전자파 차폐특성 측정방법의 일환으로 매질의 전기전도도로부터 차폐효과를 정성적 수준에서 예측하는 연구를 수행하였다. 사용된 시편은 전도성 금속 (Cu, Ni)이 피복된 망사형 차폐재로 두께는 0.1 mm 정도이고, 전기전도도는 6.4$\times$10~2.4$\times$10(sup)5 mhos/m 범위 값을 가졌다. 물질상수와 시편의 두께로 표시되는 반사손실 및 흡수손실의 이론식을 도출하고 상기 시편에 대해 차폐효과를 계산하였다. 전도성 피복재의 경우 주된 차폐기구는 반사손실임을 밝힐 수 있었으며, 전기전도도가 증가함에 따라 차폐효과는 현저히 증가함을 알 수 있었다. 이들 이론치를 임피던스 실측치로부터 계산된 반사손실과 비교한 결과 10 dB 이내의 오차를 보임으로써 제안한 분석방법의 타당성을 입증하였다.
In order to further meet the requirements of weight, volume, and dose minimization for new nuclear energy devices, the bare-bones multi-objective particle swarm optimization algorithm is used to automatically and iteratively optimize the design parameters of radiation shielding system material, thickness, and structure. The radiation shielding optimization program based on the bare-bones particle swarm optimization algorithm is developed and coupled into the reactor radiation shielding multi-objective intelligent optimization platform, and the code is verified by using the Savannah benchmark model. The material type and thickness of Savannah model were optimized by using the BBMOPSO algorithm to call the dose calculation code, the integrated optimized data showed that the weight decreased by 78.77%, the volume decreased by 23.10% and the dose rate decreased by 72.41% compared with the initial solution. The results show that the method can get the best radiation shielding solution that meets a lot of different goals. This shows that the method is both effective and feasible, and it makes up for the lack of manual optimization.
전자파(EMP)는 고출력 전자파의 총칭으로 핵무기에서 발생하는 EMP, 비핵 EMP, 자연현상에 의해 발생하는 EMP로 분류된다. 전자파는 통신기기, 휴대폰, 컴퓨터, TV, 교통수단 등 전자기적 요소를 지닌 모든 전자장치에 치명적인 손상을 줄 수 있는 수단이다. 본 연구에서는 탄소 재료를 이용한 EMP 차폐 무기 도료 개발을 위해 탄소 재료의 종류와 함량에 따른 도료의 EMP 차폐성능 평가를 수행하였다. 도료 제조에 사용된 원재료들의 상용성 및 분산성 향상을 분석하기 위해 약 27종의 배합으로 총 2회에 걸쳐 실험을 진행하였고, 전기저항 측정법을 이용하여 EMP 차폐 효과를 평가하였다. 본 연구를 통해 개발된 EMP 차폐 도료를 차폐 콘크리트에 적용한 결과 약 25 dB에서 최대 40 dB까지 차폐성능이 향상되는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 EN50289 규격에 따른 동축케이블의 전달 임피던스 측정을 이용하여 여러 가지 통신 케이블의 차폐 특성을 분석하였다. EN50289 규격에서의 전달 임피던스 측정 방법은 CENELEC(European Committee For Electrotechnical Standardization)에서 규정한 Triaxial 방법이며, IEC Standard 96-1에서 규정한 Triaxial 방법과 달리 측정하고자 하는 동축케이블과 외부 도체의 직경에 관계없이 동축케이블의 전달 임피던스를 측정할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 EN50289 규격에 따른 동축케이블의 전달 임피던스 측정장치를 설계/제작하였으며, 이것을 이용한 실험 결과를 통해 측정 시스템의 신뢰할만한 주파수 대역을 결정하였고, 동축케이블의 쉴딩 기법의 차이에서 오는 영향에 대하여 분석하였다. 전달 임피던스 측정 결과, 케이블의 쉴딩 기법에 따라 전달 임피던스의 상당한 차이가 있음을 보였다. 또한, RG-58 통신용 케이블의 전달 임피던스 이론식에 의한 계산값과 측정값의 비교를 통하여 측정된 데이터가 유효함을 보였다.
북한은 최근 핵무기의 일반적인 열, 폭풍, 방사능 피해가 아닌 전자 장비를 무력화시키기 위한 고고도 전자기파 탄을 개발 중인 것으로 예측되고 있다. 현재 군용 목적으로 사용되고 있는 HEMP 차폐 시설 중 차폐 판의 경우 전자파 차폐 효과가 뛰어난 금속 판이 사용되고 있으나 이러한 금속판들은 차폐 시설 제작 시 용접 부위에서의 전자파 유입 가능성 등 시공상의 어려움과 높은 비용이 문제시 되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서 차폐 시설을 따로 구축하지 않고 콘크리트 구조물 자체로써 전자파 차폐 효과를 확보하기 위하여 콘크리트 실험체에 전기전도성이 높은 재료를 혼입하였다. 또한, 실험체 중 가장 높은 차폐효과를 보인 2가지 수준과, 가장 낮은 차폐 효과를 보인 2가지 수준에 $100{\mu}m$ 아연-알루미늄 합금 금속용사 피막을 적용하였다. 실험 결과 전기전도성이 높은 재료를 혼입한 실험체는 MIL-STD-118-125-1 규격 최소 차폐 기준을 만족하지 못하였으나, 금속용사 피막을 적용한 실험체에서는 모두 최소 차폐 기준을 만족하였다. 결론적으로, $100{\mu}m$ 아연-알루미늄 합금 금속용사 피막이 HEMP 차폐에 높은 효율성을 가지고 있다고 판단된다.
본 논문에서는 버려지는 전기로산화슬래그를 재활용하여 차폐용 콘크리트를 제작하는데 있어 필요한 차폐효과 측정방법에 대하여 연구하였다. 차폐용 콘크리트 블록의 전자파 차폐효과를 측정하기 위한 시스템의 결과와 실제 콘크리트로 구축된 건축물의 차폐효과를 비교하여, 소형화된 콘크리트 블록의 전자파 차폐효과 측정 시스템의 유효성을 검증하였다. 콘크리트 건축물의 크기는 2.9 × 2.9 × 3.4m이고 콘크리트 블록은 0.3 × 0.3 × 0.2m로 차폐효과 측정 방법은 MIL-STD-188-125-1을 준용하였다. 비교하여 위하여 사용되는 주파수 대역은 600MHz - 2GHz이고 비교되는 콘크리트의 구성은 일반적인 콘크리트와 전기로산화슬래그가 포함된 콘크리트이다. 콘크리트 구조물의 경우에는 구조적 안전성을 위하여 철근이 15cm 간격으로 설치되어 있지만, 철근의 전자파 특성을 주파수가 증가할수록 차폐효과 특성이 점점 감소하기에 두 비교대상의 측정결과에서 약간의 차이가 발생하였다. 결론적으로는 콘크리트 블록을 통한 차폐효과 측정결과는 건축물을 만들었을 때의 결과와 유사하여, 전자파 엔지니어링 설계에 충분히 활용할 수 있을 것으로 생각되고 표준시편을 활용한 콘크리트의 차폐효과 측정 시스템이 유효함을 검증하였다.
인공위성에서의 우주방사선 차폐계산을 위한 근사계산 방법으로 sectoring method를 적용하는 방법과 chord-length 분포를 이용하는 방법을 상세 계산 결과와 비교하였다. 저 궤도 위성인 우리별 1호를 대상으로 양성자의 차폐계산을 수행하였다. 이때 방사선환경은 AP-8 model을 이용하여 구한 SAA(South Atlantic Anomaly)지역으로 가정하였다. Sectoring method와 chord-length 분포를 이용하는 방법은 양성자가 물질내에서 직진한다는 기본적인 가정을 사용하므로 3차원 상세계산 결과와 비교하여 어느 정도의 오차를 갖는다. 그러나 우리별 1호를 대상으로 수행된 계산 결과에서 두 계측기 위치에서의 피폭량 예측은 2가지 근사모델이 모두 상세계산 결과와 근사하게 일치하였다.
In the present study, radiation shielding and protection ability of prepared Flyash-lime-Gypsum (FaLG) bricks has been studied in terms of energy exposure build up factors and dose parameters. The energy exposure build up factors of Flyash-lime-Gypsum (FaLG) bricks have been calculated for the energy range of 0.015 MeV-15 MeV and for penetration depth upto 40 mfp directly using a new and simplified Piecewise Linear Spline Interpolation Method (PLSIM). In this new method, the calculations of G.P fitting parameters are not required. The verification and accuracy of this new method has been checked by comparing the results of exposure build up factor for NBS concrete calculated using present method with the results obtained by using G.P fitting method. Further, the relative dose distribution and reduced exposure dose rate for various radioactive isotopes without any shielding material and with Flyash-lime-Gypsum (FaLG) bricks have been calculated in the energy range of 59.59-1332 keV. On the basis of the obtained results, it has been reported that the prepared Flyash-lime-Gypsum (FaLG) bricks possess satisfactory radiation shielding properties and can be used as environmentally safe storage facilities for low level nuclear waste.
For the development of electro magnetic shielding materials by use of the conductive polymer, measuring technique related to their shielding effect should be well established. For this propose, several commercialized techniques based on different conception have been well compared in order to adopt appropriate method to our materials under development and then, flanged coaxial holder type fixture device has been fabricated and tested satisfied performance has been obtained showing over 90dB in dynamic range with accuracy of +/-2dB.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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