의료기관에서 많이 사용되는 방사선 차폐 재료인 납을 대처할 수 있는 플라스틱 제품으로 PVC를 선택하였다. 방사선 차폐 의복 이외에 저선량 영역에서 의료기기 부품, 산업용 차폐 재료로 사용이 가능한지 평가하고자 한다. 상업용 PVC는 밀도가 3.68 g/㎠ 으로 재료의 유연성과 경제성 등 일정 방사선 영역에서는 충분한 차폐 효과를 긍정적으로 기대할 수 있으며, 다양한 형태로 변형이 가능하고, 경량의 차폐벽으로 사용할 수 있다. 의료기관에서 임상 검사 시 사용되는 의료방사선 영역 대에서 3mm PVC 5장을 두께로 조절하여 차폐 성능을 실험하였다. 의료방사선의 관전압 기준으로 실효에너지에 대한 차폐 성능을 평가하였다. PVC는 두께가 두꺼울수록 관전압과 실효에너지가 낮을수록 차폐효과는 크게 나타났으며, 차폐효과는 12mm 두께에 관전압 80kVp에서 70%의 차폐효과가 있었다. 따라서 PVC 재료의 차폐효과는 두께의 의존율이 높게 나타났다. 앞으로는 차폐 성능을 높이면서 얇고 가벼운 친환경 제품을 만들기 위한 지속적인 연구가 필요하다.
노이즈 소스의 근거리장에 저전도율 차폐막이 놓여있을 때 차폐막 두께에 따른 EMI 차폐효과를 분석하였다. 노이즈 소스로는 광대역 특성을 갖는 나선형 안테나를 이용하였으며, 저전도율 차폐 재료로는 그래파이트를 선정하였다. 나선형 안테나 두 개를 만들어 두 안테나 사이의 투과계수를 분석하였고, 송수신 안테나 사이의 거리는 5 cm와 10 cm인 두 경우에 대해 수행하였다. 차폐막의 두께는 1 um에서 200 um까지 변화시켰다. 주파수는 100 MHz에서 6 GHz까지 변화시켜 최대 70 dB의 SE(Shielding Effectiveness)를 얻었다. 본 시뮬레이션에서는 차폐막 재료인 그래파이트의 특성상 전기적 차폐(electronic shielding)를 이용하였다. 이 결과를 바탕으로 향후 자기 차폐를 구현하여 차폐 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 연구할 예정이다.
의료기관에서 최근 많이 사용되고 있는 친환경 소재 방사선 차폐체는 시트 형태로 제작되어 Apron의 재료로 활용되고 있다. 친환경 Apron의 차폐성능은 납당량을 기준으로 제시되고 있으며, 납당량은 0.25~0.50mmPb로 제시되고 있다. 납이 주재료 사용되는 차폐체인 경우 납의 우수한 가공성으로 인해 두께로 차폐성능을 조절할 수 있다. 그러나 친환경 차폐시트는 차폐재료의 함량, 베이스 재료인 고분자 물질의 물성, 공정과정의 기술적 차이에 따라 차폐성능이 변화되어 두께 기준의 차폐성능을 제어하기가 어렵다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고자 두께를 기준으로 차폐시트를 제작하여 차폐성능을 평가, 비교하였다. 동일한 시트 제작공정을 제시하여 두께를 제어할 수 있는 캘린더 공정의 압연 기술을 적용하였고 여러층의 적층 구조와 단일 구조로 제작된 두 시트의 두께별 차폐성능을 비교하여 5%대의 차이를 관찰하였다. 그 결과 여러 층으로 차폐한 적층 구조 차폐시트가 더 효과적임을 증명하는 동시에 두께 중심의 차폐성능의 가능성을 제시하였다.
본 논문에서는 생활가전기기와 정보통신가전기기의 다양한 외형디자인에 응용할 수 있는 옻과 숯을 이용한 친환경 소재의 전자파 차폐 물질을 제시하였다. 제시된 전자파 차폐 물질은 전자레인지에서 사용되는 2.45 GHz에서는 약 96.3%, 이동전화의 사용 주파수 900 MHz, 1.8 GHz에서 각각 97.2%, 98.7%의 전자파를 차폐하였다. 기존에는 전자레인지와 이동전화에서는 방출되는 강한 전자파를 차단하기 위해 금속 재질이나 플라스틱 표면에 도전성 재료를 피복하는 방법이 이용되고 있으나, 친환경 소재인 옻과 숯을 활용함으로써 금속 재질을 탈피하여 제품의 경량화, 내열성, 내마모성, 내식성을 이룰 수 있는 한편, 부드럽고 친근한 이미지의 제품디자인이 가능하다.
최근 의료기관에서 친환경 재료로 제작된 방사선 차폐시트를 많이 사용하고 있다. 차폐시트는 폴리머 소재에 차폐물질을 혼입하여 열성형으로 고형적인 형태로 가공된다. 베이스는 수지 계열로 인장강도에는 한계가 있으며, 이를 위해 표면에 부직포 등의 섬유를 합포하여 사용하고 있다. 차폐시트 공정 기술은 차폐성능을 높이고자 차폐물질의 함유량을 높이면 인장강도가 급격히 떨어지는 문제점을 제시하고 있다. 이를 개선하고자 본 연구에서는 차폐시트에 섬유를 Binding하는 방식과 부직포에 소량의 차폐물질인 텅스텐을 함유하여 적층구조로 Laminating방식을 기본 폴리머 형태로 Compression molding방식 세 가지 종류의 차폐시트를 제조하여 동일한 차폐 물질량을 기준으로 차폐성능과 인장 강도를 비교 평가하였다. 세 종류 차폐시트의 비교에서 섬유 코팅 시트와 압착 방식의 시트는 차폐성능 차이는 5%정도이며, 인장강도는 65MPa에서 280MPa로 큰 차이가 나타났다. 적층구조의 차폐시트는 차폐 성능도 차이가 있었으며, 인장강도도 기준의 4배로 증가하였다.
Akman, Ferdi.;Ogul, H.;Ozkan, I.;Kacal, M.R.;Agar, O.;Polat, H.;Dilsiz, K.
Nuclear Engineering and Technology
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제54권1호
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pp.283-292
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2022
Advanced radiation applications have been widely used and extended to many fields. As a result of this fact, choosing an appropriate shielding material based on the radiation application has become vital. In this regard, the integration of elements into polymer composites has been investigated and contributed to the quantity and quality of radiation shielding materials. This study reports photon attenuation parameters and electromagnetic shielding effectiveness of a novel polymer composite prepared with a matrix reinforced with three different proportions (5, 10, and 15 wt%) of niobium content. Addition of Nb dopant improves both photon attenuation and electromagnetic shielding effectiveness for the investigated composites. Therefore, Nb(15%) polymer composite with highest concentration has been found to be the best absorber for ionizing and non-ionizing radiations. Consequently, the performed analyzes provide evidences that the prepared Nb-reinforced polymer composite could be effectively used as photon radiation attenuator and electromagnetic shielding material.
Radiation is the main safety issue for almost all nuclear applications, which must be controlled to protect living organisms and the surrounding materials. In this context, radiation shielding materials have been investigated and used in nuclear technologies. The choice of materials depends on the radiation usage area, type, and energy. Polymer materials are preferred in radiation shielding applications due to their superior characteristics such as chemical inertness, resistivity, low weight, flexibility, strength, and low cost. In the presented work, ABS polymer material, which is possibly the most commonly used material in 3D printers, is mixed with Gd2O3 and Er2O3 nanoparticles. ABS filaments containing these rare-earth elements are then produced using a filament extruder. These produced filaments are used in a 3D printer to create shielding samples. Following the production of shielding samples, SEM, EDS, and gamma-ray shielding analyses (including experiments, WinXCOM, GEANT4, and FLUKA) are performed. The results show that 3D printing technology offers significant enhancements in creating homogeneous and well-structured materials that can be effectively used in gamma-ray shielding applications.
For the development of electro magnetic shielding materials by use of the conductive polymer, measuring technique related to their shielding effect should be well established. For this propose, several commercialized techniques based on different conception have been well compared in order to adopt appropriate method to our materials under development and then, flanged coaxial holder type fixture device has been fabricated and tested satisfied performance has been obtained showing over 90dB in dynamic range with accuracy of +/-2dB.
This study includes the effects of shielding gas types and flow rate on Nd:YAG Laser weldability of sintered material. The types of shielding gas were evaluated for He, Ar and N2. Bending strength, porosity rate, hardness and aspect ratio testing of laser weld are carried out to evaluated the weldability. As a results, Ar gas was showed the best welding strength even it has the most porosity content on weld metal, and depend on increases the gas flow rate, it was not only got deeper penetration depth but also showed higher bending strength. Therefore we could know that bending strength is not only affect the porosity content but also melting area.
The conductive polymers, polyaniline (PANI) emeralidin base and 3,4-polyethylene dioxythiophene(PEDOT) were synthesized and coated on the PET film dealt with acryl type primer to study the electromagnetic shielding effectiveness. When both PANI and PEDOT were coated on the PET film dealt with acryl type priemer, their surface properties such as he adhesive increased. For PANI, when blended with the binder such as PMMA, it adhesive and surface hardness increased, too. The visible light transmittance decreased, while the electromagnetic shielding effectiveness increased, when coated thickness of PANI and PEDOT increased. For PANI, the electromagnetic shielding effectiveness increased as its surface resistance decreased. For PANI, when the surface resistance was 140 Ω/$\square$, the shielding effectiveness was found to be 11 dB in the far field, and 13 dB in the near field at 1 GHz. For PEDOT, when the surface resistance was 200 Ω/$\square$, the shielding effectiveness was found to be 3 dB in the far field, and 7dB in the near field.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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