A shield was made by mixing materials such as bismuth(Bi) and barium(Ba) with silicon to evaluate its shielding ability. Bismuth was made into a shield by mixing a bismuth oxide(Bi2O3) colloidal solution and a silicon base and applied to a fibrous fabric, and barium was made by mixing lead oxide(PbO) and barium sulfate(BaSO4) with a silicon curing agent and solidifying it to make a shield. The test was conducted according to the lead equivalent test method for X-ray protective products of the Korean Industrial Standard. The experiment was conducted by increasing the shielding body one by one from the test condition of 60 kVp, 200 mA, 0.1sec and 100 kVp, 200 mA, 0.1 sec. At 60 kVp, 2 lead oxide-barium sulfate shields, 2 bismuth oxide 1.5 mm shields, and 5 bismuth oxide 0.3 mm shields showed shielding ability equal to or higher than that of lead 0.5 mm. At 100 kVp, 2 lead oxide-barium sulfate shields and 2 bismuth oxide 1.5 mm shields showed shielding ability equal to or higher than that of lead 0.5 mm. It was confirmed that when using 2 pieces of lead oxide-barium sulfate and 1.5 mm of bismuth oxide, respectively, it has shielding ability equivalent to that of lead. Bismuth oxide and lead oxide-barium sulfate are lightweight and have excellent shielding ability, thus they have excellent properties to be used as an apron for radiation protection or other shielding materials.
The concrete is considered as an important radiation shielding material employed widely in nuclear reactors, particle accelerators, laboratory hot cells and other different radiation sources. The present research is dedicated to the shielding properties study of the ordinary concrete reinforced with different weight fractions of lead oxide micro/nano particles. Lead oxide particles were fabricated by chemical synthesis method and their properties including the average size, morphological structure, functional groups and thermal properties were characterized by XRD, FESEM-EDS, FTIR and TGA analysis. The gamma ray mass attenuation coefficient of concrete composites has been calculated and measured by means of the Monte Carlo simulation and experimental methods. The simulation process was based on the use of MCNP Monte Carlo code where the mass attenuation coefficient (μ/ρ) has been calculated as a function of different particle sizes and filler weight fractions. The simulation results showed that the employment of the lead oxide filler particles enhances the mass attenuation coefficient of the ordinary concrete, drastically. On the other hand, there are approximately no differences between micro and nano sized particles. The mass attenuation coefficient was increased by increasing the weight fraction of nanoparticles. However, a semi-saturation effect was observed at concentrations more than 10 wt%. The experimental process was based on the fabrication of concrete slabs filled by different weight fractions of nano lead oxide particles. The mass attenuation coefficients of these slabs were determined at different gamma ray energies using 22Na, 137Cs and 60Co sources and NaI (Tl) scintillation detector. The experimental results showed that the HVL parameter of the ordinary concrete reinforced with 5 wt% of nano PbO particles was reduced by 64% at 511 keV and 48% at 1332 keV. Reasonable agreement was obtained between simulation and experimental results and showed that the employment of nano PbO particles is more efficient at low gamma energies up to 1Mev. The proposed concrete is less toxic and could be prepared in block form instead of toxic lead blocks.
Glass frits for dielectric layers are mostly used for screen printing process. Several additives have already been known to be well matched with lead-oxide glasses system. The use of lead oxide, however, creates environmental problems, so many recent studies on lead-free glasses compositions have been carried out. A study of the suitability between additives and lead-free glass system is needed. In this study, we have used a screen-printing method to make thick films of lead-oxide glass and lead-free glass using different additives, and analyzed and compared the transmittance of the thick films.
To reduce the doming of the shadow mask due to thermal expansion and to prevent the color discrepancy, the electron reflecting layer with lead tungsten oxides on the electron gun side of shadow mask was formed by screen printing method and doming property was evaluated in CRT. First, the lead tungsten oxides were prepared by calcining the mixture of lead oxide and tungsten oxide above 600$^{\circ}C$. Second, the paste which has the anti-doming composition including the lead tungsten oxides was coated by screen-printing method. As a result, the doming of the shadow mask was reduced about from 30 to 45%.
Nuclear power plants (NPP) using Alloy 600 (Ni 75wt%, Cr 15wt%, Fe 10wt%) as a heat exchanger tube of the steam generator (SG) have experienced various corrosion problems by ageing such as pitting, intergranular attack (IGA) and stress corrosion cracking (SCC). In spite of much effort to reduce the material degradations, SCC is still one of important problems to overcome. Especially lead is known to be one of the most deleterious species in the secondary system that cause SCC of the alloy. Even Alloy 690 (Ni 60wt%, Cr 30wt%, Fe 10wt%) as an alternative of Alloy 600 because of outstanding superiority to SCC is also susceptible to leaded environment. An oxide on SG tubing materials such as Alloy 600 and Alloy 690 is formed and modified expanding to complex sludge throughout hideout return (HOR) of various impurities including Pb. Oxide formation and breakdown is requisite for SCC initiation and propagation. Therefore it is expected that an oxide property such as a passivity of an oxide formed on steam generator tubing materials is deeply related to PbSCC and an inhibitor to hinder oxide modification by lead efficiently can be found. In the present work, the SCC susceptibility obtained by using a slow strain rate test (SSRT) in aqueous solutions with and without lead was discussed in view of the oxide property. The oxides formed on Alloy 600 and Alloy 690 in aqueous solutions with and without lead were examined by using a transmission electron microscopy (TEM), an energy dispersive x-ray spectroscopy (EDXS), an x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and an electrochemical impedance spectroscopy (EIS).
식품오염 관련 중금속들의 에스트로겐성을 in vitro 와 in vivo 분석방법을 병행하여 평가하였다. 분석방법은 1) estrogen receptor dependent transcriptional expression 분석법, 2) E-screen assay 그리고, 3) 마우스 자궁비대시험 (uterotropic assay)을 사용하였다. 시험에 사용한 물질로는 $17\beta$-estradiol, diethylstilbestrol(DES), arsenic oxide, bis (tri-n-butyltin), cadmium chloride, chromium chloride, lead acetate, mercuric chloride을 사용하였다. Estrogen receptor dependent transcriptional expression 분석 결과, bis(tri-nbutyltin) > cadmium chloride > chromium chloride 순으로 에스트로겐성이 크게 나타났으며, mercuric chloride, lead acetate, arsenic oxide는 거의 나타나지 않았다. E-screen test 결과, bis(tri-n-butyltin) > cadmium chloride > chromium chloride 순으로 에스트로겐성이 크게 나타났으며, mercuric chloride, lead acetate, arsenic oxide는 거의 나타나지 않았다. 자궁비대시험 결과도 마찬가지로 bis(tri-nbutyltin), cadmium chloride, chromium chloride은 자궁중량 비대를 크게 초래하였으며, 반면에 mercuric chloride, lead acetate, arsenic oxide는 그러한 효과가 미약하거나 없었다. 세 분석방법 결과 bis(tri-n-butyltin), cadmium chloride, chromium chloride 순으로 에스트로겐성이 크게 나타났다. 이러한 결과는 최근 bis(tri-n-butyltin)과 cadmium chloride이 에스트로겐성이 있다는 다른 연구결과들과 잘 일치하며, 또한 크롬화합물도 에스트로겐성이 있다는 것을 새롭게 제시하고 있다. 본 연구는 세 단계 수준(전사활성화단계, 세포증식작용, in vivo assay)의 분석을 병행함으로써 수많은 중금속의 에스트로겐성을 효과적으로 평가할 수 있다는 것을 제시해주고 있다.
Alloy 600 (Ni 75 wt%, Cr 15 wt%, Fe 10 wt%) as a heat exchanger tube of the steam generator (SG) in nuclear power plants (NPP) has been degraded by various corrosion mechanism during the long-term operation. Especially lead (Pb) is known to be one of the most deleterious species in the secondary system causing outer diameter stress corrosion cracking (ODSCC). Oxide formation and breakdown is requisite for SCC initiation and propagation. Therefore it is expected that a property change of the oxide formed on SG tubing materials by lead addition into a solution is closely related to PbSCC. In the present work, the SCC susceptibility was assessed by using a slow strain rate test (SSRT) in caustic solutions with and without lead for Alloy 600 and Alloy 690 (Ni 60 wt%, Cr 30 wt%, Fe 10 wt%) used as an alternative of Alloy 600 because of outstanding superiority to SCC. The results were discussed in view of the oxide property formed on Alloy 600 and Alloy 690. The oxides formed on Alloy 600 and Alloy 690 in aqueous solutions with and without lead were examined by using a transmission electron microscopy (TEM), equipped with an energy dispersive x-ray spectroscopy (EDXS).
본 논문에서는 고농도의 중금속 (납, 구리)으로 오염된 세 가지의 토양을 대상으로 sequential extraction 방법을 사용하여 토양과 중금속의 차이에 따른 결합 특성을 밝혀내고자 하였다. 고농도의 납과 구리로 오염된 토양을 형태별로 추출하였을 때 토양의 특성과 중금속의 종류에 따라 다른 결과를 보였다. 납은 문화동 토양에서는 Carbonate 형태가 37.7%로 가장 높았고 농토는 Amorphous Fe oxide 형태가 23.9%, 공단 토양에서는 Exchangeable 형태가 22.9%로 나타났다. 이에 비하여 구리는 세 가지 토양에서 공통적으로 Organically bound 형태가 농토에서 26.1%, 문화동 토양은 20.4%. 공단 토양에서는 24.1%로 높게 나타났고 Carbonate 형태와 Amorphous Fe oxide형태의 비율도 높게 나타났다. 또한 Crystallized Fe oxide 형태와 Residuals 형태도 납보다 높은 비율을 나타냄으로서 구리가 납보다는 토양과 강한 결합을 형성하는 것으로 생각된다. 이러한 토양과 중금속의 결합 특성은 오염 토양의 복원시 유용한 자료가 될 수 있다.
The study aims to develop a novel, lead-free, flexible and lightweight composite shielding material against ionizing radiation. For this, it was used bismuth oxide (Bi2O3) in RTV-2 silicon matrix. The shielding tests were carried out in both diagnostic X-ray energies and intermediate gamma-ray energy range of up to 662 keV to determine the radiation attenuation properties of this material in terms of attenuation ratio, half value layer, tenth value layer, mean free path and lead equivalency of samples in weight of 30%, 40%, 50% in Bi2O3. In the diagnostic X-ray energy range, half value layer, tenth value layer and lead equivalency (in mm Pb) of the produced samples were measured at 80 and 100 kVp narrow beam conditions according to the requirements of EN IEC 61331-1 standard. The results show that lead equivalent values of the produced novel sheets was measured to be 0.16 mm Pb, corresponding to a 6 mm thickness of the flexible sample when it contains 30% wt. Bi2O3 in RTV matrix. The experimental findings for durability and flexibility also indicated that this new RTV-based flexible, lead -free shielding composite can be used safely for especially for manufacturing aprons, garments and thyroid guards used in mammography, radiology, nuclear medicine and dental applications in practice.
방사선 차폐 물질인 납을 대신하여 싸고 친환경적인 산화철, 알루미나로 차폐체를 제작 후 차폐체의 성능을 평가하고자 한다. 산화철과 알루미나 각각 석고와 혼합하여 차폐체를 제작 이후 X-ray Tube를 이용하여 석고보드, 납복과 비교하여 성능을 평가한다. 관전압에 변화를 주며 실험한 결과 알루미나의 차폐 성능은 석고보드보다 차폐 성능이 떨어졌으며 50%의 알루미나가 함유되었을 때 석고보드와 차폐 성능이 비슷하였다. 산화철은 약 75%가 함유되었을 때 납복의 차폐 성능과 비슷해졌다. 알루미나를 이용한 차폐체는 석고와 비슷한 차폐 성능을 보여줘 납 대체물질로 적합하지는 않다. 하지만 산화철은 납복과 비슷한 차폐 성능을 나타내어 향후 납을 대체하는 X선 차폐 물질로 활용이 가능하기에 추가 연구가 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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