Gamma Radiation Shielding Effect of Various Heavy Concretes Using Domestic Mineral Aggregates

This paper describes a detailed investigational performance on the gamma radiation shield effect of heavy concretes that were manufactured by the use of mineral ores produced domestically and which may be possibly applied for the biological shield design. Ten different kinds of mineral ores were collected for use as the aggregates, physical test and chemical analysis for them were carried out to select the aggregate with a better property. Through the experimental investigation on the shielding effect of various concretes with different combination of concrete components such as water-cement and fine-coarse aggregate ratios, it was possible to derive some criteria for the best condition being capable of obtaining the concretes with high density and good uniformity. Data on the shielding-effectiveness of the different concretes were obtained by performing collimated beam experiment using 60Co gamma-ray. Analyzing the shielding-efficiency, shielding-concrete specific gravity and biological shield cost, the optimum condition of yielding the best economic shielding design, with low cost and good spatial distribution to some extent was determined.

국내에서 산출되는 광물골재를 사용하여 방사선 차폐용 중차폐 콘크리트를 제조하고 감마선에 대한 차폐효능을 규명하는 동시에 방사선 차폐체로서의 활용가능성을 검토하였다. 10여종의 각기 다른 광물골재를 수집하여 방사선 차폐용 골재로서의 사용타당성을 검토하기 위한 물리시험과 화학분석이 실시되었고 이 결과를 토대로 최적한 골재를 선택하여 중차폐 콘크리트가 제조되었다. 차폐용 콘크리트를 제조하는데 골재의 배합비, 물-세멘트 비율, 세골재, 조골재 비율 등을 달리해주므로써 방사선 차폐효과가 달라지는 현상을 실험적으로 구해 보았고 그 결과 차폐체의 비중이 높고 균질성이 좋은 중차폐체의 설계 조건을 유도해 낼수 있었다. 각기 다른 중차폐체에 대한 차폐효능 실험은 60Co 감마선원을 사용한 방사선 투과시험법으로 구했다. 실험을 통하여 중차폐체에 대한 방사선 차폐능과 차폐콘크리트의 비중, 차폐가격등을 분석하므로써 차폐설계상 최적의 공간배치로서 가장 경제적으로 차폐치를 설계할 수 있는 최적의 조건을 얻을 수 있었다.