• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제13권2호
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• pp.29-40
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• 1988

환경방사선 측정에 이용되는 휴대형 고순도 게르마늄검출기에 대한 스펙트럼-조사선량율 변환연산자를 원판형선원의 공간분포함수와 검출기의 평면에 대한 측정효율식을 적용하여 이론적으로 유도했다. 이와 같이 구한 변환연산자와 휴대형 고순도 게르마늄검출기를 이용해 한국에너지연구소내에서 방사선 조사선량율을 측정했다. 측정한 조사선량율을 이미 알려진 3'${\phi}\;{\times}$3'NaI(Tl) 섬광검출기에 대한 변환연산자를 적용해 NaI(Tl)검출기로 측정한 조사선량율과 가압형 이온전리함으로 측정한 값과 비교했다. 고순도 게르마늄 검출기로 얻은 결과는 NaI(Tl) 검출기와 가압형 이온전리함으로 얻은 값보다 약 17-29% 낮음을 보여주었다. 이 차이는 다른 문헌에서 보인 차이와 거의 같았다. 본 논문에서 제시한 스펙트럼-조사선량율 변환연산자는 탁상용 계산기로 쉽게 계산할 수 있으며 환경방사선의 측정에 사용되는 여러 검출기에 대해서도 쉽게 적용할 수 있는 장점이 있고 지각에서 방출되는 각 핵종별로 조사선량율을 구할 수 있는 장점이 있다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제47권4호
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• pp.214-225
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• 2022

Background: The conventional cerium-doped Gd₂Al₂Ga₃O₁₂ (GAGG(Ce)) scintillator-based gamma-ray imager has a bulky detector, which can lead to incorrect positioning of the gammaray source if the shielding against background radiation is not appropriately designed. In addition, portability is important in complex environments such as inside nuclear power plants, yet existing gamma-ray imager based on a tungsten mask tends to be weighty and therefore difficult to handle. Motivated by the need to develop a system that is not sensitive to background radiation and is portable, we changed the material of the scintillator and the coded aperture. Materials and Methods: The existing GAGG(Ce) was replaced with Bi₄Ge₃O₁₂ (BGO), a scintillator with high gamma-ray detection efficiency but low energy resolution, and replaced the tungsten (W) used in the existing coded aperture with lead (Pb). Each BGO scintillator is pixelated with 144 elements (12 × 12), and each pixel has an area of 4 mm × 4 mm and the scintillator thickness ranges from 5 to 20 mm (5, 10, and 20 mm). A coded aperture consisting of Pb with a thickness of 20 mm was applied to the BGO scintillators of all thicknesses. Results and Discussion: Spectroscopic characterization, imaging performance, and image quality evaluation revealed the 10 mm-thick BGO scintillators enabled the portable gamma-ray imager to deliver optimal performance. Although its performance is slightly inferior to that of existing GAGG(Ce)-based gamma-ray imager, the results confirmed that the manufacturing cost and the system's overall weight can be reduced. Conclusion: Despite the spectral characteristics, imaging system performance, and image quality is slightly lower than that of GAGG(Ce), the results show that BGO scintillators are preferable for gamma-ray imaging systems in terms of cost and ease of deployment, and the proposed design is well worth applying to systems intended for use in areas that do not require high precision.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.1031-1033
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• 2013

후쿠시마와 같은 방사선 누출 사고 시 방사선원의 위치를 찾는 일은 방사선 방호 뿐만 아니라 원전 사고의 조속하고 안전한 처리를 위해서도 중요하다. 방사선원의 3차원 위치 탐지는 기존에 방사선 탐지기의 2차원적 방사선 위치 탐지기능에 방사선원의 거리정보까지 추가 제공할 수 있어 방사선 오염원의 제거 및 제염작업에 결정적 역할을 할 수 있다. 본 연구에서는 반도체 센서에 기반한 듀얼(Dual) 방사선 탐지기를 이용한 방사선원 3차원 가시장치 개발 연구의 일환으로 방사선 센서부의 효율적 차폐체 구조설계에 관한 결과를 논하였다. 고하중의 텅스텐 또는 납 차폐체를 MCNP기반으로 최적구조로 설계함으로써 경량의 고효율 방사선원 위치탐지기 구현을 시도하였고, 이를 위해 차폐체의 구조와 두께, 그리고 콜리메이터에 형상의 다양한 변수모델에 대한 방사선 차폐시뮬레이션을 수행하였다. 본 연구의 결과는 향후 실리콘 센서기반의 소형 경량의 3차원 방사선원 탐지 및 가시화 연구에 활용될 예정이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권1호
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• pp.1-11
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• 2023

To protect people and the environment from environmental radiation, the Act on Protective Action Guidelines against Radiation in the Natural Environment was formulated in Korea in 2011. This law regulates matters related to radiation safety that can be encountered in life. In accordance with this law, radiation monitoring equipment is operated at major airports and ports across the country, ensuring radiation monitoring of imported cargo. Currently, six ministries conduct radiation monitoring of imported cargo: the Nuclear Safety and Security Commission; the Korea Customs Service; the Ministry of Food and Drug Safety; the Ministry of Environment; the Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs; and the Korea Forest Service. Each ministry designates the relevant cargo items for radiation monitoring. The objective of this study was to comprehensively review the Korean radiation monitoring system for imported cargo and identify the areas and scopes of improvement. This paper also proposes a new law and an integrated supervision plan, which involves establishing a dedicated department to enhance the efficiency and professionalism of the national radiation monitoring system for imported cargo. The review will contribute to the development of a more sophisticated national radiation monitoring system for imported cargo.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제38권4호
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• pp.172-178
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• 2013

본 연구에서는 미래 파이로 시설에서의 핵물질 계량 연구를 위하여 개발하고 있는 통합비파괴측정장치(Unified Non-Destructive Assay, UNDA)의 중성자 검출 효율을 MCNPX 코드를 이용하여 평가하였다. 검출 효율 평가는 두 개의 다른 설계안의 UNDA에 대하여 수행되었으며, $^{252}Cf$ 중성자 발생 선원 위치에 따른 검출 효율 평가와 감손우라늄의 용기 두께 및 위치에 따른 검출 효율 평가를 수행하였다. $^{252}Cf$ 중성자 선원의 위치에 따른 UNDA의 검출 효율 결과는 6.83%부터 13.35%까지 분포로 나타났으며, $^{252}Cf$ 선원이 장치 내부의 상단에 위치할수록 검출 효율은 증가 후 감소하는 경향을 나타냈고, 선원이 외각에 위치될수록 효율이 증가하는 경향을 보였다. 감손우라늄 용기의 두께 및 위치에 따른 검출 효율 평가에서는 용기 두께가 증가할수록 검출 효율은 낮아지는 경향을 보이며, 용기 위치가 장치 상부에 위치될수록 효율은 감소하고, 외각에 위치할수록 효율은 증가하였다. 검출 효율은 $^{252}Cf$ 선원의 경우보다 약간 높게 나타났다(10.31~13.61%). 또한, 장치 상단에 고밀도 폴리에틸렌 덮개가 있는 설계안이 덮개가 없는 설계안 보다 평균적으로 약 2% 정도 중성자 검출 효율이 높은 것으로 평가되었다.

• 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.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제37권4호
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• pp.219-225
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• 2012

방사선안전을 수행하는 방사선안전관리자를 대상으로 실제적인 방사선안전규제 수준을 파악하여 합리적인 안전규제 제도를 마련하는데 필요한 근거자료를 도출함으로써 방사선안전규제의 효율성과 편의성을 극대화할 수 있는 차별화된 규제에 도움이 되고자 하였다. IAEA의 RS-G-1.9 (2005), NRC의 NUREG Vol. 1~21 등과 국내 원자력안전법의 내용을 근거로 전체 약 10%에 해당되는 방사선이용기관의 방사선안전관리자를 대상으로 설문조사하였다. 피폭관리에 대한 요건($3.32{\pm}0.910$)이 가장 높은 인식수준을 나타냈고, 관련 서류의 기록, 비치, 보관에 대한 요건($2.84{\pm}0.826$)은 가장 낮은 인식수준을 나타냈다. 방사선원 현황 및 관리 요건, 시설 요건, 측정 및 오염관리 요건, 측정 장비 및 감시기 작동 요건, 교육 및 훈련 요건, 피폭관리 요건에서 산업기관이 의료기관보다 규제가 더 엄격해야 한다는 인식수준을 나타냈다. 방사선안전규제 수준이 산업기관과 의료기관에 통계적으로 유의한 차이가 있다는 것은 규제관련 그 원인이 존재하는 것이므로 실제적인 규제내용을 재평가해 볼 필요가 있음을 시사한다. 향후 연구에서는 국내 기관특성별로 규제요건을 개발하는 과정이 이루어질 필요가 있고, 기관특성을 고려하여 방사선안전규제를 수행한다면 편의성을 극대화한 안전규제를 달성할 수 있을 것이라고 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제30권2호
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• pp.69-75
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• 2005

기체전자증폭기(GEM, gas electron multiplier)는 동박이 양면으로 도포된 절연기관에 미세구멍배열을 형성한 박막으로 기존의 기체형 방사선 검출기의 미약한 방사선 신호를 증폭하기 위해 널리 사용되어지고 있다. 미세구멍 내부에 강한 전기장을 형성함으로써 이 내부로 유입되는 전자에 충분한 에너지를 전달, 전자사태를 유도하는 원리를 이용한다. 따라서 GEM의 특성은 GEM을 포함한 방사선 검출기에 인가되는 전압 즉, 전기장의 분포에 의해 결정된다. 따라서 올바르지 못한 전기장의 분포에 대해서는 신호 전자가 수집전극으로 향하지 못하고, GEM의 상 하단의 전극으로 이동, 신호의 손실을 초래할 수도 있다. 본 논문에서는 GEM의 가장 중요한 성능 지표 중 하나인 1차 전자수집효율(primary electron collection efficiency)을 계산하였다. 방사선에 의해 발생된 전자는 전기력선을 따라서만 움직인다는 가정 하에, GEM의 단위 구조에 대해 표류전극에서의 전기력선의 수에 대한 수집전극에서의 전기력선의 수의 비로 전자수집효율을 계산하였다. 전기력선의 계산은 3차원 유한요소법을 이용하여 계산하였다. 본 논문에서 사용한 방법은 가장 이상적인 상황으로 국한되지만, GEM의 설계 및 최적 운전변수 도출에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제28권1호
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• pp.25-33
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• 2003

악성 종양 진단에 사용되고 있는 방사성 동위원소 $^{67}Ga$의 대량생산을 위한 자동화장치를 개발하였다. $^{67}Ga$은 조사된 $^{68}Zn$ 농축타켓에서 분리 생산하며 생산방법으로는 크게 용매추출법과 이온수지 법이 이용된다. 분리과정을 자동화하기 위해서 전도도 측정 장치, 화학처리 초자, 에어 공급 및 용액공급튜브, 밸브들로 이루어진 분액장치와, 이 장치를 구동하고 제어하는 PLC 기반 콘트롤러 및 사용자 직접제어용 모니터링 장치로 구성된 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템을 사용함으로써 생산 중에 발생되는 불필요한 방사선 피폭으로부터 생산자를 보호할 뿐만 아니라, 생산시간의 단축, 생산효율의 증대로 $^{67}Ga$ 대량 생산이 가능하게 되었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제32권1호
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• pp.9-13
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• 2007

원통형 용기에 담긴 액체 혼합선원의 HPGe 검출기 교정용 스펙트럼으로부터 스펙트럼 분석 교육을 위한 모사 스펙트럼을 개발하였다. 모사 스펙트럼은 측정된 스펙트럼으로부터 피크를 분리한 후, 채널별 계수들의 변동이 제거된 스펙트럼을 결합한 것이다. 모사 스펙트럼의 통계적 변동은 Box-Muller 함수로 만들었다. 이 스펙트럼은 18개의 피크를 포함하고 있다. 각 피크의 중심 위치 및 면적 등은 정확하게 정의되었다. 개발된 스펙트럼은 교정용 스펙트럼, 시료 스펙트럼, 백그라운드 스펙트럼 그리고 기하학적 및 동시합성 보정을 위한 스펙트럼이다.