• 제목/요약/키워드: gamma-spectrometry

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감마분광분석을 이용한 환경 중 방사성요오드(131I)의 측정 불확도에 관한 사례 연구 (A Case Study about Counting Uncertainty of Radioactive Iodine (131I) in Public Waters by Using Gamma Spectrometry)

  • 조윤해;설빛나;민경옥;김완석;이준배;이수형
    • 대한환경공학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.42-46
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    • 2016
  • 환경에 존재하는 인공방사성핵종 중 방사성요오드($^{131}I$)는 주로 갑상선질환의 치료에 사용되며 환자의 배출과정을 통해 체외로 방출된다. 붕괴가 채 끝나지 않은 $^{131}I$는 환경으로 방출되어 공공수역에서 검출될 수 있다. 본 연구는 공공수역에서 검출된 $^{131}I$ 방사능 결과의 정확도 및 신뢰도에 영향을 미치는 불확도 중 계측 과정에서 발생하는 불확도에 대하여 금강수계의 실제 사례를 조사하였다. 시료는 금강권역 삽교천 수계의 하천수 및 그 상류의 하수처리장 방류수를 대상으로 하였으며, 시료량에 따른 불확도를 확인하기 위하여 각 지점의 시료를 1, 10, 20 L로 채수하였다. 채취한 시료는 시료량에 따라 전 처리를 거친 후 1 L 마리넬리 비커에 충전하여 HPGe (High Purity Germanium) 감마선 검출기를 이용하여 10,000초 단위로 계측 분석하여 계측시간 및 방사능에 따른 측정불확도를 비교하였다. 각 지점의 방사능 농도는 0.03~1.8 Bq/L로, 채취시점에 따라 차이가 있는 것으로 나타났다. $^{131}I$의 방사능 농도가 0.3 Bq/L 수준인 경우 시료량이 1 L이면 약 80,000초 계측 시까지 핵종의 존재여부를 판단하지 못하는 경우가 발생하였으나, 같은 조건에서 시료량을 증가시켜 계측한 경우 10,000초 이상의 계측시간부터 불확도 10% 범위에 포함되는 것으로 나타났다. $^{131}I$의 짧은 반감기를 고려하여 즉시 계측이 가능한 1 L 생시료 계측 방법을 사용할 수 있으나, 불확도 수준과 전처리 및 계측에 소요되는 시간을 비교하였을 때, 10 L 시료의 계측을 통해 높은 신뢰도의 측정 결과를 얻을 수 있는 합리적인 방법이라고 판단되었다.

환경토양에서 몰리브도인산 암모늄을 이용한 세슘 동위원소 평가방법 (Cesium Radioisotope Measurement Method for Environmental Soil by Ammonium Molybdophosphate)

  • 최영훈;서양곤
    • 청정기술
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    • 제22권2호
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    • pp.122-131
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    • 2016
  • 세슘 동위원소, 134Cs와 137Cs는 대기 핵실험 및 원자력발전소의 배출물로부터 기인하는 인공방사성 핵종 연구에 매우 중요하다. 본 연구에서는 최소검출방사능(minimum detection activity, MDA)을 낮추기 위해 137Cs 및 화학적, 환경적 거동이 동일한 134Cs를 이용하여 환경측정실험실 절차서에 따른 일반적인 환경방사능 분석을 수행하였다. 원자력발전소 주변 고산지대 환경토양을 채취하였고, 세슘 동위원소를 화학적으로 추출·농축하기 위한 방법으로 세슘동위원소와 흡착특성이 높은 Ammonium Molybdophosphate (AMP) 공침법을 토양 전처리 과정에 도입하였다. 방사능 농도는 감마선 분광광도법을 이용하여 분석하였다. 감마 에너지 스펙트럼에서 40K 방사능 농도가 증가함에 따라 134Cs 및 137Cs의 MDA가 증가하였다. 따라서 토양으로부터 자연방사성 핵종이 제거된다면 세슘의 MDA가 줄어들 것이고, 환경토양에서 137Cs의 농도를 효과적으로 측정할 수 있다. 한국원자력안전기술원의 표준 토양 실험에서는 40K의 방사능 농도가 평균 84% 이상 제거되었고, 134Cs의 MDA는 2배 줄어들었다. 137Cs의 방사능 농도는 82% 이상 회수되었다. 한편 환경토양을 이용한 시료에서는 AMP 공침법이 직접법에 비해 40K는 최대 180배 제거되었고, 또한 134Cs의 MDA는 5배 감소하였다. 137Cs의 회수율은 54.54%에서 70.26%를 나타내었다. MDA와 회수율을 고려할 때 AMP 공침법은 매우 낮은 농도의 세슘분석에 효과적이다.

전자선 조사한 자두의 휘발성 유기성분 변화 (Analysis of the Volatile Flavor Components in Plum ($Prunus$ $salicina$) Irradiated with an Electron Beam)

  • 정인선;이순임;전동복;홍영신;김재성;최성화;노은영;최지연;김병숙;김경수
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.249-256
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    • 2012
  • 본 연구는 전자선 조사된 자두의 저장기간에 따른 휘발성 유기화합물의 변화를 확인하기 위하여 SDE 방법으로 추출하고 GC/MS로 분석하였다. 비조사 자두와 0.25, 0.5, 0.75 및 1 kGy로 전자선 조사된 자두의 휘발성 화합물을 동정한 결과 각각 44, 46, 45, 47 및 38종으로 동정되었다. 30일 저장기간 후 자두의 휘발성 화합물은 선량별로 각각 48, 40, 40, 39 및 40종이 확인되어 저장기간에 따른 유기성분의 조성은 유사하였으며 선량에 따른 유의적 차이는 없었다. 자두의 주된 휘발성 유기성분은 $C_6$ 구조의 hexanal과 (E)-2-hexenal, (Z)-3-hexenal, (E)-2-hexen-1-ol 및 (Z)-3-hexen-1-ol로 hexanal, (E)-2-hexenal 및 (Z)-3-hexen-1-ol은 조사 시 모든 선량에서 증가하였으며 hexanol, (E)-2-hexen-1-ol은 감소함을 확인하였다. lactone류 중 저장기간 동안 비조사 시료에서 ${\gamma}$-hexalactone, ${\gamma}$-octalactone 및 ${\gamma}$-decalactone가 확인되었다. 비조사 및 전자선 조사된 자두의 저장기간 동안 휘발성 유기성분의 감소함을 확인하였고, hexanoic acid와 2-hexenoic acid는 확인되지 않았으며 2-methylpyrrole은 0.5 kGy 이상 조사한 시료에서 확인되었다. 따라서 자두의 1 kGy까지의 저선량 전자선 조사는 휘발성 유기성분의 변화에 영향을 미치지 않는 것으로 사료되며 자두의 저장기간 연장을 위하여 유용한 선량임을 확인하였다.

유자, 금귤, 레몬 및 라임의 휘발성 향기성분의 비교 (Comparison of volatile flavor compounds of yuzu, kumquat, lemon and lime)

  • 홍영신;이임식;김경수
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.394-405
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    • 2017
  • 본 연구는 한국에서 재배된 유자와 금귤을 수입되는 레몬 및 라임과 비교하였을 때 정유성분의 유용적 가치를 확인하고자 하였다. 유자, 금귤, 레몬 및 라임의 휘발성 향기성분 분석을 위하여 재증류한 n-pentane/diethylether(1:1, v/v) 혼합용매 100 mL를 사용하여 SDE 방법으로 3시간동안 휘발성 화합물을 추출한 후 GC/MS로 확인하였다. 유자, 금귤, 레몬 및 라임에서는 각각 104종(3,713.02 mg/kg), 87종(621.71 mg/kg), 103종(3,024.69 mg/kg) 및 106종(2,209.16 mg/kg)의 향기성분이 동정되었다. 4종의 Citrus속 과일의 주요 휘발성 향기성분은 limonene으로 확인되었으며, peak area는 각각 유자 35.03%, 금귤 63.82%, 레몬 40.35% 및 라임 25.06%로 나타났다. Limonene 이외에 유자의 주요 휘발성 향기성분은 ${\gamma}$-terpinene, linalool, ${\beta}$-myrcene, (E)-${\beta}$-farnesene, ${\alpha}$-pinene 및 ${\beta}$-pinene 등이며, 금귤에서는 ${\beta}$-myrcene, ${\alpha}$-pinene, (Z)-limonene oxide, (E)-limonene oxide, geranyl acetate 및 limonen-10-yl acetate 등 순으로 동정되었다. 레몬의 주요 향기성분은 ${\gamma}$-terpinene, ${\beta}$-pinene, ${\beta}$-myrcene, geranyl acetate, neryl acetate 및 (Z)-${\beta}$-bisabolene 등 순이며, 라임은 ${\gamma}$-terpinene, ${\beta}$-pinene, (Z)-${\beta}$-bisabolene, neral, geranial 및 neryl acetate 등 순으로 나타났다. 본 연구 결과 4종류 과일의 특징적인 향기성분이 동정되었으며, 휘발성 향기성분 조성비의 차이를 확인할 수 있었다. 또한 국내산 유자 및 금귤은 향료산업에서 널리 사용되는 레몬과 라임의 대체제로 충분한 활용가치가 있다고 사료된다.

실내 건축자재 중 천연방사성핵종의 정량분석법 연구 (Method development for quantitative analysis of naturally occurring radioactive nuclides in building materials)

  • 임종명;이훈;김창종;장미;박지영;정근호
    • 분석과학
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    • 제30권5호
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    • pp.252-261
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    • 2017
  • 천연방사성핵종을 함유한 물질들은 인간 활동에 의해 인위적인 조작과정을 거치면서 농축되는 경우 방사선 노출에 따른 위해를 증가시킬 수 있다. 본 연구는 다양한 전처리 방법 및 분석 방법 간 비교를 통해 분석정확도를 평가하고 실내 건축자재 중 $^{232}Th$, $^{235}U$, $^{238}U$의 천연방사성핵종을 분석하기 위한 최적의 분석 방법을 확립하고자 하였다. ICP-MS를 이용한 실내 건축자재 중 천연방사성핵종 분석방법을 확립하기 위하여, 인증표준물질 5종을 왕수, 불산, 과염소산의 습식산화법과 용융법의 전처리법에 따른 U, Th의 분석 정확도 및 정밀도를 평가하였고, 최적의 전처리법으로써 용융법과 $Fe(OH)_3$ 공침법을 선정하였다. 확립된 분석방법을 석고보드, 벽돌, 시멘트, 페인트, 타일과 벽지 총 51 종의 실내 건축자재 시료에 적용하여 천연방사성핵종의 농도를 정량 분석하였다. 또한 동일한 시료에 대해 감마분광분석법 중 간접측정법을 사용하여 $^{238}U$, $^{232}Th$의 농도를 정량하고 ICP-MS 분석 결과와 비교하였다.

질량분석기 기반-전자코를 이용한 저장중 유채유의 산패 분석 (Rancidity Analysis of Rapeseed Oil under Different Storage Conditions Using Mass Spectrometry-based Electronic Nose)

  • 홍은정;임채란;손희진;최진영;노봉수
    • 한국식품과학회지
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    • 제42권6호
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    • pp.699-704
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    • 2010
  • 유채유에 감광제나 금속이온을 첨가하거나 UV처리를 하였을 때 어떠한 차이가 있는지 알아보기 위하여 MS-전자코를 이용하여 분석하였다. 유채유를 저장하였을 때 저장기간이 증가함에 따라 지방의 품질이 변화되면서 휘발성분이 증감하였는데 판별함수분석(DFA) 결과 DF1값의 영향을 받았으며 품질 변화가 많이 일어날수록 DF1값이 음의 방향으로 이동하였다. 암소에 비하여 UV를 처리하였을 때가 오히려 DF1값의 변화 폭이 크게 나타났다(DF1 $r^2$=0.9481 F=307.07). 실온(17, $26^{\circ}C$)보다는 냉장온도($4^{\circ}C$)에 보관할 때 휘발성분의 변화가 적게 일어났다. 또한 자외선 처리 유무와 온도를 달리 저장할 경우 온도에 의한 영향에 비해 자외선에 의한 영향이 크게 나타났다. ${\gamma}$DF1 값이 암실에서는 각각 $4^{\circ}C$의 경우 0.099, $17^{\circ}C$에서 0.187, $26^{\circ}C$에서 0.278값을 나타냈고 UV 처리 구에서는 각각 $4^{\circ}C$에서 0.554, $17^{\circ}C$는 0.558, $26^{\circ}C$에서는 0.542값을 나타냈다. 감광제인 cytochrome C을 0.1, 0.3, 0.5 mg/%첨가 하였을 때 첨가량이 증가함에 따라 휘발성분의 패턴 변화가 크게 나타났으며 금속이온인 $Cu^{2+}$를 10, 15, 20 mg% 첨가할 경우에도 첨가량이 증가함에 따라 변화가 크게 일어났다. 또한 유채유의 산패 조건에 따른 전자코의 mass spectrum의 감응도 변화는 이미 보고된 GC/MS의 분석 결과와 유사한 pentane, pentanal, 1-pentanol, hexanal, n-octane, 2-hexenal, heptanal, 2-heptenal, decane, 2-octenal, undecane, dodecane과 같은 성분들로 나타났다.

방사분석과 분광학을 이용한 Am(III) 가수분해와 옥살레이트 착물 화학종 연구 (Radioanalytical and Spectroscopic Characterizations of Hydroxo- and Oxalato-Am(III) Complexes)

  • 김희경;조혜륜;정의창;차완식
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.397-410
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    • 2018
  • 아메리슘(Am)은 사용후핵연료의 장기 방사성 독성에 크게 영향을 주기 때문에 고준위 방사성 폐기물 처분의 장기 안전성 평가에 필수적으로 고려되어야 할 원소이다. 분광학적 방법을 이용한 일부 악티나이드 원소의 화학반응 연구가 활발히 진행되고 있는 반면, 아메리슘에 대한 연구는 아직까지 미비한 상황이다. 이 연구에서는 고순도의 시료를 필요로 하는 화학반응 연구를 위하여 $^{241}Am$ 시료를 정제한 후, 액체섬광계수기와 감마선 및 알파선 스펙트럼을 이용하여 정량과 정성분석을 하였다. 액체 광도파 모세관 셀을 이용한 고감도의 UV-Vis 흡수 분광학과 시간분해 레이저 형광 분광학을 이용하여 Am(III) 가수분해물과 옥살레이트(oxalate, Ox) 착물반응을 조사하였다. 산성조건에서 $Am^{3+}$은 503 nm에서 최대 흡수봉우리를 보이며, 몰흡광계수는 $424{\pm}8cm^{-1}{\cdot}M^{-1}$임을 확인하였다. 중성 이상의 pH 조건에서 형성되는 $Am(OH)_3(s)$ 콜로이드 입자에서는 506-507 nm 파장에서 최대 흡수봉우리가 관측되었다. ${Am(Ox)_3}^{3-}$ 착물은 $Am^{3+}$에 비교하여 흡수 및 발광스펙트럼이 각각 4와 5 nm정도 장파장으로 이동하였고 몰흡광계수와 발광세기도 크게 증가하였다. ${Am(Ox)_3}^{3-}$의 발광수명은 23에서 56ns으로 증가하였고 이는 Am(III)의 내부권에 결합하고 있던 약 여섯 개의 물분자가 옥살레이트의 카르복실기로 치환되었음을 의미한다. 이 결과로부터 ${Am(Ox)_3}^{3-}$은 각 옥살레이트 리간드가 두 자리 결합(bidentate)을 하고 있다는 것을 제안하였다.

$^{93}Nb(n,\alpha)^{90}Y$, $^{90}Zr(n,p)^{90}Y$, $^{93}Nb(n,\alpha)^{90m}Y$$^{90}Zr(n,p)^{90m}Y$반응의 평균 핵분열 중성자 반응 단면적 (Average Fission Neutron Cross Section for $^{93}Nb(n,\alpha)^{90}Y$, $^{90}Zr(n,p)^{90}Y$, $^{93}Nb(n,\alpha)^{90m}Y$and $^{90}Zr(n,p)^{90m}Y$ Reactions)

  • 이철;임영창;정구순;박혜일
    • 대한화학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.20-24
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    • 1973
  • $^{93}Nb(n,\alpha)^{90}Y$, $^{90}Zr(n,p)^{90}Y$,$^{93}Nb(n,\alpha)^{90m}Y$$^{90}Zr(n,p)^{90m}Y$반응의 평균 핵분열 반응단면적을 결정하였다. $\alpha-$히드록시 이소부티르산을 용출제로한 양이온 교환 수지통을 사용하여 생성된 핵종을 정량적으로 분리하였다. $^{90m}Y$$^{90}Y$의 절대측정은 $\gamma-$선 분광법 및 보정된 $2\pi$계측기로 각각 $0.14\pm0.01mb$, $0.83\pm0.02mb$, $0.018\pm0.02mb$$0.33\pm0.02mb$이었다. $^{90}Y$ 대신 $^{90m}Y$ 를 사용하는 편이 니오브를 정량하기 위한 보다 좋은 분석방법이 될 수 있음을 알았으며 그 가능성에 대하여 검토하였다.

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효율을 적용한 마리넬리 비이커에서 HPGe 감마선 분광분석법의 동시합성보정 (Coincidence Summing Corrections in HPGe Gamma Ray Spectrometry in Marinelli-beakers with Efficiency)

  • 장은성;이효영
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.557-563
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    • 2018
  • 동시 합성 보정 효과는 검출기의 효율이 향상할 때 그리고 선원과 검출기 사이의 거리가 가까울수록 크게 나타나는 것으로 알려져 있다. 점 선원($^{60}Co$)을 사용하여 검출기 중심축 방향 및 방사상 방향에서 거리에 따른 변화를 주어 P/T 비를 구하여 동시합성 보정을 하였다. 따라서 본 연구에서는 중심축 및 방사상 방향에서 동시합성 보정한 값들을 혼합부피선원(450 mL CRM source)에 적용하여 P/T에 따른 전체 피크효율 변화를 Geant4과 비교하였다. 또한 검출기와 시료가 아주 밀착된 상태에서 맵핑법에서 구한 효율을 환경시료 중에서 해양 시료인 미역에 적용하여 P/T 비의 적합성을 평가하고자 한다. 500 keV 이상의 효율의 영향을 받는 에너지 영역에 1,836 keV로 보정한 효율을 적용한 결과 측정값과 보정값의 상대오차는 3.2 % peak 효율이 보정되어 잘 일치하였다. 450 mL CRM source처럼 부피가 커질수록 P/T 비는 ${\pm}5%$까지 감소하였다. 이것은 검출기로부터 선원이 멀어짐에 따라 방출된 감마선의 산란이 많아지기 때문이며, 이처럼 P/T 변화는 동시합성 보정 피크 효율에 영향을 줌을 확인하였다.

생강 저장 중의 향기성분 변화 (Changes in Volatile Constituents of Zingiber officinale Roscoe Rhizomes During Storage)

  • 김명곤;이병은;윤세억;김영회;김용규;홍재식
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제37권1호
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    • pp.1-8
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    • 1994
  • 우리나라 생강의 대표적인 산지인 전북 봉동 지역에서 음저장(평균온도 $15^{\circ}C$, RH 95%) 한 생생강의 저장 기간 및 저장 중 발생한 생강의 싹과 근경 중의 항기성분 SDE장치를 이용하여 향기 성분을 분리하고 GC 및 GC-MS를 이용하여 분석 검토하였다. 생생강 및 저장 생강에 함유되어 있는 essential oil의 조성은 zingiberene, $citronellol+{\beta}-sesquiphellandrene$, ${\beta}-phellandrene$, camphene, geranial, ${\gamma}-bisabolene$, ar-curcumene+geranvl acetate, ${\alpha}-pinene$, ${\beta}-gurjunene$, limonene, neral 등이 주요 향기 성분 이었고, 생강 근경은 저장 기간이 경과할수록 sesquiterpene hydrocarbons 및 oxygenated sesquiterpene과 같은 고분자 물질의 조성비는 감소하는 반면 monoterpene hydrocarbons 저분자 성분들의 조성비는 증가하는 경향을 보였다. Zingiberene, $citronellol+{\beta}-sesquiphellandrene$과 같은 sesquiterpene류는 저장 기간이 경과함에 따라 감소 추세를 보였던 반면 camphene, ${\beta}-phellandrene$, citral(neral과 geranial) 등과 같은 monoterpene류는 증가하는 경향을 보였다. 또한 저장후 약 6개월 후 발생한 생강 싹의 향기 성분 조성은 근경과 상당한 차이를 보였는데 생강 싹의 향기 성분들은 생강 근경에 비하여 terpene hydrocarbon류보다 oxygenated terpene류가 많았다. 성분 조성에서는 생강 향기의 발현에 가장 큰 역할을 하는 citral성분(neral과 geranial)를 근경에 비해 적었으나 bornyl acetate, ${\beta}-gurjunene$, ar-curcumene+geranvl acetate 등의 함량비가 높아 생강의 부위에 따른 항기 성분 조성 pattern 또한 상당한 차이를 보였다.

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