• 지구물리와물리탐사
• /
• 제24권1호
• /
• pp.20-27
• /
• 2021

암석의 열생산율은 구성 광물 내 방사성 동위원소의 방사성 붕괴와 감마선 방출에 의한 열에너지에 기인하며, 그 크기는 주요 방사성 동위원소인 U, Th, K의 함량에 지배적이다. 그러므로 암반의 열생산율은 암석의 밀도와 주요 동위원소의 함량에 기반해 평가할 수 있다. 심부 암반의 열생산율 평가에 필요한 방사성 동위원소의 농도는 시추공에서 회수된 암추 또는 암편에 대한 질량분석을 통해 파악할 수 있는데, 대심도 시추공의 경우 요구되는 분석량과 그에 따른 시간 및 비용의 문제로 적용이 제한적일 수 밖에 없다. 시추공을 대상으로 하는 물리검층 중 암반의 감마선 스펙트럼으로부터 U, Th, K의 함량을 유추할 수 있는 기술이 있지만, 열생산율 평가를 위해 별개의 밀도검층 자료를 필요로 하며, 상용화된 장비의 적용 심도 또한 아직은 제한적이다. 이에 대한 대안으로 시추공 암반이 방출하는 감마선의 강도를 측정하는 자연 감마선 검층 결과로부터 열생산율을 유추하는 방법이 제안된 바 있으며, 국내외에서 비교적 쉽게 암반의 열생산율을 평가할 수 있는 방법으로 사용되고 있다. 본 기술보고에서는 국내 상용화된 대심도 시추공 물리검층 장비 및 기술을 활용해 감마선 검층 기반의 열생산율 평가 기법을 개발하고, 국내 약 2 km 깊이의 대심도 시추공에 대한 적용 및 검증 사례를 소개하고자 한다.

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

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제27권3호
• /
• pp.156-161
• /
• 2016

When air discharged from a radioisotope production facility is contaminated with radiation, the public may be exposed to radiation. The objective of this study is to manage such radiation exposure. We measured the airborne radioactivity concentration at a 30 MeV cyclotron radioisotope production facility to assess whether the exhaust gas was contaminated. Additionally, we investigted the radioactive contamination of the air filter for efficient air purification and radiation safety control. To measure the airborne radiation concentration, specimens were collected weekly for 4 h after the beginning of the radioisotope production. Regarding the air purifier, five specimens were collected at different positions of each filter-pre-filter, high-efficiency particulate air filter, and charcoal filter-installed in the cyclotron production room. The concentrations of F-18, I-123, I-131, and Tl-201 generated in the radioiodine production room were $13.5Bq/m^3$, $27.0Bq/m^3$, $0.10Bq/m^3$, and $11.5Bq/m^3$, respectively; the concentrations of F-18, I-123, and I-131 produced in the radioisotope production room were $0.05Bq/m^3$, $16.1Bq/m^3$, and $0.45Bq/m^3$, correspondingly; and those of F-18, I-123, I-131, and Tl-201 generated in the accelerator room were $2.07Bq/m^3$, $53.0Bq/m^3$, $0.37Bq/m^3$, and $0.15Bq/m^3$, respectively. The maximum radiation concentration of I-123 generated in the radioiodine production room was 1,820 Bq/g, which can be disposed after 2 days. The maximum radiation concentration of Tl-202 generated in the radioisotope production room was 205 Bq/g, and this isotope must be stored for 53 days. The I-123 generated in the radioiodine production room had a maximum concentration of 1,530 Bq/g and must be stored for 2 days. The maximum radiation concentration of Na-22 generated in the radioisotope production room was 0.18 Bq/g and this isotope must be disposed after 827 days. To manage the exhaust, the efficiency of air purification must be enhanced by selecting an air purifier with a long life and determining the appropriate replacement time by examining the differential pressure through systematic measurements of the airborne radiation contamination level.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.447-453
• /
• 2020

본 연구는 한국원자력연구원에 있는 고에너지 양성자 선형가속기에서 발생된 100 MeV 양성자와 HPGe 감마선 측정시스템을 이용하여 ¹⁷⁹Re 방사성동위원소의 반감기를 정확하게 측정하였다. 결과적으로 얻어진 반감기는 19.64 ± 0.26 min이다. 현재까지 알려진 ¹⁷⁹Re 방사성동위원소의 반감기에 대한 과거 결과들과 비교했을 때 1960년도 발표한 B. Harmatz와 1975년도에 발표한 B. J. Meijer의 결과들은 중심값 자체가 본 연구에서 얻어진 결과보다 높게 측정되었다. 1966년에 발표된 K. J. Hofstetter의 경우 오차가 매우 큰이 특징이라고 할 수 있다. 이 결과는 본 연구의 결과와 오차범위 내에서 중심값은 매우 일치하는 경향을 보였다. 2009년도에 발표된 Coral M. Baglin의 19.5 min의 값과 오차범위 내에서 매우 일치하는 결과를 보여주고 있다. 얻어진 측정된 결과는 ENSDF(Evaluated Nuclear Structure Data File)의 결과와 비교하였다. 본 연구를 통하여 기존에 부정확했던 ¹⁷⁹Re의 반감기의 결과를 보다 신뢰성 있게 나타났고 비교적 최근에 발표된 Coral M. Baglin의 결과의 타당성을 확인 할 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제27권5호
• /
• pp.767-774
• /
• 1995

방사성 동위원소 추적자를 포함한 모의폐기물의 시험소각을 통하여 $^{60}$Co, $^{54}$Mn 및 $^{137}$Cs의 소각공정에서의 거동을 고찰하였다. 공정 내에서 비휘발성 방사성 핵종들인 $^{60}$Co 및 $^{54}$Mn의 거동은 입자상 물질의 거동과 유사하였다. $^{60}$Co 및 $^{54}$Mn의 제염계수(DF) 는 각각 4.7$\times$$10^{5}$ 및 6.2$\times$$10^{5}$ 이었다. 반휘발성인 핵종의 거동은 소각온도의 의존성을 보여주었다. 반휘발성 $^{137}$Cs의 제염계수는 85$0^{\circ}C$ 및 $700^{\circ}C$ 의 다른 소각온도에서 각각 2.8$\times$$10^3$, 2.6$\times$$10^4$이었다. 원자력 발전소(NPS) 고리 3, 4호 기에서 운반된 건조 방사성폐기물(DAW)에 대한 시험소각도 실시하였다. 폐기물에 포함된 총 베타 /감마 방사능에 대한 제염계수가 1.1$\times$$10^{5}$ 이었다. 앞의 추적자 시험의 결과 및 건조 고체폐기물 내 핵종분포에 기준을 둔 예상제염계수보다 다소 높은 값을 보였다. 굴뚝에서의 배출농도는 0.019 Bq /N $m^3$으로 기체상 배출물에 대한 최대허용농도(MPC)를 만족시킬 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.243-244
• /
• 2013

Over the past 15 years, several groups have incorporated radio-frequency quadrupole (RFQ) based instruments before the accelerator in accelerator mass spectrometry (AMS) systems for ion-gas interactions at low kinetic energy (＜40 eV). Most AMS systems arebased on a tandem accelerator, which requires negative ions at injection. Typically, AMS sensitivity abundance ratios for radioactive-to-stable isotope are limited to Xr/Xs ＞10^-15, and the range of isotopes that can be analyzed is limited because of theneed to produce rather large negative ion beams and the presence of atomic isobaric interferences after stripping. The potential of using low-kinetic energy ion-gas interactions for isobar suppression before the accelerator has been demonstrated for several negative ion isobar systems with a prototype RFQ system incorporated into the AMS system at IsoTrace Laboratory, Canada (Ontario, Toronto). Requisite for any such RFQ system applied to very rare isotope analysis is large transmission of the analyte ion. This requires proper phase-space matching between the RFQ acceptance and the ion beam phase space (e.g. 35 keV, ${\varphi}3mm$, +-35 mrad), and the ability to control the average ion energy during interactions with the gas. A segmented RFQ instrument is currently being designed at Korea Institute for Science and Technology (한국과학기술연구원, KIST). It will consist of: a) an initial static voltage electrode deceleration region, to lower the ion energy from 35 keV down to ＜40 eV at injection into the first RFQ segment; b) the segmented quadrupole ion-gas interaction region; c) a static voltage electrode re-acceleration region for ion injection into a tandem accelerator. Design considerations and modeling will be discussed. This system should greatly lower the detection limits of the 6 MV AMS system currently being commissioned at KIST. As an example, current detection sensitivity of 41Ca/Ca is limited to the order of 10^-15 while the 41Ca/Ca abundance in modern samples is typically 41Ca/Ca~10^-14 - 10^-15. The major atomic isobaric interference in AMS is 41K. Proof-of-principal work at IsoTrace Lab. has demonstrated that a properly designed system can achieve a relative suppression of KF3-/41CaF3- ＞4 orders of magnitude while maintaining very high transmission of the 41CaF3- ion. This would lower the 41Ca detection limits of the KIST AMS system to at least 41Ca/Ca~10^-19. As Ca is found in bones and shells, this would potentially allow direct dating of valuable anthropological archives and archives relevant to our understanding of the most pronounced climate change events over the past million years that cannot be directly dated with the presently accessible isotopes.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘텐츠학회 2008년도 춘계 종합학술대회 논문집
• /
• pp.289-293
• /
• 2008

본 연구에서는 하천에 유입된 오염물질의 거동 및 확산특성을 파악하기 위하여 실제 하천에서 RI(Radioactive Isotope) 추적자를 이용하여 오염물 확산을 실측하고 그 결과를 수치모형과 비교분석하였다. 연구대상 수로구간은 금강 상류지역의 용담댐 부근 남대천 합류지점으로부터 하류로 약 2km구간에서 실험을 하였으며, 수치모형으로는 RMA-2(Resource Modeling Associates), RMA-4를 사용하였다. RI를 이용한 현장실험은 모델링을 적용한 지역과 동일 지역에서 실험을 실시하였고, 각 구간의 간격은 1km로 정하되 현장 사정에 따라 차이를 조금 두어 RI계측기를 통한 1초간격의 농도 데이터를 계측하였다. 계측결과는 수치모형의 결과와 실제 하천에서의 확산범위 및 확산에 큰 영향을 미치는 확산계수 변화에 따른 농도 분포를 비교 분석하였다. 본 연구를 통해 확산계수가 하천의 오염전파에 미치는 영향과 실측된 농도 데이터를 통해 최초 및 최대농도 도달시간을 파악할 수 있었고, 이것으로 인하여 확산계수를 산정을 할 수 있는 기초자료를 마련하였다.

• 센서학회지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.287-292
• /
• 2012

A fiber-optic radiation sensor was fabricated using a sensing probe, a plastic optical fiber, a photomultiplier tube, and a multichannel analyzer for gamma-ray spectroscopy. As an inorganic scintillator of the sensing probe, a LYSO crystal was used. In this study, we obtained the relationship between the photon counts of the fiber-optic radiation sensor and the activity of the radioactive isotope. In addition, the gamma-ray energy spectra were also measured using a fiber-optic radiation sensor to discriminate species of gamma-ray emitters.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제52권7호
• /
• pp.1517-1523
• /
• 2020

The widely used medical isotope technetium-99 m (^99mTc) is a daughter of Molybdenum-99 (⁹⁹Mo), which is mainly produced using dedicated research reactors from the nuclear fission of uranium-235 (²³⁵U). ^99mTc has been used for several decades, which covers about 80% of the all the nuclear diagnostics procedures. Recently, the instability of the supply has become an important topic throughout the international radioisotope communities. The aging of major ⁹⁹Mo production reactors has also caused frequent shutdowns. It has triggered movements to establish new research reactors for ⁹⁹Mo production, as well as the development of various ⁹⁹Mo production technologies. In this context, a new research reactor project was launched in 2012 in Korea. At the same time, the development of fission-based ⁹⁹Mo production process was initiated by Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) in 2012 in order to be implemented by the new research reactor. The KAERI process is based on the caustic dissolution of plate-type LEU (low enriched uranium) dispersion targets, followed by the separation and purification using a series of columns. The development of proper waste treatment technologies for the gaseous, liquid, and solid radioactive wastes also took place. The first stage of this process development was completed in 2018. In this paper, the results of the hot test production of fission ⁹⁹Mo using HANARO, KAERI's 30 MW research reactor, was described.

• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
• /
• 한국펄프종이공학회 2006년도 PAN PACIFIC CONFERENCE vol.1
• /
• pp.31-36
• /
• 2006

Tritium has been used to directly measure the exchangeable hydrogen in bleached softwood kraft pulp. The hydrogen atoms associated with hydroxyl groups in pulp or with water contained in the pulp can dissociate and exchange with the hydrogen atoms in bulk water. Tritium is a radioactive isotope of hydrogen and behaves almost identically to it. The distribution of tritium between pulp and water ($k_{pw}$) can be easily measured and becomes an index of the protons available fur hydrogen bonding. Bleached kraft pulp was refined in a PFI mill to a range of freenesses. Tritiated water was added and the amount exchanged measured. There was a slight steady increase in $k_{pw}$ until approximately 300 CSF; $k_{pw}$ then rose sharply between 300 CSF and 100 CSF. This rise appears to correlate with FSP. It is likely that the action of refining on the fiber reaches a threshold at about 300 CSF causing the fiber surface to break open creating exponentially more surface area. This theory is visually confirmed through light microscopy. The slow increase in fibrillation of the fibers above 300 CSF correlates with the increase in $k_{pw}$. Beyond the threshold of 300 CSF a dramatic difference in fibrillation is shown, also corresponding with the large increase in $k_{pw}$. The freeness difference around 300 CSF is small, but the change in fiber properties is extreme within this region. This change in properties could lead to sheet breaks and other disruptions when producing products around the threshold. This study leads to a better understanding of how fiber changes during refining, resulting in a practical benefit of target freeness determination. Presently, freeness is selected based on product quality and on some measure of runnability. Yet, there are other considerations, demonstrated by the extreme change in fiber properties around 300 CSF.