자연방사선량중 ^222 Rn 기여성분 정량해석

전재식,오희필,채하식,이병영,김도성 충남대학교 기초과학연구소 1989 연구논문집 Vol.9 No.-

옥외 라돈이 호흡기관에 주는 선량을 측정·평가할 목적으로 CR-39 비적검출기를 내장한 라돈 컵을 사용하여 대기중 라돈농도를 측정하였다. 직접형 검출기 및 개방 컵과 필터 컵의 구조를 갖는 CR-39 비적검출기에 대한 라돈검출인자는 공기중의 농도가 잘 알려진 표준라돈 조사시설에서 이들 검출기와 라돈컵을 일정기간 조사하여 결정하였다. CR-39를 70℃, 30% NaOH용액으로 220분간 화학부식하였을 때 직접형 검출기와 개방 컵, 필터 컵에 대한 라돈검출인자는 각각 0.273, 0.0813, 0.0371 tr㎜^-2/(37Bqm^-3·d)였다. 또한 1988년 5월에서 1989년 3월까지 대전(충남대학교)에서 측정한 대기중의 라돈농도는 개방 컵에 의한 결과는 2.74-18.87Bq/㎥(0.07-0.5pCi/ℓ)로서 연평균 8.25Bq/㎥(0.22pCi/ℓ)이었으며, 필터 컵에 의한 결과는 1.67-19.76Bq/㎥(0.05-0.54pCi/ℓ)로 연평균 8.18q/㎥(0.22pCi/ℓ)이었다. 그리고 대기중의 라돈농도에서 ^(220)Rn의 기여성분은 무시할 수 있을 정도인 것으로 판단되었다. 측정한 옥외 대기중의 라돈농도와 부위별 폐선량모형으로부터 ICRP 표준인의 호흡기관에 대한 유효선량당량률은 약 60nSv/h(0.5mSv/y)로 평가되었다. A study for the assesssment of dose given by outdoor radon to respiratory system has been carried out by making use of radon-cups containing CR-39 plastic track detectors. Detection efficiencies were determined by irradiation of the radon-cups in a standard radon chamber of known concentration. Thus determined detection factors of CR-39 plastic track detedtor in bare, open cup and filtered cup geometry are found to be 0.273, 0.0813 and 0.0371tr㎜^-2/(37Bqm^-3·d) respectively, which are chemically etched in 70℃, 30% NaOH for 220 minutes. The outdoor radon concentrations measured at Taejeon(Chungnam National University) from May 1988 to March 1989 are in the range of 2.74-18.8Bq/㎥(0.07-0.51pCi/l) by open cup and 1.67-19.76Bq/㎥(0.05-0.54pCi/l.) by filtered cup. The annual averaged value of the measured outdoor radon concentration is 8.2Bq/㎥(0.22pCi/l). Corresponding effective dose equivalent rate to respiratory system of ICRP standard man is assessed to be 60nSv/h or 0.5mSv/y.

Cellulose Nitrate의 알파粒子飛跡特性

田載植,黃善泰,都珍悅 대한방사선 방어학회 1984 방사선방어학회지 Vol.9 No.2

Cellulose nitrate의 α粒子飛跡特性, 特히 化學腐蝕條件에 따른 α 粒子의 飛跡直徑을 中心으로 硏究하였다. Cellulose nitrate의 KOH 溶液腐蝕때에는 同一한 腐蝕條件下에서 NaOH 경우보다 α 飛跡直徑이 約 3倍 크게 나타났다. 그밖에 腐蝕時間 및 粒子의 에너지에 따른 腐蝕直徑의 데이타를 얻었고, α 粒子의 照射條件이 같을 때 훌루언스率(fluence rate)이 腐蝕時間에 無關함을 알았다. A study on the characteristics of α-particle track on cellulose nitrate film was carried out with a particular emphasis on the dependence of track diameter upon chemical etching condition. The track diameters etched in KOH solution appeared to be, on average, three times larger than those etched in NaOH under the same etching condition. The relationship between the track diameters and both etching time and the energy of incident α-particles was also investigated. It is shown that the particle fluence rate is fairly independent of etching time as far as the condition of irradiation remains unchanged.

Cellulose Nitrate 固體飛跡檢出器의 腐蝕條件

田載植,明東範 대한방사선 방어학회 1987 방사선방어학회지 Vol.12 No.1

알파입자 검출을 위한 고체 비적 검출기인 CA 8-15와 LR 115-1은 그 부식조건이 검출기 제조회사에서 이미 주어지고는 있으나 이들 검출기에 대한 최적부식에 관한 실험적 검토를 다시 행하였는바 최적부식시간에 현저한 차이가 있음을 발견하였다. 검출기의 방사선 조사는 이미 설정된 기하학적 배치조건하에서 0.1μCi수준의 ?? 알파선원으로 수행하였다. 부식시간과 용액 농도의 함수로서의 비적크기에 대한 분석과 검출기에 검출된 단위면적당 비적의 이론적 기대치에 대한 비교 조사를 행하였으며, 입사 알파입자의 유효 에너지에 대한 검출효율의 변화에 대해서도 연구하였다. An experimental study for an optimum etching of commercialized cellulose nitrate SSNTD, CA 80-15 and LR 115-1 for detecting alpha particles, was carried out. Although ordinary etching condition of the detectors has been recommended by the producer, a remarkable discrepancy in etching time was found. The detectors were irradiated with a 0.1μCi ?? alpha source under a known geometrical arrangement. Analysis on the track size as functions of etching time and etchant concentration and comparative examination of theoretically predicted number of tracks per unit area with that recorded on the detectors were made, including a study on the variation of detection efficiency with the effective energy of the incident alpha particles.

地表空氣中의 α放射能測定 및 解析

田載植,明東範 대한방사선 방어학회 1986 방사선방어학회지 Vol.11 No.2

CA 80-15 및 LR 115-1 cellulose nitrate비적검출기를 사용하여 지표공기층의 α방사능을 측정해석하였는바 이 검출기의 검출효율은 0.1mCi의 ²⁴¹Am α선을 사용하여 결정하였다. 지표에서 방출되는 라돈과 그 자핵종들에 의한 α방사능을 검출하기 위하여 두가지의 라돈컵을 사용하였으며 이들을 각각 지름이 15㎝, 깊이가 45㎝인 이웃한 두개의 땅구덩이를 만들어 그 안에 설치하여 일정기간 α방사능에 노출하였다. 두 라돈컵중 하나는 구덩이 지표면에 거꾸로 밀착시켜 밀폐공간이 되게 하고 다른 하나는 바닥에서 일정한 거리를 띄우고 컵 윗면에 구멍을 뚫어 공기의 소통이 가능하도록 하여 그 검출결과를 비교 검토하였다. α입자에 피폭된 비적검출기는 부식처리한 후 현미경으로 판독하고 통계분석 하였으며 그 결과를 지표공기 단위부피당 α방사능농도로 환산 평가하였다. A study on the measurement of alpha activity in ground air has been carried out using CA 80-15 and LR 115-1 cellulose nitrate nuclear track detectors. The detection efficiency of the detectors were determined by making use of an ²⁴¹Am alpha source of 0.1mCi in activity under a known geometrical arrangement. For the field measurement of alpha activity of emanated radon and its progeny in ground air two different radon cups were installed for a certain period of time in two neighbouring ground holes of about 15㎝ in diameter and 45㎝ in depth. Of the two radon cups one kept closed space during the detecting period, while the other kept open space with a hole enabling the air to ventilate. The etched tracks were read out by a microscope and the results obtained through statistical analysis were evaluated in terms of alpha activity per unit volume of air.

감마線分光分析 및 熱螢光檢出法에 의한 自然放射線의 線量測定硏究

田載植,吳熙弼,崔哲圭,吳憲鎭,河正雨 충남대학교 기초과학연구소 1986 연구논문집 Vol.6 No.-

감마선분광분석 및 열형광선량측정법에 의한 자연환경방사선의 선량해석에 관한 연구를 1984년 10월부터 약 1년간에 걸쳐 충남대학교 대덕캠퍼스내의 1만㎡ 규모의 평면개활지에서 수행하였다. 이 연구에서 사용한 검출기는 3″ø×3″NaI(TI) 閃光計數器와 plastic에 밀봉하여 금속판에 압착 처리한 chip과 Teflon-disk 로된 2종의 LiF TLD였다. 실측실험으로는 3회에 걸친 24시간 cycle의 in-situ spectrometry와 2회의 3개월 cycle과 1회의 1개월 cycle에 걸친 TLD field dosimetry를 수행하였다. 측정한 모든 spectrum은 G(E)연산자법에 의하여 照射線量率로 환산하였고 그 결과로부터 환경방사선의 地殼成分을 산출하였다. 結果에 의하면 spectrometry로 구한 조사선량율이 평균(10.54±2.96)μR/hr, TLD chip으로 측정해석한 값은 (12.0±3.4)μR/hr, disk에서 얻은 값이 (11.0±3.6)μR/hr로 오차범위 안에서 매우 좋은 일치를 보이고 있다. 그러나 감마선분광분석에 의한 자연방사선의 日變化에는 가끔 심한동요가 관측되었다. 정확한 환경방사선량해석을 위하여 감마선분광분석과 TLD의 적절한 동시 배합사용이 바람직 하며, 보다 고감도의 TLD에 관한 연구와 국제비교등을 통한 선량평가의 精度向上을 위한 보다 깊이있는 연구가 필요하다는 結論에 도달하였다. A study for the assessment of natural environmental radiation exposure at a flat and open field of about 10,000㎡ in area in CNU Daeduk campus has been carried out by means of gamma-ray scintillation spectrometry and thermoluminescence dosimetry for one year period of time from October 1984. The detectors used were 3″ø×3″NaI(TI) and two different types of LiF TLD, namely, chip sealed in plastic sheet which tightly pressed on two open holes of a metal plate and Teflon disk. Three 24-hour cycles of in-situ spectrometry, and two 3-month and one 1-month cycles of field TL dosimetry were performed. All the spectra measured were converted into exposure rate by means of G(E) opertaion, and therefrom exposure rate due to terrestrial component of environmental radiation was figured out. Exposure rate determined by the spectrometry was, on average, (10.54±2.96)μR/hr, and the rates of (12.0±3.4)μR/hr and (11.0±3.6)μR/hr were obtained from chip and disk TLD, respectively. Fluctuations in diurnal variation of the exposure rate measured by the spectrometry were noticeable sometime even in a single cycle of 24 hours. It is concluded that appropriately combined use of TLD with iu-sitn gamma-ray spectrometry system can give more accurate and precise measure of environmental radiation exposure, and further study for more adequate and sensitive TLD for environmental dosimetry, including improvement and elevation of accuracy in data assessment through inter-laboratory or international intercomparison is necessary.

감마線分光分析 및 熱螢光檢出法에 의한 自然放射線의 線量測定硏究

田載植,吳熙弼,崔哲圭,吳憲鎭,河正雨 대한방사선 방어학회 1985 방사선방어학회지 Vol.10 No.2

감마선분광분석 및 열형광선량측정법에 의한 자연환경방사선의 선량해석에 관한 연구를 1984년 10월부터 약 1년간에 걸쳐 충남대학교 대덕캠퍼스내의 1만㎡규모의 평면개활지에서 수행하였다. 이 연구에서 사용한 검출기는 3"ø×3" NaI(Tl) ,閃光計數器와 plastic에 밀봉하여 금속판에 압착 처리한 chip과 Teflon-disk로된 2종의 LiF TLD였다. 실측실험으로는 3회에 걸친 24시간 cycle의 in-situ spectrometry와 2회의 3개월 cycle과 1회의 1개월 cycle에 걸친 TLD field dosimetry를 수행하였다. 측정한 모든 spectrum은 G(E)연산자법에 의하여 照射線量率로 환산하였고 그 결과로부터 환경 방사선의 地殼成分을 산출하였다. 結果에 의하면 spectrometry로 구한 조사선량율이 평균(10.54±2.96)μR/hr, TLD chip으로 측정해석한 값은 (12.0±3.4)μR/hr, disk에서 얻은 값이 (11.0±3.6)μR/hr로 오차범위 안에서 매우 좋은 일치를 보이고 있다. 그러나 감마선분광분석에 의한 자연방사선의 에는 가끔 심한동요가 관측되었다. 정확한 환경방사선량해석을 위하여 감마선분광분석과 TLD의 적절한 동시 배합사용이 바람직 하며, 보다 고감도의 TLD에 관한 연구와 국제비교등을 통한 선량평가의 精度向上을 위한 보다 깊이 있는 연구가 필요하다는 結論에 도달하였다. A study for the assessment of natural environmental radiation exposure at a flat and open field of about 10, 000m2 in area in CNU Daeduk campus has been carried out by means Oi gamma-ray scintillation spectrometry and thermoluminescence dosimetry for one year period of time from October 1984. The detectors used were 3"ø×3" NaI(Tl) and two different types of LiP TLD, namely, chip sealed in plastic sheet which tightly pressed on two open holes of a metal plate and Teflon disk. Three 24-hour cycles of in-situ spectrometry, and two 3-month and one 1-month cycles of field TL dosimetry were performed. All the spectra measured were converted into exposure rate by means of G (E) opertaion, and therefrom exposure rate due to terrestrial component of environmental radiation was figured out. Exposure rate determined by the spectrometry was, on average, (10.54±2.96)μR/hr, and the rates of (12.0±3.4)μR/hr and (11.±3.6)μR/hr were obtained from chip and disk TLD, respectively. Fluctuations in diurnal variation of the exposure rate measured by the spectrometry were noticeable sometime even in a single cycle of 24 hours. It is concluded that appropriately combined use of TLD with in-situ gamma-ray spectrometry system can give more accurate and precise measure of environmental radiation exposure, and further study for more adequate and sensitive TLD for environmental dosimetry, including improvement and elevation of accuracy in data assessment through inter-laboratory or international intercomparison is necessary.

자연환경방사선에 의한 피폭선량(유효선량당량)의 종합적 해석연구

전재식,채하석,이병영,김현창,이동준,김도성,엄두하 충남대학교 기초과학연구소 1990 연구논문집 Vol.10 No.-

자연환경방사선의 세 가지 주요 요소인 지각방사선, 우주선 전리성분 및 라돈과 그 자핵종이 주는 선량을 측정, 해석하였는 바 18개월간에 걸쳐 대전, 수원, 경산 지역에 대하여 수행하고 이를 종합하여 유효선량당량으로 평가하였다. 지각방사선과 우주선 전리성분 측정을 위하여 3"∮×3" Nal(Tl) 섬광검출기와 휴대형 다중파고분석기를 이용한 감마선 분광분석 및 ^7LiF PTEE disk TLD에 의한 적산선량측정을 병행하였고, 공기중 라돈농도의 측정은 CR-39 고체비적검출기를 내장한 라돈컵을 설계제작하여 사용하였으며 비적수 라돈농도 교정인자는 스웨덴 국립방사선 방호연구소의 표준 라돈 챔버내에서 조사하여 결정하였다. 세 지역의 가연방사선에 의한 유효선량당량에는 약간의 수치적 차이는 있었으나 본질적 차이는 찾아볼 수 없었으며 지역 측정치의 분산가중 평균치는 지각방사선 (463±3)uSvㆍy^-1[(52.9±0.3)nSvㆍh^-1], 우주선 전리성분 (287±15)uSvㆍy^-1[(32.8±1.7)nSvㆍy^-1]로 외부 피폭이 (775±9)uSvㆍy^-1[(88.5±1.0)nSvㆍy^-1]였으며 라돈과 그 자핵종에 의한 내부피폭은 (1973±298)uSvㆍy^-1[(225.2±34.0)nSvㆍy^-1]였다. 따라서 자연황경방사선에 의한 여간 총 선량당량은 (2762±296)uSvㆍy^-1[(315.3±34.0)nSvㆍh^-1]로 평가되었는데 이 값들은 UN보고서^(11)에 나온 “정상적 자연방사선 지역”의 값과 비교할 만한 타당한 값으로 나타났다. Assessment of effective dose equivalent from natural environmental radiation that consists of terrestrial gamma­ray, ionizing component of cosmic­ray and alpha­rays of atmospheric radon and its decay products has been carried out for 18 months in Daejeon, Suwon and Kyungsan areas. A 3"∮×3"cylindrical Nal(Ti) scintillation detector in association with portable multichannel analyser and ^7LiF PTFE disk TLDs were used for the measurement of terrestrial gamma­ray and cosmic­ray ionizing component, while self­designed radon­cups with CR-39 SSNTD attached to the inside bottom were used for the integral measurement of at­mospheric radon concentration. Determination of calibration factor for converting track density of CR-39 detector to radon concentration was made by irradiation of radon­cups in the standard radon chamber of Swedish National Institute of Radiation Protection. Although resultant effective dose equivalents of three different measurment points show minor numerical differences, no essential discripancy between the places was found. The variance weighted means of the annual effective dose equivalents of each component of radiation from the tree places came out to be: (463±3)uSvㆍy^-1[(52.9±0.3)nSvㆍy^-1] for terrestrial gamma­ray, (287±15)uSvㆍy^-1[(32.8±1.7)nSvㆍy^-1] for ionizing component of cosmic­ray and (1973±298)uSvㆍy^-1[(225.2±34.0)nSvㆍy^-1] for internal exposure of radon and its decay products. Consequent total effective dose equivalent turned out to be (2762±298)uSvㆍy^-1[(315.3±34.0)nSvㆍy^-1], which if reasonably comparable with that appeared in UNSCEAR Report^[11]as per caput annual effective dose equivalent in “areas of normal back ground radiation.”

HPGe 검출기에 의한 지각방사선의 핵분광학적 연구

전재식,채하석,진응국,이철영,조혁,하정우 충남대학교 기초과학연구소 1992 연구논문집 Vol.12 No.-

고순도 Ge(HPGe) 검출장치를 사용한 현장측정을 통하여 지각방사선에 대한 핵분광학적 연구를 수행하였는바 지각방사선장의 핵분광학적 특성차이를 규명하기 위하여 지면의 자연방사성 핵종분포가 대표적 전형인 충남대학교 캠퍼스내 미경작 개활지 잔디밭과, 우라늄 함량이 높은 곳으로 알려진 괴산군 덕평리 지역 등 특이한 두 지역을 측정지점으로 선택하였다. 환산선량의 비교확인을 위하여 HPGe 분광측정은 3″ø×3″원통형 NaI(T1) 섬광검출기에 의한 분광측정과 동시에 수행하였으며 본 연구에 사용된 HPGe 검출기에 대한 스펙트럼-선량율 환산인자 G(E)는 감마선속이 검출기 축에 수직 입사하는 것으로 가정하고 Monte Carlo 방법으로 씨뮬레이션한 감응스펙트럼들을 사용하여 산출하였다. 이 G(E)를 사용하여 산출된 선량율(D˙_Ge)은, 이미 기준기급 전리함과의 비교 교정을 통하여 스펙트럼-선량 환산체계가 확립된 바 있는 NaI(T1) 검출기로 구한 선량율(D˙_NaI)과 만족스러운 일치를 보였으며 D˙_Ge와 D˙_NaI 사이의 상관계수는 +0.9988, 회귀 방정식의 기울기는 1.001을 나타내었다. 측정한 스펙트럼에서는 미미한 크기의 ^137Cs 감마선 피크가 확인되었으나 1960년대에 수행되었던 대기권 핵실험의 영향이나 Chernobyl 원전사고의 영향은 관측되지 않았다. Study of terrestrial gamma-rays was carried out by means of in-situ spectrometry using high purity germanium (HPGe) detector system. Two distinguishable fields of measurements, namely, uncultivated flat lawns in CNU campus where the distribution of natural radionuclides in the ground in known to be quite typical and well-known uranium rich area of Dukpyung-ri in Gwoesan-kun were selected in order to specify the difference in spectrometric characteristics of the fields. In-situ HPGe spectromety was accompanied by scintillation spectrometry with 3″ø×3″cylindrical NaI(T1) detector for comparative confirmation of derived dose rates from the spectra measured. Spectrum-dose rate conversion operator, G(E), of our particular HPGe detector was calculated using response spectra simulated by Monte Carlo method with an assumption of gamma-ray beams incident vertically to the detector axis. Resultant dose rates (D˙_Ge) showed satisfactory agreement with those obtained by NaI(T1) spectrometry and corresponding G(E) operation (D˙_NaI) of which system has been well-established through intercalibration with a reference ion chamber. Correlation coefficient and the slope of regression equation between D˙_Ge and D˙_NaI came out to be +0.9988 and 1.001, respectively. Though traceable height of ^137Cs gamma-ray peak was identified on the field spectrum, ground contamination of fission products released from atmospheric nuclear test performed in 1960s and possibly from Chernobyl accident was not observed as of today.

Cs-137 γ-선 조사장치의 방사선장 해석연구

전재식,채하석,이철영,오장진,이병영,명동범 충남대학교 기초과학연구소 1995 忠南科學硏究誌 Vol.22 No.1

In reference to the ISO-4037 and ANSI N13.11, appropriateness of the shielding and collimating system, and suitability of the irradiation and its environmental conditions of a 20 Ci Cs-137 gamma-ray irradiator installed in Korea Institute of Nuclear Safety(KINS) were investigated. Upon the installation of the irradiator, condition of collimator alignment and virtual beam cross section were examined by use of a portable He-Ne laser. In order to evaluate the fitness of the secondary(scattered) to primary ratio of the collimated gamma-ray beam from the irradiator in light of ISO and ANSI requirement, the measurements of the secondary to primary ratio were performed by use of a cavity type ion chamber which had been calibrated in a calibration laboratory that maintains reliable traceability. For the theoretical assessment of the gamma-ray field the collimated beam were divided into fifteen sectors and for each sector the secondary to primary ratio and the gamma-ray spectrum was simulated by means of Monte Carlo method. The outcomes were compared with the experimental results, and cause of scattering and the existence of alleged modifying factors in the irradiator were examined.

沃化水銀 單結晶의 成長과 그 物理的 特性에 關한 硏究

田載植,張忠根,吳熙弼 충남대학교 기초과학연구소 1984 연구논문집 Vol.5 No.-

Investigation on the physical properties of mercuric iodide single crystals grown by both means of liquid and vapour growth was performed. In addition to the measurement of band gap energy and hardness of the crystals grown, studies on the relations between nucleation, supersaturation and transport rate as a function of source temperature in the process of vapour growth as well as solvent evaporation rate, crystal density and crystal size as a function of growing time in liquid growth were also carried out. As a result of the analysis, it is shown that the total number of crystallites, Ns, in vapour growth is given by In N_s = -4.47 × 10 exp (-2)G + 0.012T were G=1/ln^2 (1+r) and r is supersaturation, and T is source temperature in K, whereas the mass transport rate, J, is expressed by J = -0.96 × 10 exp (3)T^-1 + 2.52. In liquid growth, the solvent evaporation rate was found to be the most important factor that affects the pattern of the crystal grown. Density and band gap energy measured were, on average, 6.3g/㎤ and 2.1 eV, respectively.