경 X선 형광분석을 위한 모세관 광학소자 제작

조형욱(Hyungwook Cho),박병훈(Byunghoon Park),김용민(Yongmin Kim),최철희(Chulhee Choi),최성희(Seonghee Choi),김기홍(Kihong Kim),천권수(Kwonsu Chon) 한국방사선학회 2011 한국방사선학회 논문지 Vol.5 No.6

경 X선 형광분석 기법에 사용되는 X선 튜브는 X선의 휘도가 낮아 분석의 정밀도가 떨어지고 분석 시간 또한 오래 걸린다. 모세관 집광소자를 이용하면 X선 휘도의 이득(gain)을 최소 10 이상 얻을 수가 있다. 모세관 광학소자는 8.4keV의 텅스텐 특성방사선을 효율적으로 집광할 수 있도록 설계되었다. 파이렉스 유리로 된 모세관 모재를 풀러 (puller)를 이용하여 45 g의 추에 650˚의 온도를 가하여 모세관 광학소자를 제작하였다. 모세관 광학소자의 제작은 총 460분이 소요되었으며 제작된 모세관 광학소자의 길이는 87 ㎜, X선 입사부의 직경은 300 ㎛, 출구부의 직경은 192㎛로 제작되었다. 제작된 모세관 광학소자를 경 X선 형광분석에 적용하면 황(S)과 같은 경원소 검출의 정밀도를 높일수 있을 것이다. An X-ray tube used an X-ray fluorescence analysis system has a low X-ray photon intensity which results in reducing measurement accuracy and increasing exposure time. These shortages can be overcame by using a monocapillary optics. A monocapillary optics was optimally designed for focusing the characteristic X-ray of tungsten (8.4 keV). The monocapillary optics can achieve a gain of 10 at the least. The monocapillary optics was fabricated by using puller and pyrex glass, raw material. In fabrication, a weigh of 45g and a temperature of 650˚ was loaded. The total fabrication time was 460 minutes. The fabricated capillary had 87 ㎜ in length and maximum diameter of 300 ㎛ and minimum diameter of 192 ㎛. When the fabricated monocapillary optics is applied to an X-ray fluorescence analysis system, the detection accuracy for soft elements, for example sulfur (S), will be improved.

경 X선 형광분석을 위한 모세관 광학소자 제작

조형욱,박병훈,김용민,최철희,최성희,김기홍,천권수 한국방사선학회 2011 한국방사선학회 논문지 Vol.5 No.5

경 X선 형광분석 기법에 사용되는 X선 튜브는 X선의 휘도가 낮아 분석의 정밀도가 떨어지고 분석 시간 또한 오래 걸린다. 모세관 집광소자를 이용하면 X선 휘도의 이득(gain)을 최소 10 이상 얻을 수가 있다. 모세관 광학소자는 8.4keV의 텅스텐 특성방사선을 효율적으로 집광할 수 있도록 설계되었다. 파이렉스 유리로 된 모세관 모재를 풀러 (puller)를 이용하여 45 g의 추에 650˚의 온도를 가하여 모세관 광학소자를 제작하였다. 모세관 광학소자의 제작은 총 460분이 소요되었으며 제작된 모세관 광학소자의 길이는 87 mm, X선 입사부의 직경은 300 ㎛, 출구부의 직경은 192 ㎛로 제작되었다. 제작된 모세관 광학소자를 경 X선 형광분석에 적용하면 황(S)과 같은 경원소 검출의 정밀도를 높일 수 있을 것이다. An X-ray tube used an X-ray fluorescence analysis system has a low X-ray photon intensity which results in reducing measurement accuracy and increasing exposure time. These shortages can be overcame by using a monocapillary optics. A monocapillary optics was optimally designed for focusing the characteristic X-ray of tungsten (8.4 keV). The monocapillary optics can achieve a gain of 10 at the least. The monocapillary optics was fabricated by using puller and pyrex glass, raw material. In fabrication, a weigh of 45g and a temperature of 650˚ was loaded. The total fabrication time was 460 minutes. The fabricated capillary had 87 mm in length and maximum diameter of 300 ㎛ and minimum diameter of 192 ㎛. When the fabricated monocapillary optics is applied to an X-ray fluorescence analysis system, the detection accuracy for soft elements, for example sulfur (S), will be improved.

시화지구 연약점토의 광물학적 특성과 공학적 특성의 상관관계

김낙경,박종식,주용선,Kim Nak-Kyung,Park Jong-Sik,Joo Yong-Sun 한국지반공학회 2004 한국지반공학회논문집 Vol.20 No.9

국내 연약지반 활용을 위한 효율적이고 경제적인 안정처리 공법의 선정과 설계 및 시공을 위해서는 대상지반의 특성을 파악하는 것이 대단히 중요하다. 본 연구는 시화지구 연약점토의 물리적, 역학적 특성과 광물학적 특성을 파악하여 연약점토의 물리적, 역학적 특성과 광물학적 특성과의 상관관계를 알아보는 데 그 목적이 있다. 본 연구에서 는 연약점토의 광물학적 특성을 파악하기 위하여 X선 형광분석, X선 회절분석, 주사전자현미경분석과 에너지분산미분석 실험을 실시하였으며 시화지구 연약지반의 시추조사결과, 실내시험 및 현장시험결과와의 상관관계를 알아보았다. 또한 시화지구 연약점토의 특성을 양산과 군산 지역 연약점토의 특성과 비교하였다. The characteristics of soft clays are very important for the land development plan. This study is to investigate correlations between the engineering properties and the characteristics of clay minerals of the undisturbed clay samples obtained from Sihwa area. This study included X-Ray diffraction analysis, X-Ray fluorescence spectrometer analysis, scanning electron microscopy analysis and energy dispersive X-Ray spectrometer analysis. The correlations between the clay mineral properties and the laboratory and field testing results were investigated. The characteristics of soft clay in Sihwa area were compared with those in Yangsan and Kunsan area.

이중 적층 구조 표적을 갖는 투과형 엑스선관의 몬테카를로 전산모사

천권수 한국방사선학회 2023 한국방사선학회 논문지 Vol.17 No.1

엑스선형광분석은 비파괴적으로 시료에 포함된 원소와 농도를 분석할 수 있는 기법으로 과학 및 산업 분야에 광범위하게 사용되고 있다. 다양한 물질을 포함한 혼합물 또는 화합물 분석의 정밀도 향상을 위해 10 keV 근방의 저에너지와 20 keV 근방의 에너지 영역에 높은 강도 분포를 갖는 엑스선관이 요구된다. 두 에너지 영역에서 높은 강도 분포를 갖는 스펙트럼을 얻기 위하여 9.65 keV의 특성엑스선을 가지는 텅스텐과 17.48 keV의 몰리브덴 두 물질을 적층한 구조의 표적을 가지는 투과형 엑스선관을 몬테카를로 전산모사를 통해 스펙트럼을 분석하였다. W-Mo 구조의 표적을 통해 10 keV와 20 keV 근방의 강한 강도를 갖는 특성엑스선을 얻었다. 또한 4 μm 두께의 Mo-W multilayers 구조의 표적을 통해 최적의 강도 분포를 갖는 스펙트럼을 얻을 수 있음을 확인하였다. 다양한 표적 물질을 선택 조합하고 두께 최적화를 통해 원하는 에너지 대역에서 높은 강도 분포를 갖는 스펙트럼을 얻는 것이 가능하다.

XRF (X-ray fluorescence)를 활용한 고온환경에 노출된 시멘트 페이스트 분석의 이해

전길송,허영선 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.27 No.6

By using XRF (X-ray fluorescence), this study investigates the variation of chemical properties in cement pastes at elevated temperatures. High-temperature conditions were prepared by using an electric furnace, planning a total of 11 target temperatures ranging from room temperature to 1000 ℃. A standard library of geo-quant basic was applied for the analysis of 12 elements in cement paste, including Ca, Si, Al, Fe, S, Mg, Ti, Sr, P, Mn, Zn and K. The results revealed that, as the temperature increased, the proportion of each element in the cement paste also increased. With the exception of a few elements present in extremely low amounts in the cement pastes, the variation in the composition ratio of most elements exhibited a strong correlation with temperature, with an R-squared value exceeding 0.98. In this study, cement pastes exposed to normal and high-temperature environments were compared. The authors established that the reasons for the different results in this comparison can be explained from the same perspective as when comparing raw cement with cement paste. Furthermore, this study discussed the potentially most dominant parameter when investigating the properties of cement paste using XRF.

안압지 금동판불의 과학적 분석

유혜선,박학수,신용비 국립중앙박물관 2007 박물관보존과학 Vol.8 No.-

경주 안압지에서 출토된 10점의 금동제 판불에 대한 과학적 분석 결과이다. 우선 X-선 형광분석(XRF)기를 이용하여 판불의 성분을 확인하였고, X-선회절분석기(XRD)를 사용하여 판불 표면을 덮고 있는 부식물의 종류를 규명하였다. 그리고 실체현미경과 주사전자현미경(SEM/EDS)을 이용하여 판불의 미세부분 및 도금 층 조사를 수행하였고, 판불의 내부 상태 조사를 위하여 X-선 투과 촬영을 실시하였다. 그 결과 안압지 판불의 재질은 구리(86~95%)와 주석(4~12%)이 주성분인 Cu-Sn 이원계 청동합금제이며, 금이 도금된 금동제품이라는 것을 알 수 있었다. 그리고 금동판불의 붉은색 부식물은 산화구리(cuprite, Cu₂O), 검은색 부식물에서는 황화구리(chalcocite, Cu₂S)가 검출되었다. 현미경을 통한 미세 구조 관찰 결과 밀랍주조에 의해 제작된 것으로 판단되었으며, 도금층의 두께가 불균일하며, 바탕의 패인 부분을 메운 것으로 보아 아말감도금 기법으로 제작된 것으로 추정되었지만 수은이 검출되지 않은 점은 의문으로 남는다. 마지막으로 X-선 투과 조사로 주조과정에서 발생한 기공으로 추정되는 작은 원형의 반점들이 존재하는 것을 관찰할 수 있었다. This is about the scientific analysis of the 10 items of the gilt-bronze Panbul excavated from Anapji, Gyeongju. First, the composition of the Panbul was confirmed, using X-ray fluorescence spectrometer (XRF), and the patinas covering the surface of the Panbul were analyzed, using X-ray diffractometer (XRD). And the micro structures and gilt layer of the Panbul were investigated, using microscope and scanning electron microscope with energy dispersive spectrometer (SEM/EDS), and in order to investigate the internal conditions of the Panbul, X-radiography was conducted. As the result, it is found out that the material of the Panbul excavated from Anapji was the bronze of copper (86~95%) and tin (4~12%), and coated with gold. And cuprite (Cu₂O) was detected from red patina of the gilt-bronze Panbul, and chalcocite(Cu₂S) also was detected from the black patina. As the result of the observation of the micro structure through microscope, it is estimated that it was manufactured, using the wax molding method, and, judging from the fact that the thickness of gilt layer was not even, and that the groove had been filled, it was presumed that the amalgam coating method had been used, but some questions still remain, because mercury was not detected. Lastly, through the X-radiography, it was observed that the tiny round spots existed, which was presumed to have been generated during the casting.

Dyeing of Cotton Fabrics with Loess Using Soybean Milk : The Compositions of Loess Deposited on the Cotton Fabrics 면직물에 부착된 황토의 성분분석을 중심으로

Ryu, Hyo Seon,Kim, Soo Jung 한국의류학회 2001 한국의류학회지 Vol.25 No.10

황토는 대표적인 천연 무기염재의 일종으로서 바람에 의해 운반되어 퇴적된 담황색 내지는 황회색을 띠는 실트질의 퇴적물을 일컫는다. 황토의 구성물질은 주로 석영, 장석, 산화철광물, 깁사이트 등의 여러 가지 점토광물을 포함하는데, 주로 적색을 띠는 것은 소량의 산화철 광물에 기인되는 경우가 많으며 황토를 구성하는 점토광물로는 버미큘라이트, 카오린 광물인 캐올리나이트와 할로이사이트, 일라이트 등이 있다. 본 연구에서는 면직물에 천연 무기염재인 황토를 사용한 염색시에 황토 단독염색과 콩즙 전처리 후 황토염색으로 나누어 염색을 실시하고, 원료 황토와 황토염색 후 면직물에 부착된 성분 간에 차이가 있는지를 확인하기 위해 X선 형광분석(X-ray fluorescence analysis, XRF)을 이용하여 염색 전·후 황토의 성분을 분석하였고, X선회절분석(X-ray diffraction analysis, XRD)을 이용하여 황토 및 염색 전·후 면직물에 부착된 광물질의 주성분을 분석하였으며, energy dispersive spectrometer(EDS)가 장착된 주사전자현미경을 이용하여 면직물에 부착된 광물의 성분을 조사하였다. 그 결과, 황토로 면직물을 염색하는 경우 면직물에 부착되는 황토의 양과 K/S 값은 거의 비례하여 증가하는 것으로 나타났다. 황토 염색 후 면직물에 부착되는 주성분은 주로 SiO_2, Al_2O_3, Fe_2O_3 등인 것으로 나타났으며, X선 회절분석과 EDS 분석에 의해 캐올리나이트, 일라이트 등의 점토광물의 형태로 존재하는 것인 확인되었다.

근적외선분광분석기 및 에너지 분산형 X선 형광분석기를 이용한 청국장 원산지 판별

강동진(Dong-Jin Kang),문지영(Ji-Young Moon),이동길(Dong-Gil Lee),이성훈(Seong-Hun Lee) 한국식품과학회 2016 한국식품과학회지 Vol.48 No.5

근적외선분광분석기와 에너지 분산형 X선 형광분석기를 이용한 분석방법을 개발하여 각각 97.5, 98.0%의 높은 정확도의 판별식을 확립하였고, 시중 유통 시료를 분석하여 검증한 결과 각각 96.3, 95.0%의 판별 정확도를 확인하였다. 이상의 연구 결과를 통하여 근적외선분광분석기와 에너지 분산형 X선 형광분석기를 이용하여 청국장 원산지 판별이 가능함을 확인하였고 이는 유기성분 함량에 따른 근적외선 흡광도와 무기성분 함량에 따른 X선 형광에너지 강도가 국내산과 수입산 간에 차이가 있기 때문으로 사료된다. This study was conducted to identify the geographical origin of soybeans in Cheonggukjang by analyzing its organic components and inorganic elements with Fourier transform near-infrared spectroscopy (FT-NIRS) and with energy dispersive X-ray fluorescence (ED-XRF) coupled with multivariate statistical analysis. For method development, 280 samples from various regions were collected and analyzed. The discriminant accuracy for the developed methods was 97.5% for FT-NIRS and 98.0% for ED-XRF with multivariate statistical analysis. A validation test confirmed the discriminant accuracy to be 96.3% for FT-NIRS and 95.0% for ED-XRF. Overall, the results showed that methods using FT-NIRS and ED-XRF could be used to identify the geographical origin of Cheonggukjang.

구체방수제를 혼입한 콘크리트의 미세조직에 관한 연구

박성봉,김강섭,윤정배 대한건축학회지회연합회 2020 대한건축학회연합논문집 Vol.22 No.6

In this study, the composition of concrete mixed with waterproofing agent was analyzed. Four specimens were prepared for the experiment and they were investigated through SEM-EDS analysis and X-ray fluorescence analysis. The research results are as follows. First, the most detected ions are four elements such as Ca, Si, Al, and Mg. There was no difference in component properties according to the amount of waterproofing solution. Second, there was a large difference in pores between concrete without waterproofing agent and with waterproofing agent, and the pore size of the specimen with waterproofing agent was relatively small. Third, as a result of SEM-EDS analysis and X-ray fluorescence analysis, the most common component in concrete was CaO, followed by SiO2, Al2O3, and MgO. The reaction between Ca ions and other Si, Al, and Mg ions was considered to be the main factor in the waterproofing effect by reducing the voids of concrete.

적의(翟衣) 유물의 색과 금사 분석

정용재(Chung Yong Jae),유지아(Yu Ji A),정선혜(Jeong Seon Hye) 국립고궁박물관 2011 古宮文化 Vol.- No.4

본 연구는 소장처 및 형태가 다른 적의 유물(국립고궁박물관 적의, 세종대학교 박물관 적의, 서울역사박물관 적의)에 대한 과학적 분석을 통해 금사의 성분과 색도를 분석하고, 각 3점의 과학적 분석 결과에 대한 비교 연구를 중심으로 하였다. 첫째, 적의 유물 부위별 금사의 형태적 분석으로 디지털 영상현미경을 이용하여 금사의 꼬임 횟수 및 너비 등을 분석하였다. 둘째, 휴대용 합금분석기(portable XRF)을 이용하여 적의에 사용된 금사 성분을 분석하였다. 셋째, 색도계를 이용하여 적의의 각 부분별색도 분석과 함께 적의 3점의 색도 비교를 통하여 정확한 색의 기록 및 비교연구를 실시하였다. 형태적 분석 결과 서울역사박물관 적의에서 금사의 꼬임 횟수 및 폭, 금박의 폭이 다른 2점과는 차이점을 보였고, XRF를 이용한 성분 분석 결과 고궁박물관 적의와 세종대 적의는 금사에서 금(Au)이 검출되어 금사로 확인되었으나, 서울역사박물관 적의의 경우 구리(Cu)가 검출되어 금속사로 확인되었다. 하피에 위치한 금박의 경우 전부 금이 검출되어 금박으로 확인되었으며, 고궁박물관 적의와 세종대 적의의 폐슬에 사용된 금사 역시 금이 검출되어 금사로 확인되었고 금속의 경우 은과 금의 합금(Au-Ag)으로 추정된다. 적의 유물 3점의 색 분석 결과, 적의 유물과 하피 유물의 청색 색도에서 서울역사박물관 적의·하피 유물의 청색 색도와 다른 2점의 청색과는 거의 다른 계열의 청색으로 분석되었고, 나머지 유물 및 색상에서는 거의 차이가 없어 같은 계열의 색상으로 분석되었다. 이러한 조사 결과를 바탕으로 하여 적의 유물 3점에 대한 금사의 형태적 통계 및 성분분석 통계, 색도 통계를 산출하고 비교함으로써 향후 금사의 과학적 규명 연구의 기초 자료로써 활용될 것으로 기대된다. This study makes a comparative study for three pieces of jeogui(collected in National Palace Museum of Korea, Sejong university museum, Seoul Museum of History) through componential, chromaticity analysis. First, we analyse a twist number, width of gold thread through a digital microscope to know each part of gold thread. Second, we use a portable XRF to analyse component of gold thread. Third, we use a color-difference meter to compare each parts of jeogui textile. As a result of analysis, there is a difference to twist, width of gold thread in other two jeogui’s. In jeogui’s which are owned National palace museum of Korea, Sejong university museum, XRF analysis can detect gold(Au). But in jeogui which is owned Seoul Museum of History, XRF analysis can detect copper(Cu). So we could know jeogui’s which are owned National palace museum of Korea, Sejong university museum is composed a gold thread, and we could know jeogui which is owned Seoul Museum of History is composed a metal fiber. gilt located in hapi is illuminated gilt because gold detected. Also pyeseul located in National Palace museum of Korea jeogui, Sejong university museum jeogui identified gold thread because gold detected. And metal is presumed gold-silver alloy. As a result of color difference analysis, there is a difference to blue color in jeogui, hapi of Seoul Museum of History. And there is a very little difference in other color. By computing formal, components, and chromaticity statistics of three pieces of jeogui’s gold thread and comparing domestic gold thread cases, the result of this research is expected to be utilized as a basic document for scientific investigation research of gold thread.