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          환경담배연기로 인한 실내공기 중 PM2.5 및 미량성분 오염 특성

          임종명(Jong Myoung Lim),이진홍(Jin Hong Lee) 大韓環境工學會 2014 대한환경공학회지 Vol.36 No.5

          본 연구는 흡연기작을 모사한 시료채취장비를 이용하여 환경담배연기를 주류연기와 비주류연기로 구분하여 채취하고, 환경담배연기 중의 미량원소성분을 중성자방사화분석을 이용하여 분석하였다. 또한, 실내공기 중 PM2.5를 집중적으로 채취하고 인체 영향이 큰 As, Cr, Mn, Se, V, Zn를 비롯한 약 20종의 미량원소를 분석하여 그 화학적 특성을 파악하며 환경담배연기가 실내공기질에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 담배개피 당 미량원소 발생량은 Cl, K, Na 등을 제외한 대부분의 원소에서 비주류연기에서 더 높게 나타났고, K, Cl, Na, Al의 발생량은 개피 당 1 μg 이상으로 가장 많았고, Br, Fe, Zn도 높은 배출량을 보여 외부오염원과 독립적으로 실내 환경에서의 Br, Cl, Fe, K, Zn의 농도 증가에 환경담배연기가 기여하는 것으로 판단된다. PM2.5의 농도는 흡연 사무실은 58.7±18.1 μg/m3인 반면, 비흡연 사무실은 38.6±12.7 μg/m3를 보여 ETS에 의해 흡연 사무실에서 1.5배 정도 높게 나타났고, 미량원소의 농도비는 Cu (1.0)를 제외한 모든 원소에서 농도비의 평균값이 1.1~6.0으로 흡연 사무실의 원소 농도가 비흡연 사무실의 원소 농도보다 높게 나타났다. 이러한 결과는 환경담배연기가 실내 공기 중 PM2.5와 미량원소의 농도 증가의 한 원인인 것을 보여주고 있다. Environmental tobacco smoke (ETS) samples were collected separately in mainstream and side-stream smoke using a self-designed smoking machine, and a total 40 of PM2.5 was collected with low volume air sampler at indoor environments with and without ETS in Daejeon, Korea. About 20 trace elements including toxic metals like As, Cr, Mn, Se, V, and Zn were determined in PM2.5 and ETS samples by instrumental neutron activation analysis (INAA). It is found that the emission factors of K, Cl, Na, and Al were much higher than those of toxic elements for both mainstream and side-stream smoke. The average concentration of PM2.5 was enriched by 1.5 times at smoking area (58.7±18.1 μg/m3) than at smoking free area (38.6±12.7 μg/m3). The concentration ratio of each element between smoking and smoking free area were ranged from 1.1 to 6.0 except Cu (1.0); especially, Ce (6.0), La (5.2), K (2.3), and Co (2.0) showed higher ratio, which suggests that the ETS is one of the possible increasing factors of PM2.5 and elemental concentration at indoor environment.

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          실내 건축자재 중 천연방사성핵종의 정량분석법 연구

          임종명(Jong-Myoung Lim),이훈(Hoon Lee),김창종(Chang-Jong Kim),장미(Mee Jang),박지영(Ji-Young Park),정근호(Kun Ho Chung) 한국분석과학회 2017 분석과학 Vol.30 No.5

          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 <SUP>232</SUP>Th, <SUP>235</SUP>U, <SUP>238</SUP>U의 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 <SUP>238</SUP>U, <SUP>232</SUP>Th의 농도를 정량하고 ICPMS 분석 결과와 비교하였다. Naturally occurring radioactive materials (NORMs) increase radiation exposure to the public as these materials are concentrated through artificial manufacturing processes by human activities. This study focuses on the development of a method for the quantitative analysis of <SUP>232</SUP>Th, <SUP>235</SUP>U, and <SUP>238</SUP>U in building materials. The accuracy and precision of inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) for determination of digestion processes was evaluated for certified reference materials (CRMs) digested using various mixed acid (e.g., aqua regia, hydrofluoric acid, and perchloric acid) digestions and a LiBO₂ fusion method. The method validation results reveal that a LiBO₂ fusion and Fe(OH)₃ co-precipitation should be applied as the optimal sample digestion process for the quantitative analysis of radionuclides in building materials. The radioactivity of <SUP>232</SUP>Th, <SUP>235</SUP>U, and 238U in a total of 51 building material (e.g., board, brick, cement, paint, tile, and wall paper) samples was quantitatively analyzed using an established process. Finally, the values of <SUP>238</SUP>U and <SUP>232</SUP>Th radioactivity were comprehensively compared with those from the indirect method using γ-spectrometry.

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          대전 3, 4 공단지역의 미세분진에 대한 화학적 특성과 오염원 연구

          임종명(Jong-Myoung Lim),이진홍(Jin-Hong Lee),정용삼(Yong-Sam Chung) 한국분석과학회 2007 분석과학 Vol.20 No.1

          대전시 3, 4 공단지역의 대기 중 미세분진을 대상으로 기기 중성자방사화분석법을 이용하여 유해금속을 포함한 약 27종의 미량원소를 분석하였다. 원소분석에 대한 정확도를 평가하기 위해 NIST SRM 2783(air particulate on filter media)을 사용하여 동일한 조건에서 분석한 결과, Sb, Mn, V, Mg, Na, K, Ti, Co, Zn, Sm은 상대오차 5% 이내의 매우 정확한 분석결과를 보였고 Cr, Fe, Ba, Th, Ce, Al, Cu는 10% 이내로 나타났다. 유해금속인 As, Mn, Se, V, Zn의 농도는 각각 3.26±2.72, 9.86±4.71, 2.18±1.25, 4.91±2.41, 158±78 ng/m³로 나타났고 인자분석 결과 연구대상지역의 미세분진에 대한 오염원은 6개로 추정되었다. This study centered on the quantitative analysis of about 27 trace elements including toxic ones using instrumental neutron activation analysis of fine ambient particulate matter in the third and fourth industrial complex area of Daejeon city, Korea. For analytical quality control, the certified reference material (NIST, the National Institute of Standards and Technology, U.S.A., SRM 2783, air particulate on filter media) was used. The errors relative to SRM values of Sb, Mn, V, Mg, Na, K, Ti, Co, Zn, and Sm fell below 5%, while those of Cr, Fe, Ba, Th, Ce, Al, and Cu were less than 10%. From the results of the quantitative analysis, the concentration of toxic metals such as As, Mn, Se, V, and Zn were 3.26±2.72, 9.86±4.71, 2.18±1.25, 4.91 ±2.41, 158±78 ng/m³, respectively. And the results of factor analysis indicated that there are no more than six factors of sources of fine ambient particulate with statistical significance in the study area.

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          대전 도로변 먼지내 Platinum Group Elements의 분포 특성

          임종명 ( Jong-myoung Lim ),정진희 ( Jin-hee Jeong ),이진홍 ( Jin-hong Lee ) 한국환경영향평가학회 2018 환경영향평가 Vol.27 No.5

          대기 중 입자상 물질에 대한 자동차 오염원의 지표원소로서 백금족 원소 (Platinum Group Elements, PGEs)에 대한 분석법의 유효성을 검증하고, 도로변 먼지 중 PGEs의 분포 특성을 평가하였다. 인증표준물질을 이용한 유효성 평가 결과, Pt, Pd, Rh의 상대오차는 각각 -0.7%, -10.0%, -20.4%이고 상대표준편차는 Pt, Pd, Rh 모두 10% 미만으로 반복 분석에 따른 재현성이 우수한 것으로 나타났다. 연구대상지역에서 채취한 도로변 먼지 시료 중 Pt, Pd, Rh의 농도는 각각 17.4±9.2 μg/kg, 283.6±20.5 μg/kg, 7.3±2.8 μg/kg으로 Pd의 농도가 가장 높았다. Pt와 Rh의 농도는 배경지역이나 일반 도시지역의 토양 내 농도에 비해 지하주차장과 도로변 지역의 먼지에서 평균 농도가 상당히 높았고, 이러한 평균 농도의 차이는 통계적으로 유의한 것으로 나타났다. 또한, 도로변 먼지에서의 PGEs의 농도 간 상관분석 결과, Pd 보다는 Pt와 Rh가 자동차 오염원의 영향을 민감하게 반영하는 것으로 나타났다. In this research, the distribution of Platinum Group Elements (PGEs) at roadside dust in Daejeon, Korea was examined using an ICP-MS (Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry) technique. For the quality assurance of the determination, method validation based on its accuracy and precision was conducted using SRM (Standard Reference Material). It was found that the relative errors of Pt, Pd, and Rh against each SRM value were -0.7%, -10.0%, and -20.4%, respectively, while relative standard deviations for three elements were less than 10%. The concentrations of Pt, Pd and Rh in roadside dust averaged as 17.4±9.2 μg/kg, 283.6±20.5 μg/kg, and 7.3±2.8 μg/kg, respectively. The concentrations of Pt and Rh have significantly higher distribution patterns in the dust at roadside and underground parking lot than those in soil of the background or other urban area. The correlation analysis between concentrations of PGEs in roadside dust indicates that the distribution of Pt and Rh concentration were strongly affected by automobile sources.

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          실내 건축자재 및 생활 가공제품 중 천연방사성핵종(<sup>238</sup>U, <sup>232</sup>Th)의 농도 평가를 위한 분석법 연구

          이현우,임종명,이훈,박지영,장미,이진홍,Lee, Hyeon-Woo,Lim, Jong-Myoung,Lee, Hoon,Park, Ji-Young,Jang, Mee,Lee, Jin-Hong 한국분석과학회 2018 분석과학 Vol.31 No.4

          국내에서는 많은 수의 친환경 및 건강 증진을 목적으로 하는 기능성 생활제품이 생산되고 있으며 이러한 제품 제조 시 원료물질에 존재하는 모나자이트, 토르말린 등 방사능 농도가 높은 물질이 가공제품 내에 함께 유입 될 수 있어 원료물질과 함께 국민 생활과 밀접한 가공제품의 관리가 필수적이다. 이를 위해서 정확한 방사능 농도 분석 자료 및 유효성이 검증된 분석방법의 이용 및 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 천연방사성 물질의 신속 스크리닝을 위한 ED-XRF 분석법과 정밀분석의 목적으로 ICP-MS를 이용하여 실내 건축자재 및 생활제품 내의 천연방사성핵종($^{238}U$, $^{232}Th$)의 농도를 정량분석하고 비교 및 평가하였다. 타일, 시멘트, 페인트, 벽지, 석고보드 등 총 47 종의 실내 건축자재와 건강제품, 섬유제품, 광물질 등 총 47 종의 생활 가공제품의 실제시료를 분석한 결과, ED-XRF 및 ICP-MS의 결과값은 전체적으로 1:1의 선형성을 보였으며 ED-XRF를 이용한 신속 스크리닝의 적용성과 ICP-MS를 이용한 정량분석법의 유효성을 확인하였다. 한편, 가공제품 중의 $^{238}U$, $^{232}Th$ 방사능 농도는 생활제품에 비해서 건축자재에서 상대적으로 매우 낮은 수준이었으며 특히 생활제품은 47 개 중 6 개의 제품이 원료물질의 관리기준치($1.0Bq{\cdot}g^{-1}$)를 초과(최대 $8.2Bq{\cdot}g^{-1}$)하는 것으로 평가되었다. A large number of functional living products are being produced for eco-friendly or health-promoting purposes. In the manufacturing process, such products could be adulterated with raw materials with high radioactivity, such as monazite and tourmaline. Thus, it is essential to manage raw materials and products closely related to the public living. For proper management, an accurate radioactivity data of the processed products are needed. Therefore, it is essential to develop a rapid and validated analytical method. In this study, the concentration of the radioactive $^{238}U$ and $^{232}Th$ in building materials (e.g., tile, cement, paint, wall paper, and gypsum board) and living products (e.g., health products, textiles, and minerals) were determined and compared by ED-XRF and ICP-MS. By comparing the results of both methods, we confirmed the applicability of the rapid screening and precise analysis of ED-XRF and ICP-MS. In addition, $^{238}U$ and $^{232}Th$ levels were relatively lower in building materials than in living products. Particularly, $^{232}Th$ content in 6 of 47 living products exceeded (maximum $8.2Bq{\cdot}g^{-1}$) the standard limit of $^{232}Th$ content in raw material ($1.0Bq{\cdot}g^{-1}$).

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          고리 1호기의 콘크리트 내 <sup>36</sup>Cl 및 <sup>41</sup>Ca의 방사화재고량 평가

          장미,임종명,김현철,김창종,Jang, Mee,Lim, Jong Myoung,Kim, Hyun Chul,Kim, Chang-Jong 한국방사성폐기물학회 2019 방사성폐기물학회지 Vol.17 No.1

          원자력발전소 해체과정에서 방사화 재고량에 대한 평가는 방사선 환경에 정보를 제공함으로써 해체 계획을 수립하는데 중요한 정보를 제공한다. 원자로 운전 정지 후 원자로 및 관계시설에서의 축적된 방사능은 노심 구조물, 반사체 및 차폐체 등의 구조재가 중성자 조사에 의해 방사화된것이다. 방사화생성물 중 $^{36}Cl$ 과 $^{41}Ca$ 은 반감기와 화학적 물리학적 특성에 의해 해체 처분 관점에서 매우 중요한 핵종이며 이에 따라 본 연구에서는 차폐 콘크리트 내 생성량을 평가하였다. MCNPX 코드를 사용하여 중성자속과 반응단면적을 계산하였으며 이 결과를 토대로 ORIGEN2 코드를 사용하여 방사화생성물의 양을 평가하였다. The radionuclide inventory prediction of a nuclear power plant can help establish decommissioning plan by providing information of radiation environment. Accumulated radionuclides in reactors and related facilities after reactor shutdown can be divided into neutron activated materials and contaminated materials. Among the neutron activated radionuclides, $^{36}Cl$ and $^{41}Ca$ are important from the viewpoint of disposal because of its long half-life and physiochemical characteristics. In this research, we calculated the radionuclides of $^{36}Cl$ and $^{41}Ca$ in bioshielding concrete by estimating the neutron flux and cross section using the MCNPX. And we evaluated the inventories of $^{36}Cl$ and $^{41}Ca$ using the activation calculation code ORIGEN2.

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          원자력 시설 해체 폐기물 내 <sup>55</sup>Fe 와 <sup>63</sup>Ni 방사능 분석을 위한 전처리 방법 비교 연구

          이훈,임종명,지영용,정근호,강문자,최근식,이진홍,Lee, Hoon,Lim, Jong-Myoung,Ji, Young-Yong,Jung, Kun-Ho,Kang, Mun-Ja,Choi, Geun-Sik,Lee, Jin-Hong 한국방사성폐기물학회 2015 방사성폐기물학회지 Vol.13 No.2

          원자로의 해체 과정에서 발생되는 방사성 폐기물 내 존재하는 <sup>55</sup>Fe, <sup>63</sup>Ni은 폐기물의 처리방법을 결정하는 데 있어 기초적인 지표로 활용되는 중요한 핵종이다. 하지만 두 핵종은 낮은 방사선량으로 인해 다른 핵종들과의 분리가 필수적이며 또한 시료 매질에서 완전히 추출할 수 있는 전처리가 선행되어야 한다. 따라서 본 연구는 다양한 매질의 원자로 해체 폐기물에 대한 전처리방법의 적용성을 평가하기 위해 NIST SRM 5종 (1646a, 1944, 8704, 2709a, 1633c)에 대하여 왕수, 불산, 과염소산을 각각 이용하는 습식산화법과 alkali-fusion 전처리법에 따른 Iron와 Nickel의 회수율을 비교하였다. 실험 결과 alkali-fusion 방법은 다양한 매질의 인증표준물질에 대해 Iron 95.3∼98.3%, Nickle 86.6∼88.1%의 분석 정확도와 2% 이하의 정밀도를 나타냄으로서 해체폐기물 중 <sup>55</sup>Fe, <sup>63</sup>Ni, 분석에 가장 최적화된 전처리법으로 판단된다. <sup>55</sup>Fe and <sup>63</sup>Ni are key factors in deciding the proper handling of the decommissioning of radioactive waste from nuclear facilities. For determining beta emitting radionuclides, the dismantled waste samples should be completely decomposed and separated from the sample matrix. This study reports the comparison results of the recovering efficiencies of Iron and Nickel with wet digestion methods that use various acids and alkali-fusion methods. Various matrices of NIST SRMs (1646a, 1944, 8704, 2709a, and 1633c), the recovering efficiencies of using alkali-fusion methods ranged from 95.3 to 98.3% for Iron, and from 86.6 to 88.1% for Nickel within about 2% of relative standard deviation. On the other hand, those using one of the three wet digestion methods ranged from 77.9 to 105.3% for Iron and from 40.1 to 78.5% for Nickel with over 10% of relative standard deviation. Therefore, one may draw the conclusion that the analytical results derived from Iron and Nickel using alkali-fusion methods are fairly reliable due to the recovering efficiencies observed.

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          감마분광분석을 이용한 <sup>226</sup>Ra의 직접 측정방법에 대한 적용성 평가

          지영용,정근호,임종명,김창종,장미,강문자,박상태,우주희,구본철,서보균,Ji, Young-Yong,Chung, Kun Ho,Lim, Jong-Myoung,Kim, Change-Jong,Jang, Mee,Kang, Mun Ja,Park, Sang Tae,Woo, Zuhee,Koo, Boncheol,Seo, Bokyun 한국방사성폐기물학회 2014 방사성폐기물학회지 Vol.12 No.2

          HPGe 감마선 검출기를 이용하여 $^{226}Ra$의 방사능을 직접 측정방법의 경우, $^{226}Ra$의 186.21 keV 감마선이 $^{235}U$에서 방출되는 185.7 keV 감마선에 의한 간섭을 받기 때문에 피크면적의 계산에서 반드시 보정이 필요하다. 비록 분해능이 아주 우수한 HPGe 검출기를 사용한다 하더라도 그리고 분광시스템의 채널수를 최대로 늘린다고 할지라도 약 0.5 keV 차이의 두 감마선 피크를 분리해 내기란 현실적으로 어려운 일이다. 본 연구에서는 감마분광분석을 이용한 $^{226}Ra$의 직접 측정방법에 대한 적용성을 평가하기 위하여, 여러 가지 간섭피크 보정들을 이용한 직접 측정방법을 조사하였다. 이를 원료물질 및 공정부산물 시료들에 적용함으로써 직접 측정방법들에서 그 측정 불확도, 직선성 및 적용범위 등을 평가하였다. 최종적으로 방사평형 관계를 이용하여 $^{226}Ra$의 방사능을 측정하는 간접 측정방법으로부터 얻은 $^{214}Pb$ 및 $^{214}Bi$의 결과를 직접 측정방법의 결과와 비교함으로써 최적의 측정방법을 유도하였다. In the case of the direct measurement of $^{226}Ra$ using a HPGe gamma-ray spectrometer, the interference between gammarays with 186.21 keV of $^{226}Ra$ and 185.7 keV of $^{235}U$ should be corrected to calculate the net peak area in the energy spectrum. In general, it is very difficult to conduct peaks stripping with difference of about 0.5 keV, although a HPGe with the superior resolution is applied and the maximum channels is applied to the spectrometer. In this study, several interference correction techniques in the direct measurement were surveyed to evaluate the feasibility for the measurement of $^{226}Ra$ using the gamma-ray spectrometery. Applying the interference corrections to the analysis of raw materials and by-products, the method validation for the direct measurement of $^{226}Ra$ was conducted by evaluating the measurement uncertainty, linearity, and range. As a result, the optimum method of the interference correction was selected by comparing with the indirect measurement of which progenies of $^{226}Ra$, such as $^{214}Pb$ and $^{214}Bi$, were analyzed in the secular equilibrium state.

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