• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제47권4호
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• pp.195-203
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• 2022

Background: The aim of the present study was to determine radioactive concentrations in fertilizers known to contain essential nutrients. Results of this study could be used as basic data to monitor the impact of chemical fertilizers on the environment and public health. Nitrogen fertilizers, calcium fertilizers, sulfur fertilizers, phosphate acid fertilizers, and potassium chloride fertilizers were used in this study. Materials and Methods: Five chemical fertilizers were pulverized, placed in polyethylene containers, and weighed. The time to measure each specimen was set to be 3,600 seconds for a scintillator-based gamma-ray spectroscopy system. Concentration of gamma radionuclide was analyzed based on obtained spectra. At the end of the measurement, the spectrum file was stored and used to calculate radioactive concentrations using a gamma-ray spectrometer software. Results and Discussion: In the nitrogen fertilizer, 3.49 ± 5.71 Bq/kg of ¹³⁷Cs, 34.43 ± 7.61 Bq/kg of ¹³⁴Cs, and 569.16 ± 91.15 of ⁴⁰K were detected whereas ¹³¹I was not detected. In the calcium fertilizer, 5.74 ± 4.40 Bq/kg of ¹³⁷Cs (the highest concentration among all fertilizers), 22.37 ± 5.39 Bq/kg of ¹³⁴Cs, and 433.67 ± 64.24 Bq/kg of ⁴⁰K were detected whereas ¹³¹I was not detected. In the sulfur fertilizer, 347.31 ± 55.73 Bq/kg of ⁴⁰K, 19.42 ± 4.53 Bq/kg of ¹³⁴Cs, 2.21 ± 3.49 of ¹³⁷Cs, and 0.04 ± 0.22 Bq/Kg of ¹³¹I were detected. In the phosphoric acid fertilizer, 70,007.34 ± 844.18 Bq/kg of ⁴⁰K (the highest concentration among all fertilizers) and 46.07 ± 70.40 Bq/kg of ¹³⁴Cs were detected whereas neither ¹³⁷Cs nor ¹³¹I was detected. In the potassium chloride fertilizer, 12,827.92 ± 1542.19 Bq/kg of ⁴⁰K was and 94.76 ± 128.79 Bq/kg of ¹³⁴Cs were detected whereas neither ¹³⁷Cs nor ¹³¹I was detected. The present study examined inorganic fertilizers produced by a single manufacturer. There might be different results according to the country and area from which fertilizers are imported. Further studies about inorganic fertilizers in more detail are needed to create measures to reduce ⁴⁰K. Conclusion: Measures are needed to reduce radiation exposure to ⁴⁰K contained in fertilizers including phosphoric acid and potassium chloride fertilizers.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제34권5호
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• pp.415-420
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• 2002

The previous dynamic food chain model was improved for the consideration of the influence of radioactive contamination to agricultural products due to rain during the environmental releases of radionuclides in a nuclear accident Wet interception coefficients for the agricultural plants were derived as a function of radionuclide and rainfall amount, and mathematical formulations of the previous model were modified. As a result, rain during accidental releases was influential in agricultural contamination. The contamination level of agricultural products decreased dramatically according to increasing rainfall amount. It means that predictive concentrations in agricultural products using the previous model, in which dry interception to the agricultural plants is only considered, can be overestimated. The influence of rainfall in agricultural contamination was the most sensitive for $^{131}$ I, and the least sensitive for $^{90}$ Sr among the radionuclides considered in this study.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제27권1호
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• pp.21-26
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• 2002

원자력 사고로 인해 방사성물질이 환경으로 방출되는 기간동안 강우가 있을 경우 음식물의 오염 영향을 고려하기 위해 개발된 역동학적 섭식경로모델을 개선하였다. 이를 위해 핵종별 강우량에 따른 농작물에 대한 습차단 상수를 유도하였으며, 아울러 개발된 역동학적 섭식경로모델에 대한 수학적 모델을 재정립하였다. 평가결과, 같은 지표위 농도에 대해 강우는 음식물의 오염을 크게 감소시키며 강우량 증가에 따라 오염은 급격히 감소하였다. 이러한 사실은 원자력 사고 기간동아 강우가 있을 경우 농작물의 건차단 만을 고려한 기존 역동학적 섭식경로모델을 사용하여 평가하였을 때 그 결과는 과대 평가될 수 있다는 사실을 나타낸다. 본 연구에서 고려하는 핵종 ($^{137}Cs,\;^{90}Sr,\;^{131}I$) 중에서 강우량에 따른 음식물의 농도 감소는 $^{131}I$에서 가장 뚜렷하게 나타났으며, $^{90}Sr$이 가장 영향이 적었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제30권3호
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• pp.99-105
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• 2005

원자력 시설의 사고로 대기로 누출된 방사성 핵종의 도시환경 오염에 따른 사고결과해석을 위한 기본 단계로써 도시환경에 대한 오염평가 모델 METRO-K를 개발하였다. 모델은 3가지 방사성 핵종 $(^{137}Cs,\;^{106}Ru,\;^{131}I)$을 고려하며, 그 중에서 요오드는 3가지 다른 화학적 형태 (입자형태, 유기형태, 원소형태)를 구분하여 다루고 있다. 모델은 도시환경을 구성하는 5가지 주요표면 (지붕, 포장도로, 벽, 잔디/토양, 나무)에 대해 시간에 따른 방사성물질의 농도를 평가한다. 개발된 모델을 사용하여 강우량에 따른 표면의 오염영향과 아울러 체르노빌 사고시 유럽지역에서 측정된 공기중 $^{137}Cs$ 농도와 강우량 자료를 사용한 적용결과를 고찰하였다. 고찰결과 대부분 표면에서 강우량은 오염에 중요한 영향을 나타냈으며, 이러한 영향의 정도는 표면과 핵종에 따라 상이한 결과를 보였다. $^{137}Cs$의 오염은 $^{131}I$ (원소형태)에 비해 강우에 보다 민감한 영향을 나타냈다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제2권3호
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• pp.181-188
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• 2004

방사성물질의 대기 누출 사고시 환경에서 핵종 거동을 모사하는 동적 섭식경로모델 DYNACON을 개선하여, 가축 (육우)의 공기 흡입과 토양 섭취가 육류 (쇠고기)의 방사능 오염에 미치는 영향을 고찰하였다. 이들 두 오염경로는 누출이 육우의 비방목 기간에 일어나는 경우에 육류의 오염에 있어서 결코 무시될 수 없는 경로라는 사실을 확인하였다. 특히 누출 후 대부분 기간에 걸쳐 토양 섭취에 의한 육류의 오염 영향이 공기 흡입에 의한 영향에 비해 우세하였다. 누출 기간동안 강우는 토양 섭취에 의한 육류의 오염에 중요한 요소로 작용하였으며, 이러한 현상은 단반감기 핵종인 $^{131}I$ 보다 장반감기 핵종인 $^{137}Cs$의 경우에 보다 뚜렷하였다. 이전에 수행된 우유에 대한 분석 결과와 비교하여 공기 흡입과 토양 섭취는 육류에 대해 보다 중요한 오염경로로 나타났는데, 이는 상대적으로 육류에서 핵종의 긴 생물학적 반감기 때문이다. 방목기간에 방사성물질이 대기로 누출되는 경우 누출 기간동안 강우의 유무에 관계없이 목초 섭취에 의한 오염 영향이 지배적이었으며, 결과적으로 토양 섭취와 공기 흡입에 의한 오염 영향은 우유의 경우와 마찬가지로 무시할 수 있는 수준이었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제19권3호
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• pp.199-208
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• 1994

한국 환경을 고려하여 개발된 동적 섭식경로 모델을 이용하여 한국인이 섭취하는 음식물에 대한 유도개입준위를 산정하였다. 섭식경로에 있어 중요한 피폭효과를 가지는 I-131은 유아의 갑상선에 대한 예탁선량당량에 대해, Cs-137과 Sr-90은 전신에 대한 예탁선량당량에 근거한 선량개입준위로부터 연령군별로 13개 음식물에 대해 유도개입준위를 산정하였다. 성인은 Cs-137과 Sr-90의 음식물에 대한 유도개입준위 산정에 있어 가장 중요한 연령 군으로 평가되었다. 성인의 경우 쌀에서 Cs-137과 Sr-90의 유도개입준위는 여름철 침적의 경우 각각 2390, 47 Bq/kg, 겨울철 침적의 경우 각각 198, 79 Bq/kg으로 침적시점과 핵종에 따라 매우 다른 값의 변화를 보여주었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제23권2호
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• pp.115-121
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• 1998

본 연구에서는 AMP와 $MnO_2$에 대한 해수중 방사성 핵종 및 안정원소들의 흡착율을 검토하였다. $^{137}Cs$, $^{85}Sr$ 및 $^{131}I$에 대한 AMP의 흡착율은 각각 97.5%, 11.8% 및 15.1%를 나타낸 반면, 기타 다른 핵종 및 원소에 대한 흡착율은 6% 미만이었다. $MnO_2$에 대한 흡착율은 $^{40}K$, $^{137}Cs$ 및 $^{203}Hg$를 제외한 대부분의 방사성핵종 및 안정원소에 대해 90% 이상이였으나, $^{40}K$, $^{137}Cs$ 및 $^{203}Hg$의 흡착율은 8% 미만이였다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제42권5호
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• pp.383-393
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• 2008

목적: 조직 특이 프로모터를 이용하면 특정 암조직내에서만 원하는 치료유전자를 발현시킬 수 있다. 나트륨 옥소 공동 수송체(sodium iodide symporter: NIS) 유전자는 옥소를 섭취하는 특성을 가져 방사성옥소를 이용한 치료용 유전자로 사용될 수 있다. 광학 영상용 유전자인 luciferase (Luc) 유전자를 세포에 이입하면 비침습적으로 유전자가 이입된 세포의 상태를 평가할 수 있다. 본 연구는 간암 특이성을 나타내는 AFP 프로모터에 의해 발현이 조절되는 NIS유전자와 CMV프로모터에 의해 발현되는 Luc유전자를 간암세포에 이입하여 NIS유전자 이입에 의한 방사성옥소 유전자치료의 효과를 알아보고, 종양사멸 정도를 광학 리포터 유전자 발현으로 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: AFP enhancer와 GSTP 프로모터를 연결하여 AFP프로모터를 제작하였으며 이를 NIS유전자와 연결하였다. 또한 CMV 프로모터에 조절 받는 Luc 유전자를 동시에 삽입하여 AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 발현 벡터를 생산하였다. 실험 대상 세포주로는 간암세포주인 HepG2와 Huh-7 세포와 사람 대장암세포주인 HCT-15 세포를 이용하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 발현벡터를 Liposome을 이용해 실험대상 세포주 내로 이입하였으며, 방사성옥소 섭취율과 방사성옥소의 유출량을 측정하였다. 또한 Luciferase 발현 정도를 luminometer로 측정하였으며, clonogenic assay를 통하여 I-131에 대한 세포주에 따른 사멸효과 차이를 알아보았다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 이입 세포주를 누드마우스에 대퇴부 피하에 주입하여 I-131 축적여부를 감마카메라 영상을 획득하였다. 결과: AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 발현 벡터를 제작하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 HepG2와 Huh-7 세포의 방사성옥소 섭취율은 유전자 이입이 되지 않은 대조군 HepG2와 Huh-7 세포에 비하여 높았으며, $KClO_4$를 처리시 옥소 섭취가 저해되었다. 대장암 세포주인 HCT-15세포에 AFP-NIS-CMV-Luc유전자를 이입 시 방사성옥소의 섭취률은 증가되지 않았다. 30분간 방사성옥소를 섭취시킨 AFP-NIS-Luc 유전자가 이입된 HepG2와 Huh-7 세포에서의 방사성옥소의 유출반감기는 약 4분과 6분으로 각각 나타났다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 HepG2, Huh-7세포의 Luc 유전자의 발현은 241, 441 $RLU/2\;{\times}\;10^5$ cells로 나타났으며, 대조군 HepG2와 Huh구세포에서의 Luc 유전자의 발현은 74, $RLU/2\;{\times}\;10^5$ cells로 나타났다. HCT-15 세포는 AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 이입에 따라 I-131에 의한 세포 사멸능이 증가되지 않았으나, HepG2 및 Huh-7 세포는 FP-NIS-CMV-Luc 유전자 이 입에 따라 I-131에 의한 세포 사멸능이 증가되었으며, Huh-7세포의 경우 0.5mCi의 I-131을 투여한 경우 모든 세포가 사멸하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 Huh-7 세포수가 많을수록 방사성옥소 섭취율이 증가하며 luciferase활성도도 높게 나타났다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 Huh-7 세포를 이식한 누드마우스에 I-131 감마카메라 영상에서 종양이식부위에 방사능 축적을 관찰 할 수 있었다. 결론: AFP프로모터의 의하여 NIS유전자가 발현되며, CMV프로모터에 의한 Luc 유전자가 발현되는 벡터를 제작하였으며, 이 벡터를 이입한 경우 간암세포에서만 I-131의 세포 독성이 증가하는 효과를 나타내었다. 또한 Luc유전자를 이용하여 비침습적인 광학 영상으로 세포사멸 효과를 확인할 수 있었다. 간암특이 프로모터에 조절되는 치료 유전자와 광학리포터 유전자를 한 벡터에 동시에 이입하면 간암 특이 유전자 치료와 그 치료효과를 비침습적으로 평가할 수 있을 것으로 생각된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권2호
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• pp.176-188
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• 1995

지하처분된 방사성핵종의 이동 해석방식으로서 입자추적법을 도입하였다. 입자추적법은 암반균열대와 같은 흐름장이 불균일하고 복잡할 때 물질이동을 모사할 수 있는 방법이다. 암반층에서 방사성핵종은 주로 암반사이에 발달한 균열을 따라 이동하는데, 초기연구자들은 균열틈을 평행판 사이의 간격으로 가정하였으나, 실제 균열은 이보다 복잡다양해서 실제 물질 이동과는 상당한 오차가 존재하였다. 이 논문에서는 이를 극복하기 위해 가변균열폭 국부통로모형을 도입하여, 균열대 내부는 2차원적인 균열폭의 분포를 가지며, 핵종은 균열내에서 상대적으로 큰 균열폭을 따라 이동이 주로 일어나는 국부이동이 라는 점을 제시하였다. 또한 개발한 이동모델의 타당성 입증차원에서 자연균열을 가진 화강암을 사용하여 방사성 핵종 이동 실험을 수행하였다. 추적자로서 지하수와 같은 이동특성을 가진 삼중수소와 요오드를 사용하였다. 화강암 균열대 특성을 파악하기 위해 균열이 있는 윗 암석면에 11개의 시추공을뚫고 수리전도 시험을 수행하였다. 실험자료와 전산모사치를 비교해 본 결과, 가변균열폭국부통로 개념에 물질이동모델로 입자추적법을 결합한 모델이 암반균열에서 핵종이동 해석방법으로 유용하였다. 또한 핵종은 균열 내에서 상대 적으로 큰 국부통로를 따라 주로 이동하며, 이동방향과 직각인 암반매질내로 확산도 상당한 비율로 일어났다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제43권3호
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• pp.124-129
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• 2018

Background: Effluent Concentration Limits (ECLs) were re-evaluated via direct calculation using dose coefficients based on radiation protection quantity introduced in Korea and the intrinsic breathing rates of Korean residents. Materials and Methods: The re-evaluated ECLs were compared with the domestic standards given in the Notice of the Nuclear Safety and Security Commission (NSSC), as well as with ECLs specified in the Code of Federal Regulations (CFR). Results and Discussion: The relative ratios of the re-evaluated ECLs to the currently applied domestic standards differed depending on the radionuclide type, but it was clearly shown that, for tritium ($^3H$) and radiocarbon ($^{14}C$), which significantly affect radiological dose to the public during the normal operation of nuclear power plants, the re-evaluated ECLs were higher than the domestic standards. This implies that Korean standards are relatively conservative. Conclusion: The re-evaluated results for each age group showed that $^{131}I$ (radioiodine), one of the significant radionuclides, had the lowest values, but nonetheless, the domestic standards for radioiodine were lower than the ECLs given in the CFR and the re-evaluated ECLs via a method given in the CFR.