The effect of an electron beam and ${\gamma}$-ray irradiation on the curing of epoxy resins was investigated. Diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) and diglycidyl ether of bisphenol F (DGEBF) as epoxy resin were used. The epoxy resins containing 1.0-3.() wt% of triarylsulphonium hexafluoroantimonate(TASHFA) and triarylsulphonium hexafluorophosphate(TASHFP) as initiator were irradiated under nitrogen at room temperature with different dosage of EB and ${\gamma}$-rays from a Co$^{60}$ u source. The chemical and mechanical characteristics of irradiated epoxy resins were compared after curing of EB and ${\gamma}$-ray irradiation. The thermal properties of cured epoxy were investigated using dynamic mechanical thermal analysis. The chemical structures of cured epoxy were characterized using near infrared spectroscopy. Mechanical properties such as flexural strength, modulus were measured. The gel fraction of DGEBA with ${\gamma}$-ray was higher than that of the epoxy with EB at the same dose. Young's modulus of the sample irradiated by ${\gamma}$-ray is higher than that of sample cured by EB. From the result of strain at yield, it was found that the epoxy cured by ${\gamma}$-ray had a higher stiff property compared with the irradiated by EB.
Moonhyung Cho;Jisung Hwang;Sangho Lee;Kilyoung Ko;Wonku Kim;Gyuseong Cho
Nuclear Engineering and Technology
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v.56
no.7
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pp.2690-2697
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2024
With advancements in machine learning technologies, artificial neural networks (ANNs) are being widely used to improve the performance of gamma-ray spectroscopy based on NaI(Tl) scintillation detectors. Typically, the performance of ANNs is evaluated using test datasets composed of actual spectra. However, the generation of such test datasets encompassing a wide range of actual spectra representing various scenarios often proves inefficient and time-consuming. Thus, instead of measuring actual spectra, we generated virtual spectra with diverse spectral features by sampling from categorical distribution functions derived from the base spectra of six radioactive isotopes: 54Mn, 57Co, 60Co, 134Cs, 137Cs, and 241Am. For practical applications, we determined the optimum counting time (OCT) as the point at which the change in the Kullback-Leibler divergence (ΔKLDV) values between the synthetic spectra used for training the ANN and the virtual spectra approaches zero. The accuracies of the actual spectra were significantly improved when measured up to their respective OCTs. The outcomes demonstrated that the proposed method can effectively determine the OCTs for gamma-ray spectroscopy based on ANNs without the need to measure actual spectra.
A fiber-optic radiation sensor was fabricated using a sensing probe, a plastic optical fiber, a photomultiplier tube, and a multichannel analyzer for gamma-ray spectroscopy. As an inorganic scintillator of the sensing probe, a LYSO crystal was used. In this study, we obtained the relationship between the photon counts of the fiber-optic radiation sensor and the activity of the radioactive isotope. In addition, the gamma-ray energy spectra were also measured using a fiber-optic radiation sensor to discriminate species of gamma-ray emitters.
Reddy, B. Chinnappa;Manjunatha, H.C.;Vidya, Y.S.;Sridhar, K.N.;Pasha, U. Mahaboob;Seenappa, L.;Sadashivamurthy, B.;Dhananjaya, N.;Sathish, K.V.;Gupta, P.S. Damodara
Nuclear Engineering and Technology
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v.54
no.3
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pp.1062-1070
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2022
In the present communication, pure and stable α-Bismuth Oxide (Bi2O3) nanoparticles (NPs) were synthesized by low temperature solution combustion method using urea as a fuel and calcined at 500℃. The synthesized sample was characterized by using powder X-ray Diffraction (PXRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy dispersive X-ray analysis (EDAX), Transmission Electron Microscopy (TEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and UV-Visible absorption spectroscopy. The PXRD pattern confirms the formation of mono-clinic, stable and low temperature phase α-Bi2O3. The direct optical energy band gap was estimated by using Wood and Tauc's relation which was found to be 2.81 eV. The characterized sample was studied for X-ray/gamma ray shielding properties in the energy range 0.081-1.332 MeV using NaI (Tl) detector and multi channel analyzer (MCA). The measured shielding parameters agrees well with the theory, whereas, slight deviation up to 20% is observed below 356 keV. This deviation is mainly due to the influence of atomic size of the target medium. Furthermore an accurate theory is necessary to explain the interaction of X-ray/gamma ray with the NPs.The present work opens new window to use this facile, economical, efficient, low temperature method to synthesize nanomaterials for X-ray/gamma ray shielding purpose.
Rotation-powered pulsars are excellent laboratories for studying particle acceleration as well as fundamental physics of strong gravity, strong magnetic fields and relativity. Particle acceleration and high-energy emission from the polar caps is expected to occur in connection with electron-positron pair cascades. I will review acceleration and gamma-ray emission from the pulsar polar cap and associated slot gap. Predictions of these models can be tested with the data set on pulsars collected by the Large Area Telescope on the Fermi Gamma-Ray Telescope over the last four years, using both detailed light curve fitting, population synthesis and phase-resolved spectroscopy.
Kim, In-Jung;Sun, Gwang-Min;Park, H. D.;Bae, Young-Dug
Nuclear Engineering and Technology
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v.34
no.1
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pp.22-29
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2002
The angular correlation effect was investigated for Co-60 ${\gamma}$-ray spectroscopy by using HPGe detector and the effective angular correlation was theoretically calculated by considering the finite detector solid angle. For the calculation of effective angular correlation, the detection efficiency as a function of ${\gamma}$-ray incident direction was obtained by using Monte Carlo method and the first interaction model. The results and the methods used in the calculation are discussed.
Background: The conventional cerium-doped Gd2Al2Ga3O12 (GAGG(Ce)) scintillator-based gamma-ray imager has a bulky detector, which can lead to incorrect positioning of the gammaray source if the shielding against background radiation is not appropriately designed. In addition, portability is important in complex environments such as inside nuclear power plants, yet existing gamma-ray imager based on a tungsten mask tends to be weighty and therefore difficult to handle. Motivated by the need to develop a system that is not sensitive to background radiation and is portable, we changed the material of the scintillator and the coded aperture. Materials and Methods: The existing GAGG(Ce) was replaced with Bi4Ge3O12 (BGO), a scintillator with high gamma-ray detection efficiency but low energy resolution, and replaced the tungsten (W) used in the existing coded aperture with lead (Pb). Each BGO scintillator is pixelated with 144 elements (12 × 12), and each pixel has an area of 4 mm × 4 mm and the scintillator thickness ranges from 5 to 20 mm (5, 10, and 20 mm). A coded aperture consisting of Pb with a thickness of 20 mm was applied to the BGO scintillators of all thicknesses. Results and Discussion: Spectroscopic characterization, imaging performance, and image quality evaluation revealed the 10 mm-thick BGO scintillators enabled the portable gamma-ray imager to deliver optimal performance. Although its performance is slightly inferior to that of existing GAGG(Ce)-based gamma-ray imager, the results confirmed that the manufacturing cost and the system's overall weight can be reduced. Conclusion: Despite the spectral characteristics, imaging system performance, and image quality is slightly lower than that of GAGG(Ce), the results show that BGO scintillators are preferable for gamma-ray imaging systems in terms of cost and ease of deployment, and the proposed design is well worth applying to systems intended for use in areas that do not require high precision.
A basic characterization of uranium samples was performed using gamma- and X-ray spectroscopy. The studied uranium samples were eight types of certified reference materials with $^{235}U$ enrichments in the range of 1-97%, and the measurements were performed over 24 h using a high-resolution and high-purity planar germanium detector. A general peak analysis of the spectrum and the $XK_{\alpha}$ region of the uranium spectra was carried out by using HyperGam and HyperGam-U, respectively. The standard reference sources were used to calibrate the spectroscopy system. To obtain the absolute detection efficiency, an effective solid angle code, EXVol, was run for each sample. Hence, the peak activities and isotopic activities were determined, and then, the total U content and $^{234}U$, $^{235}U$, and $^{238}U$ isotopic contents were determined and compared with those of the certified reference values. A new method to determine the model age based on the ratio of the activities of $^{223}Ra$ and $^{235}U$ in the sample was studied, and the model age was compared with the known true age. In summary, the present study developed a method for basic characterization of uranium samples by nondestructive gamma-ray spectrometry in 24 h and to obtain information on the sample age.
Pulp is typically used for paper industry to manufacturing various types of papers. However simply chemical modification makes enable the pulp to a wide range of application in various industrial fields. To bring the polymerization the gamma ray irradiated on the mixture of kenaf and PEGMA in various dose ranges from 20 to 60 kGy. As a results, the graft degree of 20.0% was obtained from 475 g of gamma ray irradiated pulp and PEGMA. After the polymerization, the chemical structure and morphology of the surfaces were examined by Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, and scanning electron microscope. Chemical structure of grafted pulp has significantly growth in carbonyl content with increasing the radiation dose. Also surface morphology was distinctly changed with decreased the degree of roughness and increasing the diameter. These results were explained gamma ray irradiation improve performance of graft polymerization efficiency.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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