Background: A variety of inorganic scintillators have been developed and improved for use in radiation detection and measurement, and in situ gamma-ray spectrometry in the environment remains an important area in nuclear safety. In order to verify the feasibility of promising scintillators in an actual environment, a performance test is necessary to identify gamma-ray peaks and calculate the radioactivity from their net count rates in peaks. Materials and Methods: Among commercially available scintillators, $LaBr_3(Ce)$ scintillators have so far shown the highest energy resolution when detecting and identifying gamma-rays. However, the intrinsic background of this scintillator type affects efficient application to the environment with a relatively low count rate. An algorithm to subtract the intrinsic background was consequently developed, and the in situ calibration factor at 1 m above ground level was calculated from Monte Carlo simulation in order to determine the radioactivity from the measured net count rate. Results and Discussion: The radioactivity of six natural radionuclides in the environment was evaluated from in situ gamma-ray spectrometry using an $LaBr_3(Ce)$ detector. The results were then compared with those of a portable high purity Ge (HPGe) detector with in situ object counting system (ISOCS) software at the same sites. In addition, the radioactive cesium in the ground of Jeju Island, South Korea, was determined with the same assumption of the source distribution between measurements using two detectors. Conclusion: Good agreement between both detectors was achieved in the in situ gamma-ray spectrometry of natural as well as artificial radionuclides in the ground. This means that an $LaBr_3(Ce)$ detector can produce reliable and stable results of radioactivity in the ground from the measured energy spectrum of incident gamma-rays at 1 m above the ground.
Seo, Seunghwan;Chung, Moonkyung;Kwak, Kiseok;Kang, Jae Mo
Journal of the Korean Geotechnical Society
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v.38
no.11
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pp.137-147
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2022
Various geophysical exploration methods are used to determine the exact location of underground utilities, and many studies have been performed to improve the accuracy. This study analyzed the feasibility of exploring underground utilities through a new exploration method using cosmic ray muon. A prototype of a portable muon detector was manufactured by combining a scintillator and a silicon photomultiplier. Further, a calibration operation was performed on the muon count rate. The ground thickness of the ground model was measured using the muon detector prototype, where the value could be estimated with an error of about 3%, close to the actual. In addition, the theoretical basis for tomography analysis technology was analyzed to utilize the muon detector for exploring underground utilities, and a zenith angle correction method was presented. This study revealed that the technology of exploration using muon can analyze density with high resolution and will be used for exploring underground utilities.
Purpose: In the age of X-ray computed tomography (CT) and digital volume tomography (DVT), with their outstanding post-processing capabilities, indications for planar radiography for the study of the dentition of ancient Egyptian mummies may easily be overlooked. In this article, the advantages and limitations of different approaches and projections are discussed for planar oral and maxillofacial radiography using portable digital X-ray equipment during archaeological excavations. Furthermore, recommendations are provided regarding projections and sample positioning in this context. Materials and Methods: A total of 55 specimens, including 19 skeletonized mandibles, 14 skeletonized skulls, 18 separate mummified heads, and 4 partially preserved mummies were imaged using portable digital X-ray equipment in the course of archaeological excavations led by the University of Basel in the Valley of the Kings between 2009 and 2012. Images were evaluated by 2 authors with regard to the visibility of diagnostically relevant dental structures using a 4-point grading system(Likert scale). Results: Overall, the visibility of diagnostically relevant dental structures was rated highest by both authors on X-ray images acquired using a dental detector. The tube-shift technique in the lateral projections of mandibular dentition achieved the second-best rating, and lateral projections achieved the third-best rating. Conclusion: Conventional planar digital X-ray imaging, due to its ubiquity, remains an excellent method-and often the only practicable one-for examining the skulls and teeth of ancient Egyptian mummies under field conditions. Radiographic images of excellent diagnostic quality can be obtained, if an appropriate methodology regarding the selected projections and sample placement is followed.
Ha, Wi-Ho;Yoo, Jaeryong;Yoon, Seokwon;Pak, Min Jung;Kim, Jong Kyoung
Journal of Radiation Protection and Research
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v.40
no.4
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pp.211-215
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2015
In case of radiation emergencies, radioactive materials released into environments can cause internal exposure of members of the public. Even though whole body counters are widely used for direct measurement of internally deposited radionuclides, those are not likely to be used at the field to rapidly screen internal exposure. In this study, we estimated the counting efficiencies of portable NaI detector for different size BOMAB phantoms using Monte Carlo transport code to apply handheld gamma spectrometers for rapid screening of internal exposure following radiological accidents. As a result of comparison for two counting geometries, counting efficiencies for sitting model were about 1.1 times higher than those for standing model. We found, however, that differences of counting efficiencies according to different size are higher than those according to counting geometry. Therefore, we concluded that when we assess internal exposure of small size people compared to the reference male, the body size should be considered to estimate more accurate radioactivity in the human body because counting efficiencies of 4-year old BOMAB phantom were about 2.4~3.1 times higher than those of reference male BOMAB phantom.
The spectroscopy toolkit has been developed and tested. The toolkit consists of a CsI(Tl)/PIN diode detector, integrated electronics, and a multi.channel.analyzer and its size was 40 cm(width) by 20 cm(length) by 6 cm(high). It is compact, very portable and simpler and cheaper compared to the conventional spectroscopy system. The gamma energy resolutions of the toolkit were 7.9% for the 660 keV of $^{137}Cs$ and 4.9% for 1,332 keV of $^{60}Co$ respectively. The linearity for gamma energies was good. When the energy spectrum of a ceramic sample containing $^{232}Th$ was measured with the spectroscopy toolkit for 20 minutes, there were significant peaks of the heavy metal. These results show that the resolution of the spectroscopy toolkit is sufficient to accumulate a quality spectrum in a few minutes by using weak, encapsulated commercial sources. Furthermore a toolkit experiment that how to measure energy spectra using the toolkit, and how to identify specific isotopes in a pottery piece, could be widely adopted for education and even for more sophisticated and higher level experiments.
The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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v.12
no.1
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pp.78-82
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2019
This paper addressed the spectrum of ultrasonic waves produced by arc and/or coronal discharge inside the switchboard. Portable ultrasound sensors are useful for detecting discharge phenomena, such as coronal means in electrical systems. However, a typical handheld ultrasound detector has a disadvantage of determining the type of problem by listening to the sound characteristics and predicting the results, as a result of the determination of whether a discharge is present. Therefore, a new method of analysis is required to distinguish ultrasonic characteristics. In this paper, we published an ultrasound analysis case study to visualize the sound of ultrasonic waves measured with ultrasonic sensors. From the results of the experiment, it was possible to detect coronal discharge and serial arc discharge without interference by the ultrasonic detection system.
Experiments related to Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) accomplished at the Institute of Nuclear Techniques (INT), Budapest University of Technology and Economics (TUB) are presented. Relevant investigations are required before designing BNCT for vivo applications. Samples of relevant boron compounds (H3BO3, BDTPA) usually employed in BNCT were investigated with neutron beam. Channel #5 in the research reactor (100 kW) of INT-TUB provides the neutron beam. Boron samples are mounted on a carrier for neutron irradiation. The particle attenuation of several carrier materials was investigated, and the one with the lowest attenuation was selected. The effects of boron compound type, mass, and compound phase state were also investigated. To detect the emitted charged particles, a traditional ZnS(Ag) detector was employed. The neutron beam's interaction with the detector-detecting layer is investigated. Graphite (as a moderator) was employed to change the neutron beam's characteristics. The fast neutron beam was also thermalized by placing a portable fast neutron source in a paraffin container and irradiating the H3BO3. The obtained results suggest that the direct measurement approach appears to be insufficiently sensitive for determining the radiation dose committed by the Alpha particles from the 10B (n,α) reaction. As a result, a new approach must be used.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.10
no.10
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pp.2609-2614
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2009
Portable ultrasonic detectors are useful for detection of electrical discharge phenomena like as partial discharge, corona, arching and tracking occurring in an electric system. But the general potable ultrasonic detectors have drawbacks that the results are under the influence subjective reaction of users and it is difficult to determine the type of problem by listening to sound properties and estimate results. So a new analysis method distinguishing ultrasonic characteristics is required. This paper presented ultrasonic wave analysis program to visualize ultrasonic sound of corona, arching and tracking measured by ultrasonic detector. While depending on sound properties alone can be subjective, by incorporating analytical method using the developed program, users are able to increase the accuracy of their ultrasonic diagnosis results.
The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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v.24
no.1
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pp.36-46
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2013
This paper proposes the design of broadband spiral antenna for a potable non-linear junction detector (NLJD) system. To realize the broadband antenna design, it was considered optimization of the number of spiral turns by iteration calculation. Ground plane with the Archimedean spiral slit to keep the same current distribution between radiating plane and ground is considered for circular polarization design. In order to realize high directivity and high gain of the proposed antenna, the cavity wall and the metal cap which is located on back of ground plane were also considered in design. Measurement results of return loss were agreed well with VSWR 2:1 at interested frequency band among 2.4 to 2.44 GHz, 4.84 to 4.92 GHz and 7.28 to 7.36 GHz. Measured axial ratio was observed 3 dB below and showed reasonable agreement with simulation results. Characteristics of the RHCP(Right Hand Circular Polarization) with the measured gain of 6.8 dBi above at interested frequency band were also observed.
Ji, Young-Yong;Chung, Kun Ho;Lee, Wanno;Choi, Sang-Do;Kim, Change-Jong;Kang, Mun Ja;Park, Sang Tae
Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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v.13
no.1
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pp.55-61
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2015
When a radiation detector is applied to the measurement of the radioactivity of high-level of radioactive materials or the rapid response to the nuclear accident, several collimators with the different inner radii should be prepared according to the level of dose rate. This makes the in-situ measurement impractical, because of the heavy weight of the collimator. In this study, an IRIS collimator was developed so as to have a function of controlling the inner radius, with the same method used in optical camera, to vary the attenuation ratio of radiation. The shutter was made to have the double tungsten layers with different phase angles to prevent the radiation from penetrating owing to the mechanical tolerance. The performance evaluation through the MCNP code was conducted by calculating the attenuation ratio according to the inner radius of the collimator. The attenuation ratio was marked on the outer scale ring of the collimator. It is expected that when a radiation detector with the IRIS collimator is used for the in-situ measurement, it can change the attenuation ratio of the incident photon to the detector without replacing the collimator.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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