• 전자공학회논문지
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• 제53권11호
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• pp.99-106
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• 2016

라돈이 기관지나 폐포에 머무르게 될 때 라돈의 붕괴로 인해 자핵종(알파선, 베타선, 감마선 등)들이 생성되면서 이것들이 방사선을 방출하는데 세포의 염색체에 돌연변이를 일으켜 폐암을 발생할 가능성이 존재한다. 다시 말해 폐암의 원인이 라돈가스 때문이라기보다는 흡수된 일부 라돈의 붕괴로 인해 생기는 부산물이 방사선을 방출하기 때문이라고 할 수 있다. 사람이 연간 노출되는 방사선의 82%가 자연방사선에 의한 것인데 그중 대부분이 라돈이다. 실내의 라돈 농도를 적절하게 제어할 수 있다면 폐암의 발생확률을 30%나 억제할 수 있다고 알려져 있다. 아직까지 실내의 라돈의 농도를 측정하는 데는 외국의 라돈 센서를 사용하고 있는 실정이다. 실내 라돈 방출량에 대한 데이터 구축과 국내에 맞는 실용적인 라돈측정기기를 개발하도록하는 연구가 필요하다. 본 논문에서는 PIN Photodiode를 이용하여 라돈의 농도를 측정하는 라돈 검출기 구현 방법을 제안한다. 실험을 통해서, PIN photodiode의 라돈 센서 모듈로서의 이용 가능성에 대하여 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제13권2호
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• pp.93-100
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• 2004

간접법을 이용한 표면오염도 측정 시 시료채취와 동시에 방사선 검출이 가능한 스메어 매체를 제조하고 성능을 평가하였다. 스메어 매체는 무기섬광체를 고분자 막에 함침시킨 것으로서, 용매로는 디메틸포름아마이드(DMF)와 메틸렌클로라이드(MC) 그리고 고분자 소재로서 폴리설폰(PSF)을 사용하였고, 무기섬광체는 CAYS(cerium activated yttrium silicate)를 사용하였다. 함침막은 단일 및 이중구조로 제조하였고, 물. 메타놀 등 비용매성 욕조에 침지하거나 용매 증발을 통하여 고형화하여 특성을 비교하였다. 방사선과의 상호작용에 의하여 무기섬광물질 함침막으로부터 방출되는 광자의 계측은 광전증배관과 고전압원, 증폭기. 계수기로 구성된 원형계수기를 사용하였다. $^{14}$ C표면오염에 대해 무기섬광 함침막을 이용해 얻은 계수율을 통상의 저준위 알파/베타 계수기로 얻은 결과와 비교할 때 상대 감도가 약 50%로 나타났다. 또한, 계수효율이 상대적으로 낮았지만 저에너지 베타선 방출핵종인 $^3$H표면오염도측정이 가능하다는 것을 확인하였다.

• 분석과학
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• 제18권1호
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• pp.5-12
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• 2005

고정밀 전자소자의 오동작의 한 원인인 soft error는 원료물질에 함유된 U, Th과 같은 알파방출 불순물로 알려져 있으며 전자소자의 소형화, 고집적화에 따라서 이들 불순물의 규제함량은 기존의 분석법으로는 불가능할 정도로 낮아지고 있다. 연구의 목적은 다양한 전자소자의 밀봉소재로 사용되는 EMC (epoxy molding compound)의 주 원료인 고순도 실리카에 함유되어 있는 U, Th을 고감도 (ng/g이하)로 분석할 수 있는 방사화분석법과 감마선분광분석법의 개발이다. 지금까지 방사화분석법에 이용하던 PTS (pneumatic transfer system) 중성자 조사 설비로는 산업계에서 요구하는 분석 감도를 충족시킬 수 없기 때문에 의약용 혹은 산업용 RI 생산에 주로 사용되고 있는 HTS (Hydraulic transfer system) 중성자 조사 설비를 이용한 방사화분석 조건을 확립하였다. 또한, 공기중 라돈 ($^{222}Rn$)과 자핵종 (progenies)에 의한 불안정한 바탕방사능은 분석의 감도는 물론 정확도를 저하시키는 주 요인으로 작용하므로 질소가스 유입시스템을 제작하여 라돈에 의한 바탕방사능을 소멸 혹은 안정화시켰다. 그 결과 U과 Th의 분석한계를 각각 0.1 ng/g, 0.01 ng/g까지 낮출 수 있었다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2009년도 학술논문요약집
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• pp.177-177
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• 2009

사용후 핵연료의 건식처리 시 핵연료 다발을 절단하여 voloxidation 즉 휘발산화처리를 하면 고온에 의해 분리가 가능한 핵분열생성물의 분리와 우라늄의 산화에 의한 부피팽창으로 핵연료가 쪼개져서 입도가 작아지고 또한 핵연료가 피복재에서 쉽게 박리되게 된다. 그 결과 폐기물 처리 시에 발열핵종으로 폐기물의 저준위화시에 분리가 요망되는 Cs-137이 분리되는 장점이 있어 습식 재처리에 있어서도 바람직하다. 건식처리에 있어서는 voloxidation 으로 처리된 피복재에는 금속 지르코늄에 불순물로 함유된 우라늄의 의한 방사화 생성물과 피복재 표변에 부착/침투한 방사화 생성물이 방사능을 갖게 된다. 이러한 부착된 TRU 잔류물은 통상 1% 미만으로 알파핵종의 방사능이 원자로에서 배출시에는 고준위 기준치의 약 100배 수준이었다가 30년 냉각후에는 약 1/10 수준으로 저준위화 된다. 지르코늄 금속중에 불순물로 함유된 우라늄의 방사화로 생기는 방사능은 고준위 기준치의 10% 를 넘지 않아서 피복재의 저준위화시에 고려할 필요가 없다. 발생열은 방출시에 고준위 기준치의 약 30 배 수준에서 5년 냉각후에는 기준치 미만이 되며 30년후에는 1/8000 정도로 저준위화 된다. 사용후 핵연료를 습시처리시에 발생하는 고준위 폐기물 중 약 1/4 가 피복재 (hull) 임을 고려하면 피복재의 저준위화는 사용후 연료의 건식처리에 있어서도 필수적인 과정이다. 특히 미국의 고준위 폐기물 처분장 Yucca Mt.의 포기와 우리의 고준위 폐기불 처분장이 공론화되는 싯점에서 저준위화는 매우 필요한 기술이다. 피복재는 방사성 물질의 침투두께가 0.01mm 미만이 대부분으로 저준위화에는 표면제염에 의한 저준위화가 주로 연구되어왔다. 표면제염에 의한 저준화는 이온 빔, laser에 의한 방법, dry ice 분사에 의한 방법이 시도되었다. 염소기체를 이용하여 지르코늄의 산화막을 제거하고자 하였으나 이 산화막이 안정적이어서 표변의 연마, 아크릴 칼의 사용, 표면을 눌러서 처리하는 등 전처리하여서 염소기체 반응에 의한 표면제거 실험이 가장 효과적임이 실험적 결과이었다. 이러한 전처리로 방사능을 1/100 수준으로 낮춘다고 하더라도 지르코늄 금속중에 불순물로 함유된 우라늄의 방사화에 의해 중저준위 폐기물의 범주에서 벗어나지 않으므로 재활용에는 제한이 있다. 또한 전처리(표면제염)하여 분리되는 고준위는 다른 고준위 염폐기물과 함께 처리하여 발열 핵종을 제거하면 중저준위화가 가능하다. 저준위화 된 hull폐기물에는 지르코늄 금속에 불순물로서 함유되어있는 우라늄에 의한 방사능을 갖는데 이들의 제거나 분리는 지르코늄 합금 피복재 원료물질에 불순물로 함유하는 우라늄의 함량을 낮추는 것과 유사한 문제이다. 현재까지 지르코늄합금 피복재에 우라늄이 불순물로 함유된 것을 사용함으로 원자로내에서 방사화되어서 방사능을 갖게 되는 것은 피할 수가 없다. 따라서 저준위화 처리된 피복재는 장기 보관으로 방사능을 감쇠시켜서 재활용하도록 한다. 처리 방법으로는 초고압 압축저장, 시멘트 고화, 합성암석에 의한 고화법 등으로 장기간 보관 후에 금속으로서 재활용한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권12호
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• pp.1567-1572
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• 2013

방사성동위원소 열전발전기는 장반감기 알파 혹은 베타 핵종에서 방출하는 하전입자를 차폐하여 방사선에너지를 열에너지로 전환하고 이때 발생하는 열전재료의 온도차를 이용하여 전력을 생산하는 시스템이다. 이 기술은 에너지 밀도가 높고 수명이 길며 신뢰성이 높아 우주개발, 국방 등 극한 환경에서 사용되는 장치, 센서 및 로봇 등의 에너지원으로 그 효용성이 매우 높다. 본 연구에서는 방사선 차폐해석 및 열전달 해석을 통하여 차폐체, 그리고 최대 온도구배를 가지는 열전재료의 형상과 배치를 결정하여 열전발전기 기초설계를 도출하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제4권1호
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• pp.5-13
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• 1979

공기시료채칩 종료후 공기여과지에 채집된 시료중 방사능을 일정한 시간구간을 두어 계측함으로써 얻은 붕괴곡선을 이론적 방법에 의하여 분석할 수 있는 간단한 방법을 개발하였으며, 이 방법을 이용하여 라돈 붕괴생성물 각각의 공기중 방사능 농도를 결정하였다. 라돈 붕괴생성물 각 핵종의 방사능 농도는 알파붕괴, 시료채집시간, 그리고 수치계수의 함수로 표시된 방정식으로 부터 얻었다. 그리고 대기중 라돈 붕괴생성물 개개의 방사평형상태도 또한 조사하였다. TRIGA Mark-III 원자로실내에서 채집한 공기시료는 상당히 비평형상태에 있었다. 라돈 붕괴생성물들 간의 방사성 불평형의 정도는 공기와류조건과 관련된 공기시료 채집시간에 따라 상당히 달라지는 것같았다. 본 연구 결과에서 얻은 자료는 인체 내부방사선 피폭선량평가와 기체 방사성 물질 방출감시기 교정에 유용한 기초자료가될 것이 확실하다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제5권2호
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• pp.91-101
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• 2007

본 연구에서는 원전연료 가공시설에서 발생한 콘크리트 폐기물을 자체처분 하기 위란 국내 규제요건을 검토하였고, 매립 및 재활용에 따른 작업자 및 일반인의 방사선학적 위해도를 평가하기 위해 RESRAD Ver. 6.3, RESRAD BUILD Ver. 3.3 전산코드를 사용하여 피폭선량을 평가하였다. 피폭선량 평가 결과에 따라 유도된 처분제한치는 콘크리트 폐기물 매립의 경우 0.1071Bq/g (3.5% 농축우라늄), 재활용의 경우 $0.05515Bq/cm^2$(5% 농축우라늄)이었다. 또한, 자체처분대상 콘크리트 폐기물의 제염 후 잔류방사능을 조사한 결과, 표면오염도는 전체평균이 $0.01Bq/cm^2$(알파방출체), 콘크리트 폐기물 표면에서 채취한 시료의 방사성핵종 분석결과 $^{238}U$은 0.0297Bq/g, $^{235}U$의 농축도는 2w/o 이하였고, 인위적 오염으로 예상되는 $^{238}U$의 농도는 0.0089Bq/g 이었다. 따라서, 자체처분 대상 콘크리트 폐기물의 매립 및 재활용시 일반인 및 작업자에게 미치는 방사선학적 위해도는 원자력관계법령에서 정하는 처분제한치(개인선량 $10{\mu}Sv/yr$, 집단선량 $1man{\cdot}Sv/yr$) 이하임을 확인하였다.