A Kinetics Study of Rn Daughter and Atmospheric Trace Gas Using Alpha Track Detection

알파비적검출방법에 의한 대기중 라돈딸핵종의 화학적 동특성연구

A number of investigators have reported formation of radiolytic ultrafine particles produced by the interaction of ionizing radiation with atmospheric trace gases. Previous studies have suggested that a very high localized concentration of the hydroxyl radical produced by the radiolysis of water can react with atmospheric trace gases such as $SO_2$ and produce lower vapor pressure compounds that can subsequently nucleate. To determine the trace gas and water vapor concentration dependence of the active, positively charged, first decayt product of radon (Po-218), a well-controlled radon chamber was used in this research. The mobility spectrum of the decay products in the range of $0.07-5.0cm^2/V\;sec$ from the radon chamber was measured using alpha track detector installed inside a specially-designed electrostatic spectrometer. Measurements were taken for different concentrations (0.5ppm to 5ppm) of $SO_2$ in Purified, Compressed air. A kinetics Study following the clustering of $SO_2$ around the $PoO_x^+$ ion in an excess of $SO_2$ for interpretation of the reaction processes was performed.

과거 물분자와 전리방사선과의 상호작용에 의하여 생성된 방사능 극소입자에 관한 많은 연구결과가 보고되어 왔다. 특히 최근연구에서는 물분자의 방사성분해 에 의해 발생한 높은 농도의 수산화래디칼은 실내의 유기가스와 반응 후 저증기압의 화합물로 변하여 극소입자를 형성한다고 알려져왔다. 본 연구에서는 라돈의 첫째딸핵종인 Po-218에 대한 대기가스와 물분자와의 상호의존성을 조사할 목적으로, 실내가스의 최적제어가 가능한 라돈챔버를 사용하여 일련의 실험을 수행하였다. 제작된 정전기분광계를 사용하여 라돈의 첫째딸핵종인 Po-218이온에 대해 $0.07-5.0cm^2/V\;sec$ 범위의 이동도스펙트럼을 측정하였으며, 대기가스로 0.5ppm에서 5ppm까지의 $SO_2$가스를 사용하여 실험결과를 분석하였다. 라돈챔버내에 물분자의 첨가와 동 물분자의 방사성분해에 의하여 생성된 수산화래디칼에 의한 극소입자들의 형성과정을 확인하였으며 $PoO_x^+$ 이온 주변에 $SO_2$가스가 부착하면서 일어나는 화학반응에 대한 화학적 동특성연구를 수행하였다.