• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권11호
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• pp.3996-4001
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• 2023

The High-flux Advanced Neutron Application Reactor (HANARO) produces radioisotopes (RIs) (¹³¹I, ¹⁹²Ir, etc.) through neutron irradiation on various RI production targets. Among them, ¹⁷⁷Lu and ¹⁶⁶Ho are particularly promising owing to their theranostic characteristics that facilitate simultaneous diagnosis and treatment. Prior to neutron irradiation, evaluating the nuclear heating of the RI production target is essential for ensuring the thermal-hydraulic safety of HANARO. In this study, the feasibility of producing ¹⁷⁷Lu and ¹⁶⁶Ho using irradiation holes of HANARO was investigated in terms of thermal-hydraulic safety. The nuclear heating rates of the RI production target by prompt and delayed radiation were calculated using MCNP6. The calculated nuclear heating rates were used as an input parameter in COMSOL Multiphysics to obtain the temperature distribution in an irradiation hole. The degree of temperature increase of the ¹⁷⁷Lu and ¹⁶⁶Ho production targets satisfied the safety criteria of HANARO. The nuclear heating rates and temperature distribution obtained through the in silico study are expected to provide valuable insight into the production of ¹⁷⁷Lu and ¹⁶⁶Ho using HANARO.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권1호
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• pp.147-159
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• 2024

Plutonium-238 has always been considered as the one of the promising radioisotopes for space nuclear power supply, which has long half-life, low radiation protection level, high power density, and stable fuel form at high temperatures. The industrial-scale production of ²³⁸Pu mainly depends on irradiating solid ²³⁷NpO₂ target in high flux reactors, however the production process faces problems such as large fission loss and high requirements for product quality control. In this paper, a conceptual design study of producing ²³⁸Pu in a multi-purpose high flux reactor was evaluated and analyzed, which includes a sensitivity analysis on ²³⁸Pu production and a further study on the irradiation scheme. It demonstrated that the target structure and its location in the reactor, as well as the operation scheme has an impact on ²³⁸Pu amount and product quality. Furthermore, the production efficiency could be improved by optimizing target material concentration, target locations in the core and reflector. This work provides technical support for irradiation production of ²³⁸Pu in high flux reactors.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제41권1호
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• pp.31-39
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• 2016

연구배경: 우리나라를 포함한 중국, 대만, 북한, 일본 등에서 원전, 재처리시설과 같은 원자력시설의 증가에 따라 주변국 핵활동 분석의 종합적 대책이 필요하다. 우리나라와 포괄적핵실험금지조약기구(Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization, CTBTO)는 동북아시아 지역에서 핵종 탐지소를 운영 중으로, 핵종탐지 장비에서 특이 값 측정시 모니터링 자료의 분석과 더불어 배출원 탐색모델을 이용하여 핵종의 기원이 어디인지 추정하고 평가하는 것은 주변국 핵활동에 대한 감시 및 안전성 확보 측면에서 중요하다. 재료 및 방법: 주변국의 은밀한 핵활동 시 방사성핵종의 기원을 추정하기 위하여 3차원 전진/후진형 궤적모델을 개발하였다. 개발된 궤적모델은 궤적 미분방정식을 유한차분법을 이용한 방법으로 주어진 바람자료를 이용하여 방사성핵종의 방출지점으로부터 입자의 궤적을 순차적으로 찾아가는 전진형 모델과 시간 역산으로 방출기원을 추정하는 후진형 모델로 구성되었다. 결과 및 논의: 개발된 궤적모델의 검증을 위하여 체르노빌 사고 당시 측정된 농도자료를 이용하였다. 검증결과 관측지점의 농도가 높게 측정된 지점과 방출기원에서 가까운 지역으로부터 시간 역산의 방출지점을 추정한 결과의 정확도가 높았다. 3차원 궤적모델은 방출시간, 방출높이, 방출간격 등의 변수에 의해 계산결과가 달라지는 불확도를 내포하고 있는데, 이러한 궤적모델의 불확도를 최소화하기 위해 한국원자력연구원에서 개발한 대기확산모델(long-range accident dose assessment system, LADAS)를 이용하여 fields of regards (FOR) 기법에 의해 오염물 방출영역을 추정한바 신뢰성 있는 결과를 얻었다. 결론: 본 연구를 통하여 개발된 배출원 탐색모델은 주변국의 은밀한 핵활동 시 핵종 탐지장비와 연계하여 방사성핵종의 방출지역과 기원을 파악하여 우리나라의 핵종탐지 능력을 향상하고 핵활동 및 방사선 안전 분야에서 주도적 역할을 할 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한핵의학회지
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• 제8권1_2호
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• pp.57-62
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• 1974

이 논문(論文)은 1973년(年) ICSH주최로 열린 panel에서 적혈구파괴(赤血球破壞) 장소(場所)를 결정(決定)하기 위한 생체(生體) 체표계측법(醫表計測法)의 표준화(標準化)에 관(關)한 토론(討論) 결과(結果)를 초록(抄錄)한 것이다. 체표계측(體表計測)은 체외(體外)에서 계측기(計測器)를 이용(利用)하여 각(各) 장기(臟器)에서의 방사표지물질(放射標識物質)의 분포(分布) 및 시간경과(時間經過)에 따른 변화(變化)를 측정(測定)하는 것으로서 $^{51}Cr$를 사용(使用)하여 적혈구수명(赤血球壽命)을 측정(測定)할 때 간(肝), 비(脾), 심장(心臟)의 방사능(放射能)을 계측(計測)한다. 이 방법(方法)은 각(各) 장기(臟器)에서의 적혈구파괴(赤血球破壞)의 정도(程度)를 예측할 수 있다. 특(特)히 용혈성(溶血性) 빈혈환자(貧血患者)에서 비장적출(脾臟摘出) 여부를 결정(決定)하는데 도움이 된다. 이 panel에서는 주(主)로 오차(誤差)의 원인(原因)이 되는 여러가지 요인(要因)에 대(對)하여 토론(討論)하였으며 일반적으로 다음과 같은 것에 의견(意見)의 일치(一致)를 보았다. 즉(卽) 비장(脾臟)의 위치(位置)는 $^{99m}Tc$로 비주사(脾走査)를 실시하여 결정(決定)하는것이 좋고, $^{51}Cr$은 체중(體重) 1kg당 $1.5{\mu}Ci$를 사용하여, 계측기(計測器)는 NaI crystal(직경이 5cm이상, 두께가 3.75cm이상)의 scintillation doctor를 사용하고, 계측(計測)은 $^{51}Cr$로 표지(標識)된 적혈구(赤血球) 주입후(注入後) 15분(分) 이후(以後)에 하고 다음날 계측(計測)한 후(後) 2주(週) 동안에 적어도 6번 계측(計測)한다. Data 처리는 excess count법(法)과 비(脾)와 간(肝)의 비(比)로서하는 것이 좋다.定値)에 차이(差異)가 있어 그 결과(結果)의 해석(解釋) 및 비교(比較) 검토(檢討)에 적지않은 난점(難點)이 생겨 표준화(標準化)된 공통적(共通的)인 방법(方法)의 사용(使用)이 중요(重要)하다는 사실(事實)이 인식(認識)되게 되었다. 1966년(年) 호주(濠洲)의 Sydney에서 개최(開催)되었든 제11차(第11次) 국제혈액학회(國際血學會)때 열린 제4차(第4次) International Committee for Standardization in Haematology(ICSH)에서 Diagnostic Applications of Radioisotopes in Haematology에 관(關)한 expert panel을 갖을것을 의결(議決)하여 다음과 같은 12명(名)의 위원(委員)이 결정(決定)되었으며 위원회(委員會)의 의장(議長)에 Dr. Szur, 총무(總務)에 Dr. Glass가 각각(各各) 선임(選任)되었다. 그간(間) 1967년(年) 영경(英京) London에서 첫 회합(會合)이 있은후(後) New York, Vienna(IAEA후원(後援)) Brthesda(NIH후원(後援))에서 전문위원회(專門委員會)를 갖고 적혈구수명측정법(赤血球壽命測定法)에 관(關)한 의견(意見)의 일치(一致)를 보았다. ICSH와 국제혈액학회(國際血學會)에서는 이번에 결정(決定)된 적혈구수명측정법(赤血球壽命測定法)을 널리 소개(紹介)하며, 측정법(測定法)과 얻어진 결과(結果)의 해석(解釋)에 표준화(標準化)를 기(期)할 목적(目的)으로 이에 연관성(聯關性)있는 전문지(專門誌)에 게재(揭載)할 것을 요청(要請) 받었기에 이에 전문(全文)을 소개(紹介)하는 바이다. 이들은 방사성(放射性) chromium 법(法)의 모든 세부적(細部的)인 면(面)을 표준화(標準化)하고 있으며 그간(間) 가장 논란(論難)의 대상(對象)이 되었던, $^{51}Cr$-표지방법(標識方法)에 있어서의 세가지 변법(變法),

• 한국방사선학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.213-219
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• 2013

현재 국내에서 가동 중인 싸이클로트론센터는 약 35개소에 이르며, 대부분의 싸이클로트론 센터는 주로 핵의학검사용 악성종양 추적자인 $^{18}FDG$ 등과 같은 방사성의약품을 생산하고 있다. 18F을 생산하기 위한 타겟으로서 산소동위원소비($^{18}O/O$)가 98%정도인 고농축 $H_2{^{18}}O$를 사용하고 있다. 고농축 $H_2{^{18}}O$는 1 gram당 가격이 약 60~70 USD 정도로 매우 고가이나 100% 수입에 의존하고 있는 상황이다. 양성자 빔 조사 전의 타겟(고농축 $H_2{^{18}}O$)은 비방사성이다. 하지만, "사용후 $H_2{^{18}}O$"는 불순물들의 방사화에 의해 방사능을 띄게 되므로 방사선안전 법규에 따라 적절한 관리가 이루어져야 한다. 최근의 핵의학검사 건수의 증가에 따라 사용 후 O-18의 발생량이 증가하고 있음에도 불구하고 국내에서는 현재까지 이에 대한 방사화분석이 이루어지지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 $^{18}F$생산을 위해 양성자조사를 하고 난 타겟, 이른바 "사용후 O-18 water"의 방사화 분석을 실시하여 핵종별 방사능농도(Bq/g)를 확인하고자 하였다. 세 곳의 서로 다른 싸이클로트론 센터에서 보관 중인 "used $H_2{^{18}}O$" 중 20g 씩을 채취한 3개의 시료에 대해 방사화분석을 실시하였으며, 분석결과 사용후 O-18 water는 감마선 방출 방사성핵종인 $^{56}Co$, $^{57}Co$, $^{58}Co$, $^{54}Mn$ 등과 베타선 방출핵종인 $^3H$을 상당량 포함하고 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 모든 시료에서 3H은 규제면제 농도 이하인 반면, 한 개 시료는 핵종별 규제면제농도 이상의 감마선 방출핵종을 포함하고 있음을 확인하였다. 시료에 포함된 감마선 방출핵종의 방사능 농도(Bq/g)는 조사 후 보관기간의 차이에 따라 달랐으며, 향후의 추가적인 연구가 더 필요하다고 판단되지만, 본 연구의 결과는 "사용후 O-18 water"의 합리적인 관리방안 수립을 위한 근거 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 핵의학기술
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• 제17권1호
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• pp.25-29
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• 2013

SPECT/CT에서 140 kVp를 사용하는 CT 평균 에너지를 60 keV로 가정하고, CT 평균 에너지와 $^{201}Tl,\;^{99m}Tc,\;^{131}I$의 각기 다른 3가지 에너지를 서로 비교하여 감쇠 보정과 산란 보정의 정확도를 평가하고자 한다. Cylindrical phantom 에 $^{201}Tl$은 55.5 MBq (2 mCi), $^{99m}Tc$은 281.2 MBq (7.6 mCi), $^{131}I$은 96.2 MBq (2.66 mCi)를 주입하고 장비는 GE사의 Hawkeye 4 SPECT/CT를 사용하였다. 모든 SPECT는 frame 당 약 50 kcounts, CT는 140 kVp, 2.5 mA로 하여 영상을 얻었다. 영상은 OSEM (iteration: 2, subset: 10)으로 재구성하였고, 이때 감쇠 보정 적용 유무, 산란 보정 적용 유무를 서로 비교했다. 전체 phantom 영상의 uniformity를 모두 측정하고, center to peripheral ratio (CPR)를 구하여 평가하였다. $^{201}Tl$과 $^{99m}Tc$의 재구성 영상에 감쇠 보정만 적용한 경우 약 10-20% 정도 uniformity가 향상되지만, SC만 적용한 경우에는 약 2% 감소하였다. $^{131}I$의 uniformity는 감쇠 보정과 산란 보정을 모두 적용한 경우에 조금 향상되었다. 또한 CPR은 $^{201}Tl$과 $^{99m}Tc$에서 감쇠 보정만 적용한 경우에 1에 가까웠고, $^{131}I$의 영상에서는 감쇠 보정만 적용한 경우 1에 가깝지 않은 결과가 나타났다. SPECT/CT에서 140 kVp의 CT 평균 에너지를 60 keV이라고 가정했을 때, 대체적으로 에너지가 낮은 $^{201}Tl$과 $^{99m}Tc$은 감쇠 보정만 적용한 경우에 uniformity가 향상되었고, 에너지가 높은 $^{131}I$ 은 감쇠 보정과 산란 보정을 모두 적용한 경우에만 향상되었다.

• 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.

• 대한암한의학회지
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• 제16권1호
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• pp.41-53
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• 2011

Background and Objectives: Iodine is an essential constituent of the thyroid hormones associated with the growth and development of humans and animals as an inorganic nutrition. This element may be accumulated in human blood, tissues and body through the intake of foodstuffs, a beverage, a nutritional supplement and a medicine, among others. The aim of the research is to find out a better medicinal stuff for the thyroid cancer patient who required a low level of iodine diet. Methods: Neutron activation analysis (NAA) used for the iodine analysis is one of nuclear analytical techniques using radiation and radioisotopes and very useful as sensitive analytical technique for performing both qualitative and quantitative multi-elemental non-destructive analysis of major, minor and trace components in variety of environmental and biological materials. In this study, iodine contents in ten kinds of oriental herb medicinal products, which is frequently used to cancer patients are determined by using instrumental neutron activation analysis (INAA) at the HANARO research reactor. The samples prescribed are manufactured as powdered form for taking medicine easily. The analytical quality control is performed to assure an uncertainty of the measurement and to compensate the measured data using a biological certified reference material, NIST SRM 1572, Citrus Leaves. The measured value is $1.89{\pm}0.35mg/kg$, and the relative error is 2.88%, and relative standard deviation is 19 % due to high counting error by small counts of gamma ray spectrum. The standard deviations for other elements such as Cl, K, Mn and Na were in the range of 2 to 8%. Result: The level of iodine contents of Biki-huan, Chungryong-huan and Chungcho-huan, samples detected is less than 6 mg/kg except Hangam Plus sample (more than 210 mg/kg) and six samples were not detected. Iodine in the samples of Shoxiho-tang, Shopunghualhyl-tang, Shocungryong-tang, Banhasaxim-tang, Insampaedox-san and Myunyuk Plus were not measured, but possible level of content can be estimated from the detection limits. In addition, the concentrations of some major elements like Cl, K, Mn, Na, in the samples were determined with the detection limits. Conclusions: Most of samples showed low iodine contents of less than 6 mg/kg but it turned out that most of testing samples can be used to classify the level of iodine diet samples considering the recommended low level of iodine diet 50 ${\mu}g$/day, and a better medicinal stuff for the thyroid cancer patient can be found.

• Journal of Magnetics
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• 제19권3호
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• pp.248-254
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• 2014

The purpose of this study is to figure out how uptake counts of technetium ($^{99m}Tc$) among radioisotopes in the human body are affected if computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI) and isotope examination are performed consecutively. $^{99m}Tc$ isotope material, iodinated contrast media for CT and paramagnetic contrast media for magnetic resonance (MR) were used as experimental materials. First, $^{99m}Tc$ was added to 4 cc normal saline in a test tube. Then, 2 cc of CT contrast media such as $Iopamidol^{(R)}$ and $Dotarem^{(R)}$ were diluted with 2 cc normal saline, and 2cc of MRI contrast media such as $Primovist^{(R)}$ and $Gadovist^{(R)}$ were diluted with 2 cc normal saline. Each distributed contrast media was a total of 4 cc and included 10m Ci of $^{99m}Tc$. A gamma camera, a LEHR (Low energy high resolution) collimator and a pin-hole collimator were used for image acquisition. Image acquisition was repeated a total of 6 times and 120 frames were obtained and uptake counts of $^{99m}Tc$ were measured (from this procedure). In this study, as a result of measuring the uptake counts of $^{99m}Tc$ using the LEHR collimator, the uptake counts were less measured in all contrast media than normal saline as a reference. In particular, the lowest uptake counts were measured when $Gadovist^{(R)}$, contrast media for MRI, was used. However, the result of measuring the uptake counts of $^{99m}Tc$ using the pin-hole collimator showed higher uptake counts in all contrast media, except for $Iopamidol^{(R)}$, than normal saline as a reference. The highest uptake counts were measured particularly when $Primovist^{(R)}$, contrast media for MRI, was used. In performing the gamma camera examination using contrast media and $^{99m}Tc$, it is considered significant to check the changes in the uptake counts to improve various diagnosis values.

• Journal of Plant Biology
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• 제12권3호
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• pp.15-25
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• 1969

To investigate the radiation effect of P-32 on the soybean plants, the seeds treated with various levels of P-32 solution were sown and cultured in the pots. The growth of the plants and the contents of the macroelements were observed and the following results were obtained. 1) The linear growth of the plants at the early stage seemed to have been promoted by the low-level P-32 treatemnt. At the later growing stage, however, this difference among treatments were less conspicuous. 2) The plants of high level P-32 application showed some growth damaging symptom at the early growing stage. Later this damage was recorded as the time went on and these plants showed even better growth than the control. As a result at the late growing stage, they ensued highest growth. 3) The plants showed in general more growth at the low activity level than at the high-level at the early growing stage. At the late stage, however, the high-level activity promoted more growth than the low-level. 4) At the early growing stage P-32 treatment produced in general significantly more lower than control. At the later stage, however, this difference was not clearly seen. 5) The P-32 treatment seemed to have stimulated earlier florescence and this tendency was more clearly observable eapecially at the high activity level. 6) The weight of the air-dried seeds tended to be increased through P-32 treatment by 10-45%. This tendency was clearly observed especially at the low-level activity. 7) As for the contents of the various macroelements in the leaves, the nitrogen showed significantly larger contents at the middle level(S1) P-32 treatments. The phosphorous contents showed also highest at the middle levels activity and lower both at the high and low-activity levels. The potassium contents was proved, on the contrary, higher at the low-level activity and lower at the high-level. 8) The nitrogen contents in the stems was found significantly higher than control, except at the low-activity level. The phosphorous showed higher contents at the low-activity level and no significant difference at the high-activity level. As for the contents of potassium, calcium and magnesium, three seemed no significant difference among treatments. However, the magnesium showed somewhat higher content at the low-activity level, whereas the calcium was proved high than control. 9) The inorganic contents in the root showed that N and P in the P-32 treated plant were significantly higher than the control and the K-contents was, on the contrary, significantly higher at the control than the rest of the treatments. As for the calcium and magnesium there showed no difference among all treatments.