To이며, 이를 검측하기 위해 2인치 NaI 방사선 검출기를 사용했다. 본 연구에 적용된 제염제 혼합확산장치의 임펠러는 3가지 type으로 제작하였다. 방사혼합형 임펠러는 상향류 흐름을 이용하여 수표면으로 확산이 가능하며, 최적의 조건을 찾기 위해 핀 구조를 조정하였다. 방사능 동위원소를 이용한 제염제 혼합확산장치의 유동특성을 분석한 결과, 모델별 혼합확산과 유동패턴특성을 획득하였다. Model 3 type은 별도의 Fin유도부와 보조 Fin이 구성되어 있어 다른 type의 임펠러보다 확산속도가 크고 완전혼합에 도달하는 시간이 짧게 나타났다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제19권2호
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• pp.121-132
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• 1994

본 연구는 대구지역의 지각 ${\gamma}$-선에 의한 조사선량율을 측정하고 그에 따른 성분별 공간선량율 및 지역적 분포 등의 환경방사선 특성을 조사하였다. ${\gamma}$-선 스펙트럼의 측정에는 $4^{'}{\phi}{\times}4^{'}$ NaI(T1) 계측기와 휴대용 다중파고분석장치를 이용하여 이 지역내의 28개 지점에서 in-situ spectrometry를 수행하였으며, 측정된 스펙트럼으로부터 조사선량율을 환산하여 지각 ${\gamma}$-선의 총선량율과 일반적으로 자연방사능의 주종이 되는 $^{40}K,\;^{238}U$ 계열 및 $^{232}Th$계열의 성분별 조사 선량율을 구하였다. 조사결과 대구지역의 지각 ${\gamma}$-선에 의한 평균조사선량율은 $9.4{\mu}R/h$였으며 지점별 분포는 $7.6{\sim}11.0{\mu}R/h$ 범위로 다소 차이를 보였다. 측정시에 수반되는 기후나 우주선 등에 따른 일 변화폭을 고려한다면 지점간의 차이는 주로 표토층의 자연방사성핵종인 $^{40}K,\;^{238}U$계열 및 $^{232}Th$ 계열의 핵종에 기인함을 알 수 있었으며, 성분별 선량율은 $^{40}K\;2.9{\sim}4.6{\mu}R/h,\;^{238}U$ 계열 $1.2{\sim}3,\;1{\mu}R/h,\;^{232}Th$ 계열 $2.5{\sim}5.0{\mu}R/h$의 분포를 나타냈다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제45권2호
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• pp.76-80
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• 2020

Background: To improve the measurement accuracy of liquid-scintillation counting for activity standardization, it is necessary to significantly reduce the background caused by thermal noise or after-pulses. We have therefore improved a movable 3 photomultiplier (3PM)-γ coincidence-counting method using the logical sum of three double coincidences for β events. Materials and Methods: We designed a new data-acquisition system in which β events are obtained by counting the logical sum of three double coincidences. The change in β-detection efficiency can be derived by moving three photomultiplier tubes sequentially from the liquid-scintillation vial. The validity of the method was investigated by activity measurement of ¹³⁴Cs calibrated at the Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS) with 4π(PC)β-γ(NaI(Tl)) coincidence counting using a proportional counter (PC) for the β detector. Results and Discussion: Measurements were taken over 14 counting intervals for each liquidscintillation sample by displacing three photomultiplier tubes up to 45 mm from the sample. The dead time in each β- and γ-counting channel was adjusted to be a non-extending type of 20 ㎲. The background ranged about 1.2-3.3 s^-1, such that the contributions of thermal noise or after-pulses were negligible. As the β-detection unit was moved away from the sample, the β-detection efficiencies varied between 0.54 and 0.81. The result obtained by the method at the reference date was 396.3 ± 1.7 kBq/g. This is consistent with the KRISS-certified value of 396.0 ± 2.0 kBq/g within the uncertainty range. Conclusion: The movable 3PM-γ method developed in the present work not only succeeded in reducing background counts to negligible levels but enabled β-detection efficiency to be varied by a geometrical method to apply the efficiency extrapolation method. Compared with our earlier work shown in the study of Hwang et al. [2], the measurement accuracy has much improved. Consequently, the method developed in this study is an improved method suitable for activity standardization of β-γ emitters.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권1호
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• pp.37-43
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• 2002

방사선원과 감마카메라 사이에 위치한 산란매질의 종류, 두께 그리고 조준기 종류가 감마카메라 영상에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 실험과 시뮬레이션을 수행하였다. 감마카메라는 조준기, NaI(T1) 섬광결정(60$\times$60$\times$6 ㎣), 위치민감형 광전자증배관(PSPMT), NIMs, 제어용 컴퓨터를 사용하여 개발하였다. 시뮬레이션은 산란매질(아크릴매질/공기)의 두께 변화(0～8 cm)와 조준기의 종류(평행구멍형조준기/확산형조준기) 변화에 따라 계산하였으며 실험 역시 시뮬레이션과 같은 조건으로 수행하였다. 시뮬레이션 결과를 보면, 매질의 두께가 0 cmn에서 8 cm로 증가하면, 계수율은 평행구멍형조준기의 경우 17%(공기), 60%(아크릴) 감소하였으며 확산형 조준기의 경우 감소율이 더 심하여 각각 86%(공기), 98%(아크릴)의 계수율 감소를 보였다. 실제 실험 결과도 시뮬레이션 결과와 비슷하게 매질의 두께가 0 cm에서 8 cm로 증가하면 평행구멍형조준기의 경우 계수율은 10%(공기), 54%(아크릴) 감소하였으며 확산형조준기의 경우 36%(공기), 63%(아크릴)의 계수율 감소를 보였다. 영상의 공간분해능 역시 매질의 두께가 증가할수록 저하되었다. 연구결과 소형 감마카메라를 임상적으로 사용하고자 할 때 감마카메라를 질환 부위에 최대한 밀착시키고 산란매질 두께를 최소화해야 고효율, 고분해능 영상을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 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.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제11권1호
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• pp.3-14
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• 1986

$3'{\times}3'$ 원통형 NaI(T1) 검출기와 다중파고분석기(多重波高分析器)를 사용하여 측정한 $0.05{\sim}2.0MeV$ 구간의 ${\gamma}$선 spectrum에서 실(實)spctrum을 구하기 위하여 조사선량율(照射線量率)산출에 편리한 response matrix 방법을 사용하였다. Response mateix 구성에는, 위의 에네지 구간을 0.1 MeV의 등간격으로 나눈 $20{\times}20$ matrix로 한것과 검출기의 분해능이 입사 ${\gamma}$선 에너지의 평방근(平方根)에 의존한다는 가정하에 $0.1(MeV)^{1/2}$구간으로 나누어 $14{\times}14$ matrix로 구성한, 두가지 방법을 사용하였으며 그 역(逆)matrix들은 P-E 82/32 콤퓨터로 계산하였다. 이 방법으로 얻은 조사선량율은 에너지와 flux가 알려진 ${\gamma}$선량(陽)에 대하여 흔히 사용되는 계산방법으로 구한값과 10% 이내에서 일치하고 있으며, 선량측정학적(線量測定學的) 견지에서는 $E^{1/2}$ 구간으로 형성된 matrix가 등에너지간격으로 구성된 것보다 현실적인 것으로 판단되었다.

• 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.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.207.1-207.1
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• 2012

One of the key aspects of the upcoming Ultra-Fast Observatory (UFFO) Pathfinder for Gamma-Ray Bursts(GRBs) identification will be the UFFO Burst Alert & Trigger Telescope(UBAT), based on a novel space telescope technique. The UBAT consists of coded mask, hopper, and detector module(DM). The UBAT DM consists of YSO crystal arrays, multi-anode photo mulipliers, and readout electronics. We will present the design and construction of the UBAT DM, and the response of the UBAT DM to X-ray sources.