• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권6호
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• pp.2025-2037
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• 2021

The influence of lead cations on natural quartz (QZ) from Egypt as a glass shielding material for the composition with nominal formula (10Na₂O - (90 - x) QZ - xPbO (where x = 30, 35, 40, 45 and 50 mol %)) was examined. The studied samples are synthesized via the melt quenching method at 1050 ℃. The X-ray diffraction XRD patterns were confirmed the glass nature for studied samples. Moreover, the optical properties, and the transparency for all compositions were examined by UV-Vis spectroscopy. Also, the major elemental composition of the natural quartz were estimated via the X-ray fluorescence (XRF) technique. Further, the density and molar volume were determined. Furthermore, the nuclear shielding parameters such as, mass attenuation coefficient, effective atomic number, electronic density, the total atomic, and electronic cross sections as well as the mean free path, and the half value layer with different gamma ray energies (81 keV-1407 keV) were calculated. Besides, the results showed that the shielding behavior towards the gamma ray radiation for all glass samples was increased as the increment in PbO concentration in the glass system.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.95-101
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• 2017

본 논문에서는 복합재료로 만들기 위한 전처리 단계에서 수행한 사이징 제거 상태를 영상처리 알고리즘을 적용하여 수치적으로 나타내었고, 전자파 차폐 성능을 높이기 위해서 건식 공정 방식으로 니켈도금 탄소섬유를 제작하였다. 탄소섬유 제조에서 폴리머 종류로 감싸져 나온 사이징은 건식 코팅을 위해서는 제거해야 한다. 사이징이 제거된 상태를 주사 전자현미경(scanning electron microscope, SEM)으로 촬영한 이미지에서 탄소 섬유의 규칙적인 패턴, 즉 상관성을 구함으로써 수치적인 값으로 나타낼 수 있다. 사이징의 제거 방식은 용액, 압축 공기와 용액과 압축공기(하이브리드)로 제거한 SEM 영상에 대하여 제안된 방법을 적용한 결과 하이브리드 방식이 우수함을 확인 할 수 있었다. 그리고 사이징이 제거된 스프레딩 탄소 섬유 롤을 롤투롤 스퍼터 방식으로 니켈도금 탄소 섬유를 제작할 수 있었다. 제작된 30um, 40um과 100um 니켈코팅 탄소섬유에 대해서 전자파 차폐 성능을 측정하였다. 한국산업기술시험원에서 100um 니켈코팅 탄소섬유의 전자파 차폐 성능을 평가한 결과 최저 66.7(dB)에서 최고 73.2(dB)의 전자파 차폐 성능을 보였다. 이것은 구리의 전자파 차폐율과 유사하여 EV/HEV자동차의 케이블로 사용될 수 있다.

• 공업화학
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• 제25권6호
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• pp.613-618
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• 2014

본 연구에서는 그래핀 옥사이드의 전기적 특성을 향상시키고자 그래핀 옥사이드에 암모니아수 처리를 이용하여 아민화가 이루어진 그래핀 옥사이드를 제조하였다. 그리고, 아민화된 그래핀 옥사이드의 전기적 특성을 평가하고자 이를 필름으로 제조하여 전자파차폐효율을 측정하였다. 암모니아수 처리 농도가 증가함에 따라 그래핀 옥사이드 표면의 질소 관능기가 증가함을 XPS에 의하여 확인하였으며, 또한, 전자파차폐효율 측정 결과 암모니아수 처리된 그래핀 옥사이드의 전자파차폐효율 특성이 우수함을 확인하였다. 21% 암모니아수 농도로 처리한 그래핀 옥사이드는 2950 MHz 이상에서 -5 dB 이상의 전자파차폐효율을 보여주었으며, 이러한 실험 결과들은 질소 관능기가 그래핀 옥사이드 내에 전자전달을 용이하게 하여 흡수되는 전자파 양을 증가시켰기 때문으로 사료된다.

• 공업화학
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• 제25권3호
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• pp.268-273
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• 2014

본 연구에서는 탄소나노튜브의 전자파 차폐 성능을 향상시키고자 무전해 도금법을 이용하여 다중벽 탄소나노튜브에 니켈을 도입하였다. 니켈 도금된 다중벽 탄소나노튜브의 물리적 특성은 고분해능주사전자현미경, 열중량분석기, 표면저항측정기, 전자파 차폐능 분석기를 이용하여 분석하였다. 니켈 도금된 다중벽 탄소나노튜브의 전자파 차폐 효율은 800 MHz 영역에서 16 dB로 측정되었으며 활성화 처리된 다중벽 탄소나노튜브에 비하여 최대 1.6배 증가하였다. 또한, 평균 표면 저항 역시 $70{\Omega}/sq$로 활성화 처리된 다중벽 탄소나노튜브에 비하여 최대 56% 감소한 수치를 나타내었다. 이러한 결과는 니켈 도금 함량에 비하여 표면의 도금 형태가 전자파 차폐 효율에 더 많은 영향을 끼치기 때문인 것으로 판단된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권9호
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• pp.3441-3449
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• 2023

We determined the radiation shielding properties for 10CaO-xPbO-(90-x) deteriorated silica gel (DSG) glass system (x = 20, 25, 30, 35, 40, and 45 mol.%). The mass attenuation coefficient (MAC) has been estimated at photon energies of 74.23, 97.12, 122, 662, 1173, and 1332 keV using a narrow beam X-ray attenuation and transmission experiment, the XCOM program, and a PHITS simulation. The obtained MAC values were applied to estimate the half value layer (HVL), mean free path (MFP), effective atomic number, and effective electron density. Results show that the MAC value of the studied glasses ranges between 0.0549 and 1.4415 cm²/g, increases with the amount of PbO, and decreases with increasing photon energy. The HVL and MFP values decrease with increasing PbO content and increase with increasing photon energy. The recycled glass, with the addition of PbO content (20-45 mol.%), exhibited excellent radiation shielding capabilities compared to standard barite and ferrite concretes and some glass systems. Moreover, the experimental radiation shielding parameters agree with the XCOM and PHITS values. This study suggests that this new waste-recycled glass is an effective and cost-saving candidate for X-ray and gamma-ray shielding applications.

• 방사성폐기물학회지
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• 제5권2호
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• pp.109-112
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• 2007

나노 규모의 1차원 양자 구조물을 이용한 전자선 차폐 가능성에 관한 이론적 배경과 한계를 정리한다. 나노 구조물을 이용한 전자선 차폐는 차폐재의 경량화와 소형화에 크게 기여할 것으로 예상되나, 실용화를 위해서는 아직 연구되어야 할 분야가 많다. 임의의 1차원 포텐셜 장벽을 대상으로 양자투과계수 계산을 실행하여, 나노 구조물의 전자선 차폐와 관련된 문제점들을 살펴본다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제4권6호
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• pp.729-744
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• 2017

This investigation highlights rationale of electrically conductive nano adhesives for its essential application for Electromagnetic Interference (EMI) Shielding in satellites and Lightning Strike Protection in aircrafts. Carbon Nano Fibres (CNF) were functionalized by electroless process using Tollen's reagent and by Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (PECVD) process by depositing silver on CNF. Different weight percentage of CNF and silver coated CNF were reinforced into the epoxy resin hardener system. Scanning Electron Microscopy (SEM) micrographs clearly show the presence of CNF in the epoxy matrix, thus giving enough evidence to show that dispersion is uniform. Transmission Electron Microscopy (TEM) studies reveal that there is uniform deposition of silver on CNF resulting in significant improvement in interfacial adhesion with epoxy matrix. There is a considerable increase in thermal stability of the conductive nano adhesive demonstrated by Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Thermogravimetric Analysis (TGA). Four probe conductivity meters clearly shows a substantial increase in the electrical conductivity of silver coated CNF-epoxy composite compared to non-coated CNF-epoxy composite. Tensile test results clearly show that there is a significant increase in the tensile strength of silver coated CNF-composites compared to non-coated CNF-epoxy composites. Consequently, this technology is highly desirable for satellites and EMI Shielding and will open a new dimension in space research.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.173-178
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• 2018

병원에서 방사선을 차폐하는데 있어 납은 매우 유용하게 사용되고 있다. 하지만 납은 독성을 가지고 있고 대체물질에 대한 연구가 많이 이루어지고 있으며, 대표적으로 텅스텐을 대체물질로 한 연구가 많이 이루어지고 있다. 이에 본 연구에서 납과 텅스텐의 물리적 특성 및 반가층 실험을 진행한 결과 원자번호가 높은 납 원소의 반응단면적이 텅스텐에 비해 높게 나타났으나, 텅스텐의 밀도가 높아 동일한 크기일 경우 텅스텐의 전자밀도가 납에 비해 약 1.7배 높은 것으로 나타났다. MCNPX를 이용한 모의 모사에서도 에너지 따라 다소 차이가 있지만 텅스텐이 납에 비해 약 1.4배 차폐효과가 높은 것으로 나타났으며, 텅스텐이 납에 비해 우수한 차폐효율을 갖고 있는 것으로 확인 되었다. 하지만 경제적 측면을 고려할 때 텅스텐은 희소금속으로 납에 비해 가격이 약 25배 높아 납에 대한 대체물질로는 부적당한 것으로 사료되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권7호
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• pp.2740-2747
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• 2024

The sintering process acquired ferromagnetic copper ferrite ceramic material with a small concentration of Ni ion at 1100 ℃ for 1 h. Previously, copper ferrite with Ni proportions powder was acquired by the wet chemical process according to the relation CuFe_2-xNi_xO₄ where x takes values 0.0, 0.015, 0.03, 0.04, and 0.05. The role of Ni ion in the copper ferrite structure was investigated by X-ray analysis, Scanning electron microscope, EDX analysis, and density measurements. The gamma-ray shielding properties for the fabricated CuFeNiO ceramics samples were evaluated using the Monte Carlo simulation method. The obtained results show an enhancement in the linear attenuation coefficient for the fabricated ceramics with increasing the insertions of Ni ions within the fabricated samples, where increasing the Ni ions concentration between 0 and 1.19 wt% increases the linear attenuation by between 1.581 and 1.771 cm^-1 (at 0.103 MeV), 0.304-0.338 cm^-1 (at 0.662 MeV), and 0.160-0.178 cm^-1 (at 2.506 MeV), respectively. Simultaneously, the radiation protection efficiency for a 1 cm thickness of the fabricated samples increased between 14.8 and 16.3% with increasing the Ni ions between 0 and 1.19 wt%. Although the Ni doping concentration does not exceed 1.5 wt% of the total composition of the fabricated ceramics, the shielding capacity of the fabricated ceramics was enhanced by more than 11%, along the studied energy interval. Therefore, the fabricated samples can be used in gamma-ray shielding applications.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제4권1호
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• pp.14-20
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• 1979

고(高)에너지 방사선(放射線) 치료(治療)에 있어서 정상조직(正常組織)의 완전차폐(完全遮蔽)를 위하여 $5{\sim}8cm$ 납두께의 부정형(不定形) 차폐(遮蔽)벽돌을 제작(製作)해야하는 난점(難點)이 있었다. 저자(著者)들은 납 30.0%, 주석 11.5% 비스므스 48.5%, 카드미늄 10.0%를 사중(四重) 공정결합(共晶結合)시켜 밀도(密度)가 $9.8g/cm^3$ 용융온도(熔融溫度)가 $68^{\circ}C$인 저용융(低熔融) 차폐물질(遮蔽物質)을 개발(開發)하여 이를 Lead Y라고 명명(名命)하였다. 제작(製作)된 Lead Y Block을 $68^{\circ}C$에서 용융(熔融)시켜 보호(保護)해야할 중요(重要)한 장기(臟器)의 형태(形態)대로 제작(製作)된 styrofoam 음형(陰形)에 부어서 차폐효과(遮蔽效果)가 큰 차폐(遮蔽)벽돌을 쉽고 안전(安全)하게 제작(製作)할 수 있었고 납보다 더 단단하고 재현성(再現性)이 크며 저렴(低廉)한 가격(價格)으로 구입(購入)이 가능(可能)하므로 방사선(放射線) 치료효과(治療效果)에 큰 도움을 줄 수 있었다.