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한국원자력연구소 방사선방어기술 개발 및 연구 현황

  • 하정우
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제15권1호
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    • pp.9-13
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    • 1990
  • 1959년 한국원자력연구소가 창립됨과 동시에 &Health Physics&, 즉 보건물리라고 하는 명칭과 조직이 탄생되어, 방사선안전관리의 실무와 보건물리의 연구가 시작되었다. 최초 10년간은 선진제국의 보건물리분야의 연구와 기술을 추적하여 우리나라의 방사선안전관리 기술의 기초를 다지는 시기로서 개인방사선모니터링기술, 환경방사선(능) 모니터링기술 및 방사선방어용계측기기의 교정기술 개발에 중점을 두고 연구개발이 추진되었으며, TRIGA Mark-II 연구용원자로의 가동에 따라 원자로 생체차폐체의 건전성 검증에 관한 유익한 방사선량 측정자료도 얻게 되었다. 즉 이 기간은 방사선안전관리의 체제정비 및 기초기술 확립에 노력한 기간이었다. 1970년대는 원자력 연구개발에 대한 기본방향과 정책의 변경등으로 보건물리 연구조직은 방사선안전관리, 환경연구 그리고 방사화학분야로 분산되었으며, 그로인하여 연구개발활동은 거의 정체되어 겨우 방사선안전관리 실무만이 그 명맥을 유지하였다. 그 결과 우리나라 방사선안전관리 및 그와 관련된 연구개발의 기반이 흔들리게 되었으나, 그러한 환경하에서도 방사선량측정평가기술, 방사선차폐설계기술 및 원자로사고시 피폭선량평가기술의 선진화에 필요한 지식을 얻었으며, 방사선 안전관리에 유익한 실무경험도 축적하게 되었다. 1980년대는 통합된 원자력 연구개발체제의 구축으로 방사선작업종사자 및 일반공중의 피폭저감화 기술개발에 필요한 각종 최신기술을 도입하였고, 관리업무에 있어서도 측정의 정확도와 신뢰성향상 및 새로운 관리기술의 개발에 많은 노력을 한 결과, 유익한성과를 얻게된 기간이다. 특히, 이 기간은 방사선안전관리기술의 선진화를 위한 지식이 축적되어 90년대의 방사선안전관리기술자립화를 위한 전환기로서, 이와같이 축적된 기술은 원자력의 평화적 이용에 크게 기여할 것으로 기대된다.서 dithiothreitol를 투여한 군에서는 우라늄단독투여군에 비해 cretinine의 배설이 상당히 증가하였다(P<0.05). 6. 우라늄오염에 의한 신장의 소견에 있어 우라늄단독투여군은 근위곡세뇨관상피의 공포화 및 종창, microvilli와 brush border의 손실, 세뇨관 상피의 괴사가 관찰되었으며, 간장의 충혈, 중심성 괴사 및 모세관 확장증도 관찰되었다. 그리고 sodium bicarbonate와 생리적 식염수를 병행투여한 군과 우라늄을 투여하고 30분이 지나서 dithiothreitol를 투여한 군에서는 우라늄 단독투여군에 비해 높은 방호효과가 관찰되었으나 다른 실험군에서는 큰 효과가 없는 것으로 나타났다. 결론적으로 우라늄의 체내오염시에는 sodium bicarbonate와 생리적 식염수를 가능한 빨리 병행투여하거나 dithiothreitol을 체내오염후 30분이 지나서 투여하는 방법이 우라늄오염에 대한 제염에 매우 유효할 것으로 생각되며, 특히 우라늄에 의한 인체장해를 유의하게 경감시켜줄 것으로 사료되었다.내의 어떤 부위와도 관계가 되는 것으로 간주되는데 이것이 $(^3H)$ QNB가 $(^3H)$ NMS보다 높은 최대 결합능력 $(B_{max})$을 나타낼 이유이다. (b) 두 종류의 다른 제제에서 우리는 같은 양상의 결과를 관찰하었기에 결점이 많은 homogenates 제제보다는 intact cell aggregates 제제를 수용체 연구에 대한 새로운 실험모형(experiment model)으로 사용할 수 있는 가능성을 제시하고자 한다.$가 38.8%로 가장 많고, 그 다음이 ${\ulcorner}$l9세(歲)이후${\lrcorner}$가 25.2%로서 전체

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6-MV선형가속기를 이용한 입체방사선수술의 선량측정 및 3차원적 치료계획 (Dosimetry and Three Dimensional Planning for Stereotactic Radiosurgery with SIEMENS 6-MV LINAC)

  • 최동락;조병철;서태석;정수미;최일봉;신경섭
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제11권1호
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    • pp.175-181
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    • 1993
  • 방사선수술을 시행하기 위해서는 종양의 위치결정, 흡수선량 계산, 그리고 치료를 위한 특수제작된 기구와 컴퓨터 프로그램이 요구된다. 본 연구의 목적은 선형가속기의 전반적인 기계적 정밀도를 확인하고 선형가속기를 이용한 방사선수술에 있어서의 선량계산 알고리즘을 개발하는 것이다. 치료기계의 정렬과 전반적인 치료체계의 성과에 대한 점검을 행하였고 백분율 심부선량, 중심축외 선량비, 그리고 출력인자와 같은 기본 계산자료를 측정하였다. 또한, 입체방사선수술을 위한 3차원적 치료계획 체계를 개발하였다. 선량분포를 계산하기 위하여 C-언어를 이용한 컴퓨터 프로그램을 작성하였고 하드웨어로는 IBM PS/2 (Intel 80386 SX, 24 MHz)를 사용하였다. 그 결과, 주 병원이 보유한 선형가속기의 겐트리와 테이블 회전에 따른 중심점에 대한 오차는 2 mm 이내로 방사선수술을 시행하기에 충분하였다. 팬톰실험에 따르면, 컴퓨터 단층촬영을 이용한 위치결정을 포함한 표적에의 빔의 일치도는 역시 2mm 이내였다. 끝으로, 본원에서 개발한 3차원적 치료계획의 정확도는 필름을 이용한 선량측정을 통하여 입증되었다.

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병렬 연산을 이용한 방출 단층 영상의 재구성 속도향상 기초연구 (Preliminary Study on the Enhancement of Reconstruction Speed for Emission Computed Tomography Using Parallel Processing)

  • 박민재;이재성;김수미;강지연;이동수;박광석
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제43권5호
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    • pp.443-450
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    • 2009
  • 목적: 기존의 영상 재구성은 간소화된 투사 물리 모델을 사용하고 있다. 하지만 3D 재구성과 같은 실제적인 물리 모델은 시간이 많이 걸려서 임상에서 모든 데이터에 적용하기 힘들고, 복잡한 물리모델을 설명하기 위해 큰 메모리를 사용하면 한대의 일반적인 재구성 머신으로는 불가능하다. 개인 컴퓨터들에서도 큰 규모의 기술을 가능하게 하기위해, 병렬 연산을 이용한 빠른 재구성의 현실적인 분산메모리 모델을 제시한다. 대상 및 방법: 실제로 구현하는 가능성을 보기 위해 가상 컴퓨터들을 이용하여 선행 연구를 진행하였고, 다양한 가능성을 테스트하기 위해 상용서비스를 하고 있는 슈퍼컴퓨터(Tachyon)에서 성능 테스트를 하였다. 가장 많이 사용되는 2D 투사 영상과 실제적인 물리 모델인 3D 응답라인을 이용한 기댓값 최대화 알고리즘을 테스트하였다. 스터디 중 특정 반복횟수 이후에 속도가 최대 6배까지 느려지는 현상이 발견되어 컴파일러 최적화를 통해 병렬 효율의 극대화를 꾀하였다. 결과: Linux에서 MPICH와 NFS를 이용하여, 여러 컴퓨터에서 하나의 프로그램으로 분산 연산이 가능하였다. 병렬 연산을 했을 때 동일한 반복 연산에서 재구성된 영상간의 차이가 실수의 유효숫자(6bit) 정도임을 확인하였다. 2배의 연상장치를 사용했을 때 1.96배의 좋은 병렬화 효율을 보여주었다. 반복 연산 횟수가 증가함에 따라 느려지는 현상은 SSE를 이용한 Vectorization 방법을 사용했을 때 해결할 수 있었다. 결론: 이번 연구를 통해 일반 컴퓨터들을 이용한 현실적인 병렬 컴퓨터 시스템을 구성하여, 작은 메모리의 단일 일반 컴퓨터로는 불가능한 간단화 할 수 없는 복잡한 물리 과정도 영상 재구성 방법에 사용 가능하게 되었다.

Shielding Effectiveness of Magnetite Heavy Concrete on Cobalt-60 Gamma-rays

  • Lim, Yong-Kyu
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제3권2호
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    • pp.65-75
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    • 1971
  • 국내에서 산출되는 각종 광물골재를 사용하여 방사선 차폐용 중차폐 콩크리트를 제조하고 감마선에 대한 차폐 효과를 실험한 결과 최적하다고 판단된 자철광 중차폐 콩크리트를 대상으로 60Co 감마선의 Broad beam을 사용하여 방사선 차폐 효과를 측정하였다. 본 실험을 통하여 실험적으로 차폐체내의 방사선의 감쇄곡선으로부터 차폐 체 두께의 변화에 따르는 방사선 투과율과의 상호관계에 관한 수식을 다음과 같이 유도해냈다. I (x) = I (ο) exp(-$\mu$X) exp(1.03$\times$$10^{-1}$X-3.38$\times$$10^{-3}$X$^2$+5.29$\times$$10^{-5}$X$^3$) X< 20 cm 때, I (x) =I (ο) exp(-$\mu$X) exp(4.66$\times$$10^{-2}$ X+2.12$\times$$10^{-1}$) X>20 cm 때. 이와같이 얻은 결과식에서 오른쪽 첫번째항은 최초 감마선의 감쇄를 표시하고 그 다음항은 차폐체 내에서의 감마선 재생계수를 나타낸다. 이 실험에 첨가하여 차폐체의 실제 설계에 입각한 입방형 자철광 구조체 (두께 8 cm, 내부공간 40$\times$40$\times$40cm)에 대한 차폐효과를 측정한 결과 평판 차폐체를 사용할 때 보다 투과 방사선이 증가됨을 알았다.

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OVERVIEW OF KSTAR INTEGRATED CONTROL SYSTEM

  • Park, Mi-Kyung;Kim, Kuk-Hee;Lee, Tae-Gu;Kim, Myung-Kyu;Hong, Jae-Sic;Baek, Sul-Hee;Lee, Sang-Il;Park, Jin-Seop;Chu, Yong;Kim, Young-Ok;Hahn, Sang-Hee;Oh, Yeong-Kook;Bak, Joo-Shik
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제40권6호
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    • pp.451-458
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    • 2008
  • After more than 10 years construction, KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) had finally completed its assembly in June 2007, and then achieved the goal of first-plasma in July 2008 through the four month's commissioning. KSTAR was constructed with fully superconducting magnets with material of $Nb_3Sn$ and NbTi, and their operation temperatures are maintained below 4.5K by the help of Helium Refrigerator System. During the first-plasma operation, plasmas of maximum current of 133kA and maximum pulse width of 865ms were obtained. The KSTAR Integrated Control System (KICS) has successfully fulfilled its missions of surveillance, device operation, machine protection interlock, and data acquisition and management. These and more were all KSTAR commissioning requirements. For reliable and safe operation of KSTAR, 17 local control systems were developed. Those systems must be integrated into the logically single control system, and operate regardless of their platforms and location installed. In order to meet these requirements, KICS was developed as a network-based distributed system and adopted a new framework, named as EPICS (Experimental Physics and Industrial Control System). Also, KICS has some features in KSTAR operation. It performs not only 24 hour continuous plant operation, but the shot-based real-time feedback control by exchanging the initiatives of operation between a central controller and a plasma control system in accordance with the operation sequence. For the diagnosis and analysis of plasma, 11 types of diagnostic system were implemented in KSTAR, and the acquired data from them were archived using MDSpius (Model Driven System), which is widely used in data management of fusion control systems. This paper will cover the design and implementation of the KSTAR integrated control system and the data management and visualization systems. Commissioning results will be introduced in brief.

Validation of a New Design of Tellurium Dioxide-Irradiated Target

  • Fllaoui, Aziz;Ghamad, Younes;Zoubir, Brahim;Ayaz, Zinel Abidine;Morabiti, Aissam El;Amayoud, Hafid;Chakir, El Mahjoub
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제48권5호
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    • pp.1273-1279
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    • 2016
  • Production of iodine-131 by neutron activation of tellurium in tellurium dioxide ($TeO_2$) material requires a target that meets the safety requirements. In a radiopharmaceutical production unit, a new lid for a can was designed, which permits tight sealing of the target by using tungsten inert gaswelding. The leakage rate of all prepared targets was assessed using a helium mass spectrometer. The accepted leakage rate is ${\leq}10^{-4}mbr.L/s$, according to the approved safety report related to iodine-131 production in the TRIGA Mark II research reactor (TRIGA: Training, Research, Isotopes, General Atomics). To confirm the resistance of the new design to the irradiation conditions in the TRIGA Mark II research reactor's central thimble, a study of heat effect on the sealed targets for 7 hours in an oven was conducted and the leakage rates were evaluated. The results show that the tightness of the targets is ensured up to $600^{\circ}C$ with the appearance of deformations on lids beyond $450^{\circ}C$. The study of heat transfer through the target was conducted by adopting a one-dimensional approximation, under consideration of the three transfer modes-convection, conduction, and radiation. The quantities of heat generated by gamma and neutron heating were calculated by a validated computational model for the neutronic simulation of the TRIGA Mark II research reactor using the Monte Carlo N-Particle transport code. Using the heat transfer equations according to the three modes of heat transfer, the thermal study of I-131 production by irradiation of the target in the central thimble showed that the temperatures of materials do not exceed the corresponding melting points. To validate this new design, several targets have been irradiated in the central thimble according to a preplanned irradiation program, going from4 hours of irradiation at a power level of 0.5MWup to 35 hours (7 h/d for 5 days a week) at 1.5MW. The results showthat the irradiated targets are tight because no iodine-131 was released in the atmosphere of the reactor building and in the reactor cooling water of the primary circuit.

Study of the Molecular Reorientation in Ammonium Sulfate by Neutron Scattering

  • Kim, Huhn-Jun
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제4권4호
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    • pp.306-321
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    • 1972
  • 중성자산란을 이용하여 (NH$_4$)$_2$SO$_4$에 있어서 분자의 재배향(reorientation)을 조사하였다. T=300$^{\circ}$K의 측정에 대해서는 여러산란각도에서 분리된 준탄성산란스펙트럼과 구조인자(form-factor)를 SKOLD 이론에 의한 네개의 재배향모형과 비교하여 NH$_4$이온이 $\tau$$_{c}$=2.0$\times$$10^{-11}$ sec인 3중회전 4축(3-fold four axes) 또는 2중회전 3축재배향을 한다는 결론을 얻었다. $\tau$$_{c}$의 온도의존성을 100$^{\circ}$K-413$^{\circ}$K에 걸쳐 조사했으며, 고온상에 대해서는 복합스책트럼의 폭을 NMR이완시간측정에 얻은 결론과 비교하였다. 이상의 결과는 중성자산란이 고체에 있어서 분자재배향의 상세한 조사에 유력한 한 방법임을 보여 주었으며 따라서 이 방법의 응용에 대한 고찰을 하였다. 그 한 예로서 NH$_4$I(상 1)에 대해서 측정한 탄성구조인자와 자유회전근사에서 얻은 이론치를 비교하여 NH$_4$이온이 8면체형포텐샬 (Potential)에서 $\tau$$_{c}$$\leq$$10^{-12}$ sec인 재배향을 하고 있음을 주장하였다. 분자재배향이 비탄성 스펙트럼에 미치는 영향에 대하여 간단한 이론적 고찰을 하였다.을 하였다.

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도시기상서비스 기술 개발에 관한 연구 (On the Study of Developement for Urban Meteorological Service Technology)

  • 최영진;김창모;류찬수
    • 통합자연과학논문집
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    • 제4권2호
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    • pp.149-157
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    • 2011
  • Urbanization of the world's population has given rise to more than 450 cities around the world with populations in excess of 1 million (megacity) and more than 25 so-called metacities with populations over 10 million (Brinkhoff, 2010). The United States today has a total resident population of more than 308,500,000 people, with 81 percent residing in cities and suburbs as of mid - 2005 (UN, 2008). Urban meteorology is the study of the physics, dynamics, and chemistry of the interactions of Earth's atmosphere and the urban built environment, and the provision of meteorological services to the populations and institutions of metropolitan areas. While the details of such services are dependent on the location and the synoptic climatology of each city, there are common themes, such as enhancing quality of life and responding to emergencies. Experience elsewhere (e.g., Shanghai, Helsinki, Tokyo, Seoul, etc.) shows urban meteorological support is a key part of an integrated or multi-hazard warning system that considers the full range of environmental challenges and provides a unified response from municipal leaders. Urban meteorology has come to require much more than observing and forecasting the weather of our cities and metropolitan areas. Forecast improvement as a function of more and better observations of various kinds and as a function of model resolution, larger ensembles, predicted probability distributions; Responses of emergency managers, government officials, and users to improved and probabilistic forecasts; Benefits of improved forecasts in reduction of loss of life, property damage, and other adverse effects. A national initiative to enhance urban meteorological services is a high-priority need for a wide variety of stakeholders, including the general, commerce and industry, and all levels of government. Some of the activities of such an initiative include: conducting basic research and development; prototyping and other activities to enable very--short and short range predictions; supporting and improving productivity and efficiency in commercial and industrial sectors; and urban planning for long term sustainability. In addition urban test-beds are an effective means for developing, testing, and fostering the necessary basic and applied meteorological and socioeconomic research, and transitioning research findings to operations. An extended, multi-year period of continuous effort, punctuated with intensive observing and forecasting periods, is envisioned.

THE VLBI MONITORING PROJECT FOR 6.7 GHz METHANOL MASERS USING THE JVN/EAVN

  • SUGIYAMA, KOICHIRO;FUJISAWA, KENTA;HACHISUKA, KAZUYA;YONEKURA, YOSHINORI;MOTOGI, KAZUHITO;SAWADA-SATOH, SATOKO;MATSUMOTO, NAOKO;SAITO, YU;HIRANO, DAIKI;HAYASHI, KYONOSUKE;SHEN, ZHIQIANG;HONMA, MAREKI;HIROTA, TOMOYA;MURATA, YASUHIRO;DOI, AKIHIRO;NIINUMA, KOTARO;DODSON, RICHARD;RIOJA, MARIA;ELLINGSEN, SIMON;CHEN, XI;KIM, KEE-TAE;OGAWA, HIDEO
    • 천문학논총
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    • 제30권2호
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    • pp.645-647
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    • 2015
  • We have initiated a Very Long Baseline Interferometer (VLBI) monitoring project of 36 methanol maser sources at 6.7 GHz using the Japanese VLBI Network (JVN) and East-Asian VLBI Network (EAVN), starting in August 2010. The purpose of this project is to systematically reveal 3-dimensional (3-D) kine-matics of rotating disks around forming high-mass protostars. As an initial result, we present proper mo- tion detections for two methanol maser sources showing an elliptical spatial morphology, G 002.53+00.19 and G 006.79-00.25, which could be the best candidates associated with the disk. The detected proper motions indicate a simple rotation in G 002.53+00.19 and rotation with expansion in G 006.79-00.25, respectively, on the basis of disk model fits with rotating and expanding components. The expanding motions might be caused by the magnetic-centrifugal wind on the disk.

싱크홀 탐지를 위한 상대중력측량과 중력모델링 기법의 활용 (Application of Relative Gravity Surveying and Modeling to Sinkhole Detection)

  • 김진수;이영철;이정모
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.267-274
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    • 2017
  • 본 연구는 지표면 아래 존재할 수 있는 싱크홀 탐지를 위해 포텐셜 필드법 중 중력학적 방법을 적용하고, 그 가능성을 제시하는데 목적을 둔다. 싱크홀을 대신하여 지표면 아래 1.8 m 깊이에 수조($1.8{\times}0.8{\times}0.8m$)를 매설하였다. 매설된 위치를 중심으로 $12{\times}12m$ 구역에서 1 m 간격으로 Scintrex사의 CG-5 상대중력계(정밀도 0.001 mGal)를 이용하여 중력을 측정하였다. 싱크홀 모형에 대한 이론상 중력효과를 계산하기 위해 3차원 중력모델링을 수행하였다. 그 결과, 중력 측정에 의해 직접 산정된 싱크홀 모형에 대한 중력효과 0.036 mGal은 3차원 중력모델링에 의한 결과 0.024 mGal와 근소한 차이를 보였다. 이것은 본 연구를 위해 사용된 수조 크기와 비슷한 규모의 싱크홀은 상대중력측량에 의해 탐지될 수 있으며, 보다 조밀한 간격으로 중력탐사를 수행한다면 보다 작은 규모의 싱크홀 탐지에도 중력탐사가 충분히 적용 가능할 것으로 판단된다.