• Nuclear Engineering and Technology
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• 제35권2호
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• pp.108-120
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• 2003

In assessing the long term post closure radiological safety assessment of a potential HLW repository in Korea, three categories of uncertainties exist. The first one is the scenario uncertainty where series of different natural events are translated into written statements. The second one is the modeling uncertatinty where different mathematical models are applied for an identical scenario. The last one is the data uncertainty which can be expressed in terms of probabilistic density functions. In this analysis, three different scenarios are seleceted; a small well scenario, a radiolysis scenario, and a naturally discharged scenario. The MASCOT-K and the AMBER, probabilistic safety assessment codes based on connection of sub-modules and a compartment theory respectively, are applied to assess annual individual doses for a generic biosphere. Results illustrate that for a given scenario, predictions from two different codes fairly match well each other But the discrepancies for the different scenarios are significant. However, total doses are still well below the guideline of 2 mRem/yr. Detailed analyses with model and data uncertainties are underway to further assure the safety of a Korean reference dispsoal concept.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권9호
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• pp.3183-3193
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• 2023

The water radiolysis in-core at light water reactors (LWRs) produces various radicals with other ionic species/molecules and radioactive nitrogen species in the reactor coolant. Nitrogen species can exist in many different chemical forms and recirculate in water and steam, and consequently contribute to what extent the environmental safety at nuclear power plants. Therefore, a clear understanding of formation kinetics and chemical behaviors of nitrogen species under irradiation is crucial for better insight into the characteristics of major radioactive species released to the main steam or relevant coolant systems and eventually development of advanced processes/methodologies to enhance the environmental safety at nuclear power plants. This paper thus focuses on basic principles on electrochemical interaction kinetics of radiolytic molecules and various nitrogen species in high temperature water, fundamental approaches for calculating thermodynamic values to predict their stability and domain in LWRs, and the effect of nitrogen species on crevice chemistry/corrosion and intergranular stress corrosion cracking (IGSCC) susceptibility of structure materials in high temperature water.

• 한국식품영양과학회지
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• 제33권8호
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• pp.1252-1256
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• 2004

방사선 조사에 의한 phytic acid의 분해특성 및 항라디칼, 항산화 활성을 평가하기 위하여, phytic acid를 수용액 모델에서 방사선 조사(0∼20 kGy) 후 기존 항산화제(ascorbic acid, tocopherol, BHA)와의 항산화 특성을 비교하였다. 방사선 조사 후 phytic acid의 조사분해를 확인할 수 있었고, 조사선량이 증가함에 따라 그 분해정도가 유의적으로 증가하였다. 또한 phytic acid의 농도에 따라 방사선에 의한 영향도 다르게 나타났는데, phytic acid의 농도가 증가함에 따라 방사선 조사분해 정도가 감소하였다. 항산화 특성의 측정 결과, 방사선 조사된 phytic acid의 경우 DPPH 라디칼 소거능이 형성되었으며, 조사선량 및 phytic acid의 농도가 증가함에 따라 그 활성이 증가하는 것으로 나타났다. 저장동안 유지산패의 억제효과는 기존 항산화제보다 phytic acid의 항산화성이 유의적으로 높았으며 방사선 조사에 의해 유지 혹은 다소 상승되는 것으로 나타났다. 따라서 방사선 조사시 phytic acid의 조사분해와 동시에 항산화 특성을 증대시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제30권2호
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• pp.407-412
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• 1998

우육, 돈육 및 계육으로부터 단백질을 추출하고 실온에서 100 kGy까지의 감마선을 조사하여 비조사군과 감마선 조사군간의 in vitro 소화율, 아미노산 조성 및 SDS-PAGE 패턴변화를 비교분석하였다. 100 kGy까지의 감마선 조사는 이들 육단백질의 소화율 및 아미노산 조성에 있어서 비조사군과 거의 차이가 없는 것으로 나타났다. SDS-PAGE 패턴에서 10 kGy조사는 거의 변화가 없었으나 30 kGy에서는 약 20%, 100 kGy 에서는 약 60%의 단백질이 분해되는 것으로 나타나 감마선 조사선량의 증가에 따라 단백질의 저분자량화가 일어났음이 시사되었다. 한편 육류에 감마선을 직접 조사한 후 단백질을 추출한 시험군에서는 40 kGy 조사선량까지 큰 변화가 없는 것으로 나타났다.

• 한국동물학회지
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• 제13권3호
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• pp.75-84
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• 1970

蛋白質의 放射線分解의 기작을 밝히는 연구의 일환으로, 특히 peptide 結合의 분해의 기작을 구명하기 위하여 Glycylglycylglycine의 水溶液과 固體를 酸素의 존재하에서와 無酸素하에서 r 線을 조사하여 分解生成物을 여지크로마토그라프로 분리하였고, carbonyl 化合物과 amide를 각각 分光光度法과 微凉摘定法으로 정량하였으나 放射線障害를 평가하기 위하여 赤外線 spectrum과 紫外線 spectrum을 얻어 검토하였다. 水溶液과 固體에 있어서의 peptide 結合의 분해기작은 근본적인 차이가 있는 것으로 여겨지며, 전자에서는 월등하게 분해가 많이 일어난데 반해서 후자에서는 무시할 정도에 지나지 않았다. 한편, 水溶液의 경우 酸素의 유무에 따라 현저한 영향은 보이지 않았으나 無酸素하에서는 遊離基의 再結合이 일어나는 점이 특기할만 하였다. 水溶液에 있어서의 peptide 結合의 분해기구는 Garrison 一派가 주장한 기작에 의해서 일어나는 것이 분명하여 脫水素反應에 뒤이어 加水分解反應에 의해서 amide 와 carbonyl 이 생성되는 것으로 보이며, 固體의 경우도 $\\alpha$-炭素의 부위가 방사선의 공격을 가장 많이 받는 것으로 추정되나 그 정도는 미미한 것에 지나지 않는 것으로 생각되었다.

• 한국결정학회:학술대회논문집
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• 한국결정학회 2003년도 춘계학술연구발표회
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• pp.11-11
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• 2003

전자현미경내에서 일부 무기 및 금속 시료들은 전자빔 조사에 의해 시료구조가 손상되거나 비정질화 또는 상전이 등과 같은 구조전이 현상들을 겪게 된다. 즉, 전자빔 조사에 의해 시료는 원자간 결합이 끊어져 나타나는 Knock-on damage, 시료 원자 주위의 전자들과의 상호 작용에 의해 나타나는 Ionization damage, 빔 에너지의 시료온도 상승 기여에 의한 Radiolysis damage 등의 현상들을 경험하게 된다. 이러한 현상은 전자현미경의 가속전압, 전자밀도, 시료 조건 등에 따라 그 지배기구가 다르며 동일한 시편이라도 시료의 두께와 시편온도를 결정하는 전자빔 조사선량에 따라 그 양상과 전이 속도가 달라진다. 본 연구에서는 전자빔 조사에 의해 구조 전이를 겪게 되는 대표적 무기수화물의 하나인 Cibbsite에 대해 전자빔 조사효과에 대한 정량적 고찰을 에너지 여과 투과전자현미경 (EF-TEM)을 이용하여 시도하였다. 전자빔 조사는 120분까지 실시하였고 각 시간별로 에너지 필터와 Imaging plate를 이용하여 Gibbsite의 회절패턴과 미세조직 변화를 기록하였다 빔조사 시엔 illumination angle을 1.25mrad(Dose rate : 334 × 10³ e/sup -//sec·n㎡)으로 하였으며 사진기록 시엔 최소 illumination angle인 0.04mrad(Dose rate : 413 e/sup -//sec·n㎡)을 사용하였다. 시료의 관찰방향은 [001]방향이고 관찰시료두께는 약 50nm로 평가되었으며 시료의 화학변화는 EDS를 이용하여 분석하였다. 회절자료의 Intensity는 ELD/CRISP 프로그램을 이용하였으며 빔조사선량은 평행조사빔이 시료와 상호 작용하는 면적과 상호작용하지 않을 때의 빔을 회절모드에서 faraday cup으로 측정한 빔전류로 부터 계산하였다. Gibbsite에 대한 전자빔 조사 시 1분 이내에 급격한 Hydroxyl Ion(OH-)의 이탈로 인해 Cibbsite의 구조는 거시적 비정질화가 되며 시간증가에 따라 χ-alumina → ν-alumina → σ-alumina or δ-alumina의 순으로 상전이를 겪는다. 전자빔 조사 시 관찰된 회절자료의 가시적 변화를 통해 illumination angle 1.25mrad(Dose rate : 334 × 10³ e/sup -//sec·n㎡)일 경우 약 3초 이내에 비정질화가 시작됨을 알 수 있었고 이는 약 1 × 10/sup 6/ e/sup -//sec·n㎡ 의 전자선량에 해당되며 이를 기준으로 각각의 illumination angle에 대한 임계전자선량을 평가할 수 있었다. 실질적으로 Cibbsite와 같은 무기수화물의 직접가열실험 시 전자빔 조사에 의해 야기되는 상전이 영향을 배제하고 실험을 수행하려면 illumination angle 0.2mrad (Dose rate : 8000 e/sup -//sec·n㎡)이하로 관찰하고 기록되어야 함을 본 자료로부터 알 수 있었다.

• 방사선산업학회지
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• 제5권3호
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• pp.221-225
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• 2011

To detect superoxide anion ($O_2{\cdot}^-$) or singlet oxygen ($^1O_2$) in biological systems during gamma irradiation, specific chemical probes, 4,5-dihydroxy-1,3-benzene disulfonic acid (Tiron) or 2,2,6,6-tetramethyl-piperidine (TEMP), were evaluated. Tiron or TEMP spin adducts was structurally stable in aqueous solution during gamma irradiation up to 500 or 1,000 Gy, respectively. The signal of Tiron semiquinone radical, a spin adduct of Tiron upon reaction with $O_2{\cdot}^-$, was slightly increased by gamma irradiation. This trend was dose-dependently manifested in $O_2$-saturated aqueous solution using nitro blue tetrazolium (NBT), a common probe for both hydrated electron ($e{^-}_{aq}$) and $O_2{\cdot}^-$. In contrast, a spin adduct of TEMP, was never inducible by gamma irradiation, while its signal was substantially enhanced by photosensitization of riboflavin. These results suggest that Tiron and NBT or TEMP could be utilized to detect $O_2{\cdot}^-$ or $^1O_2$ in biological systems during gamma irradiation, although $O_2{\cdot}^-$ or $^1O_2$ are not the main reactive oxygen species produced by water radiolysis.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제11권2호
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• pp.157-165
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• 2000

목적: 방사선조사에 의해 형성된 DNA 손상정도가 산소에 의해 변화되는 추세을 이론적 모델을 이용하여 평가 및 분석하였다. 방법 및 대상: Water radiolysis(물의 방사성분해)시 생성되는 유리기 들간의 반응, 손상된 DNA의 형성, 손상의 복구, 및 산소에 의한 손상의 고정들을 시간 미분 방정식을 이용하여 표현하였다. 문헌에 나와 있는 반응상수(rate constants)들은 그대로 사용되었고 알려지지 않은 상수들은 실험에서 얻어진 데이터에서 얻은 곡선을 대입하여 얻었다. 화학반응상수 변화와 산소농도변화에 따른 세포 생존도를 구하였다. 모델을 통해 얻어진 세포 생존도와 방사선량의 상관관계를 세포 생존곡선으로 표시하였다. 산소에 의한 손상의 fixation(고착화)과정과 산소농도가 세포생존에 미치는 영향을 분석하여 보았다. 산소가 세포생존에 미치는 정도를 정량화 하기 위하여 산소증가효과비(Oxygen Ehhancement Ratio, OER)를 계산하여 실험치와 이론치를 비교하였다. 결과: 산소에 대한 민감성 연구에서 DNA생존도는 산소의 농도와 화학반응속도상수에 영향을 받았다. 산소의 농도가 0에서 1.0 $\times$ $10^{7}$ 으로 변화할 때 세포 생존도에는 변화가 없었다. 그러나 1.0 x $10^{7}$ 에서 1.0 $\times$ $10^{10}$ 변화할 경우 세포의 생존률이 감소하였다. 모의연구에서 얻은 OER치는 10% 세포생존시에는 2.32, 45% 세포생존시에는 1.9 이었다. 결론: 산소의 감수성 연구에서 보여주듯이 방정식을 이용하여 얻어진 새포생존곡선은 실험에서 얻어진 세포생존곡선을 재연할 수 있었다 또한 방사선조사시 생성되는 손상된 세포의 양은 산소 반응상수가 가장 크고 산소농도가 증가되는 경우에 증가됨을 알수있었다. 모의연구에서 얻은 산소증가효과비는 세포생존이 low level인 경우 높은 일치성을 보여 주었다 따라서 본 연구는 세포살해시 산소의 효과를 semi-empirical 모델을 사용하여 예측할수 있다는 것을 보여주고 있다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제5권1호
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• pp.65-78
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• 2007

지하 동굴식 처분장의 건설, 운영 및 중-저준위 방사성폐기물을 처분한 이후 발생하게 되는 오염물질(Rn, CH CO, HS, Radiolysis에 의한 방사능 가스 등)은 적절한 공기량을 필요로 한 곳에 정확히 분배시킬 수 있는 환기시스템에 의해 통제되도록 하여야한다. 특히 지하 처분장은 여러 개의 진입 터널, 저장 터널, 공기 유입-배기 터널, 수직갱 등으로 이루어진 복잡한 회로망의 형태로 나타나기 때문에 이에 적절한 기술적 접근이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 환기시스템 구축을 위한 기술적 접근을 위해 미국의 WIPP (Waste Isolation Pilot Plant)처분장과 스웨덴의 SFR (Slutforvar for Reaktoravfall) 중-저준위 처분장을 모델로 하여 두 처분장의 소요환기량을 선정하고 설계상 통풍로의 단면적, 길이, 표면 거칠기 등을 고려한 환기회로를 구성하였으며, 수학적으로 계산되는 각 회로의 저항에 대해 기술하였다. 또한 이를 바탕으로 적절한 선풍기의 용량과 수직갱 운용방안을 설계하였다. 두 처분장의 지형상의 규모 및 환기시설 비교 결과, SFR 처분장에 비해 WIPP 처분장에서와 같이 병렬구조가 많을수록 처분장 전체의 저항이 감소되며 이러한 결과로 환기시스템의 운용비 절감효과를 얻을 수 있다는 결론을 얻었다. 따라서 처분용량 증대를 위한 대단면의 SFR 처분장 구조와 전체 저항 감소를 위한 WIPP 처분장의 병렬구조를 조합한 형태가 가장 합리적이며 효율적인 환기가 이루어질 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제27권6호
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• pp.708-725
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• 2017

전리방사선은 물질과 상호작용하여 원자내의 중성자나 양성자, 궤도전자를 충분히 제거시킬 수 있는 에너지이다. 이와 같은 전리방사선은 DNA이나 세포질 소기관과 세포질의 방사선 분해 생성물을 통해 직접적, 간접적으로 상호작용하여 분자구조를 변화시키는 산화적 대사를 일으킨다. 이러한 전리 현상은 분자수준에서 조직을 손상시키고, 세포 기능을 파괴할 수 있다. 따라서, 전리방사선에 의해 유도된 이온채널과 수송 변형이 보고되고 있다. 이러한 현상이 항상성을 유지하기 위한 생화학적 과정을 무너뜨리면, 유도된 생물학적 변화가 지속되고 후대로 영향을 미친다. 또한, 전리방사선의 영향으로 형성된 활성산소는 세포연접을 통해 인접세포로 퍼져 나갈 수 있다. 방사선량, 선량률, 선질에 따라 이러한 메커니즘이 충분히 방어할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 본 총설에서는 방사선생물학의 개념을 뒷받침하는 전리방사선의 세포수준에서 생물학적 효과에 대한 보고서를 간략히 알아보았다. 전리방사선의 생물학적 효과를 잘 이해하면 방사선을 잘 이용할 수 있고, 방사선피폭으로부터 더 나은 방호를 할 수 있을 것이다.