Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2004.05b
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pp.25-29
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2004
Corona on polymer materials causes deterioration by the combined action of the discharge striking the surface and the action of certain chemical compounds that are formed by the discharges. In the design and manufacture of polymer insulators must be sufficiently large to avoid corona discharges, otherwise a shielding or corona ring (grading ring) needs to be installed on the insulator. To conduct this purpose, many researchers have investigated end-fitting of polymer insulator by voltage distribution simulation and electrical test. Grading rings are used to improve the performance of the insulator in multiple ways. They can reduce corona and associated audible noise and radio influence and television interference. The factors determining the uses of a grading ring are line voltage, geometry and dimensions of end fittings, geometry and dimensions of line hardware, and environmental conditions. In this paper, electrical property of polymer insulator with end-fitting design have been investigated by electrical field analysis, various end-fitting design, tracking wheel test, corona inception voltage and extinction voltage. Electrical field analysis is conducted by FEM program and various end-fitting is designed through this result. Designed end-fittings are manufactured and their performance is conducted by electrical performance test.
For the design and set-up of neutron induced prompt ${\gamma}$-ray spectroscopy system using $^{252}Cf$ neutron source, the effects of shielding and moderator materials have been examined. The $^{252}Cf$ source being used for TLD badge calibration in Korea Atomic Energy Research Institute was utilized for this preliminary experiment. The ${\gamma}$-ray background and prompt ${\gamma}$-ray spectrum of the sample containing Cl were measured using HPGe (GMX 60% relative efficiency) located at the inside of the system connected to notebook PC at the outside of the system (about 20 meter distance). The background activities of neutron and ${\gamma}$-rays were measured with neutron survey meter as well as ${\gamma}$-ray survey meters, respectively and the system was designed to minimize the activities. Prompt ${\gamma}$-ray spectrum was measured using ${\gamma}$-${\gamma}$ coincident system for reduce the background and the continuum spectrum. The optimum system was designed and set up using the experimental data obtained.
In this study, natural radioactivity concentrations and dosimetric values of fly ash samples were evaluated for the landfill area of the coal-fired power plant (CFPP) complex at Binh Thuan, Vietnam. The average activity concentrations of 238U, 226Ra, 232Th and 40K were 93, 77, 92 and 938 Bq kg-1, respectively. The average results for radon dose, indoor external, internal, and total effective dose equivalent (TEDE) were 5.27, 1.22, 0.16, and 6.65 mSv y-1, respectively. The average emanation fraction for fly ash were 0.028. The excess lifetime cancer risks (ELCR) were recorded as 20.30×10-3, 4.26×10-3, 0.62×10-3, and 25.61×10-3 for radon, indoor, outdoor exposures, and total ELCR, respectively. The results indicated that the cover of shielding materials above the landfill area significantly decreased the gamma radiation from the ash and slag in the ascending order: Zeolite < PVC < Soil < Concrete. Total dose of all radionuclides in the landfill site reached its peak at 19.8 years. The obtained data are useful for evaluation of radiation safety when fly ash is used for building material as well as the radiation risk and the overload of the landfill area from operation of these plants for population and workers.
Lee, Cheol-Woo;Whang, Won Tae;Kim, Eun Han;Han, Moon Hee;Jeong, Hae Sun;Jeong, Sol;Lee, Sang-jin
Journal of Radiation Protection and Research
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v.46
no.2
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pp.58-65
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2021
Background: The evaluation of skyshine distribution, release of airborne radioactive nuclides, and soil activation and groundwater migration were required for radiological assessment of the impact on the environment surrounding In-Flight (IF)-system facility of the RAON (Rare isotope Accelerator complex for ON-line experiment) accelerator complex. Materials and Methods: Monte Carlo simulation by MCNPX code was used for evaluation of skyshine and activation analysis for air and soil. The concentration model was applied in the estimation of the groundwater migration of radionuclides in soil. Results and Discussion: The skyshine dose rates at 1 km from the facility were evaluated as 1.62 × 10-3 μSv·hr-1. The annual releases of 3H and 14C were calculated as 9.62 × 10-5 mg and 1.19 × 10-1 mg, respectively. The concentrations of 3H and 22Na in drinking water were estimated as 1.22 × 10-1 Bq·cm-3 and 8.25 × 10-3 Bq·cm-3, respectively. Conclusion: Radiological assessment of environmental impact on the IF-facility of RAON was performed through evaluation of skyshine dose distribution, evaluation of annual emission of long-lived radionuclides in the air and estimation of soil activation and groundwater migration of radionuclides. As a result, much lower exposure than the limit value for the public, 1 mSv·yr-1, is expected during operation of the IF-facility.
Martakis, Panagiotis;Movsessian, Artur;Reuland, Yves;Pai, Sai G.S.;Quqa, Said;Cava, David Garcia;Tcherniak, Dmitri;Chatzi, Eleni
Smart Structures and Systems
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v.29
no.1
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pp.251-266
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2022
Structural Health Monitoring (SHM) of critical infrastructure comprises a major pillar of maintenance management, shielding public safety and economic sustainability. Although SHM is usually associated with data-driven metrics and thresholds, expert judgement is essential, especially in cases where erroneous predictions can bear casualties or substantial economic loss. Considering that visual inspections are time consuming and potentially subjective, artificial-intelligence tools may be leveraged in order to minimize the inspection effort and provide objective outcomes. In this context, timely detection of sensor malfunctioning is crucial in preventing inaccurate assessment and false alarms. The present work introduces a sensor-fault detection and interpretation framework, based on the well-established support-vector machine scheme for anomaly detection, combined with a coalitional game-theory approach. The proposed framework is implemented in two datasets, provided along the 1st International Project Competition for Structural Health Monitoring (IPC-SHM 2020), comprising acceleration and cable-load measurements from two real cable-stayed bridges. The results demonstrate good predictive performance and highlight the potential for seamless adaption of the algorithm to intrinsically different data domains. For the first time, the term "decision trajectories", originating from the field of cognitive sciences, is introduced and applied in the context of SHM. This provides an intuitive and comprehensive illustration of the impact of individual features, along with an elaboration on feature dependencies that drive individual model predictions. Overall, the proposed framework provides an easy-to-train, application-agnostic and interpretable anomaly detector, which can be integrated into the preprocessing part of various SHM and condition-monitoring applications, offering a first screening of the sensor health prior to further analysis.
Wilson Hrangkhawl;Winniecia Dkhar;T.S. Madhavan;S. Sharath;R. Vineetha;Yogesh Chhaparwal
Journal of Radiation Protection and Research
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v.48
no.1
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pp.15-19
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2023
Background: Cone beam computed tomography (CBCT) is a specialized medical equipment and plays a significant role in the diagnosis of oral and maxillofacial diseases and abnormalities; however, it is attributed to risk of exposure of ionizing radiation. The aim of the study was to estimate and determine the amount of scattered radiation dose to the thyroid gland in dental CBCT during maxilla and mandible scan. Materials and Methods: The average scattered radiation dose for i-CAT 17-19 Platinum CBCT (Imaging Sciences International) was measured using a Multi-O-Meter (Unfors Instruments), placed at the patient's neck on the skin surface of the thyroid cartilage, with an exposure parameter of 120 kVp and 37.07 mAs. The surface entrance dose was noted using the Multi-O-Meter, which was placed at the time of the scan at the level of the thyroid gland on the anterior surface of the neck. Results and Discussion: The surface entrance dose to the thyroid from both jaws scans was 191.491±78.486 µGy for 0.25 mm voxel and 26.9 seconds, and 153.670±74.041 µGy from the mandible scan, whereas from the maxilla scan the surface entrance dose was 5.259±10.691 µGy. Conclusion: The surface entrance doses to the thyroid gland from imaging of both the jaws, and also from imaging of the maxilla and mandible alone were within the threshold limit. The surface entrance dose and effective dose in CBCT were dependent on the exposure parameters (kVp and mAs), scan length, and field of view. To further reduce the radiation dose, care should be taken in selecting an appropriate protocol as well as the provision of providing shielding to the thyroid gland.
Dong Zhao;Wenbao Jia;Daqian Hei;Can Cheng;Wei Cheng;Xuwen Liang;Ji Li
Nuclear Engineering and Technology
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v.55
no.5
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pp.1587-1592
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2023
Time-encoded imagers (TEI) are important class of instruments to search for potential radioactive sources to prevent illicit transportation and trafficking of nuclear materials and other radioactive sources. The energy of the radiation cannot be known in advance due to the type and shielding of source is unknown in practice. However, the response function of the time-encoded imagers is related to the energy of neutrons or gamma-rays. An improved image reconstruction method based on MLEM was proposed to correct for the energy induced response difference. In this method, the count vector versus time was first smoothed. Then, the preset response function was adaptively corrected according to the measured counts. Finally, the smoothed count vector and corrected response were used in MLEM to reconstruct the source distribution. A one-dimensional dual-particle time-encode imager was developed and used to verify the improved method through imaging an Am-Be neutron source. The improvement of this method was demonstrated by the image reconstruction results. For gamma-ray and neutron images, the angular resolution improved by 17.2% and 7.0%; the contrast-to-noise ratio improved by 58.7% and 14.9%; the signal-to-noise ratio improved by 36.3% and 11.7%, respectively.
For the precise measurements of special nuclear materials (SNM) including Pu and Am isotopes, we have used phoswich detector combination of two single crystal scintillators of Gd3Ga3Al2O12:Ce and CsI:Tl. High detection efficiency and sensitivity along with high figure of merit for the discrimination of these phoswich detectors ensures the detection and discrimination of thermal neutrons and gammas from spontaneous fission of Pu and other isotopes in presence of high gamma background. Using this detector, the low energy gammas, which is stopped completely in 1mm thick disc of GGAG, can be also discriminated from high energies gamma and shows linearity in wide range of sample quantities. By changing only the appropriate shielding, the similar setup was used for thermal neutron detection and shows a very good linearity over wide range. The quantity of a test sample was also calculated accurately by using the measured calibrated plot.
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.
To accurately calculate the heating distribution of the fast reactor, a neutron-photon library in MATXS format named Knight-B7.1-1968n × 94γ was processed based on the ENDF/B-VII.1 library for ultrafine groups. The neutron cross-section processing code MGGC2.0 was used to generate few-group neutron cross sections in ISOTXS format. Additionally, the self-developed photon cross-section processing code NGAMMA was utilized to generate photon libraries for neutron-photon coupled heating calculations, including photo-atom cross sections for the ISOTXS format, prompt photon production cross sections, and kinetic energy release in materials (KERMA) factors for neutrons and photons, and the self-shielding effect from the capture and fission cross sections of neutron to photon have been taken into account when the photon source generated by neutron is calculated. The interface code GSORCAL was developed to generate the photon source distribution and interface with the DIF3D code to calculate the neutron-photon coupling heating distribution of the fast reactor core. The neutron-photon coupled heating calculation route was verified using the ZPPR-9 benchmark and the RBEC-M benchmark, and the results of the coupled heating calculations were analyzed in comparison with those obtained from the Monte Carlo code MCNP. The calculations show that the library was accurately processed, and the results of the fast reactor neutron-photon coupled heating calculations agree well with those obtained from MCNP.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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