Carbon is not only an essential element for life but also a key player in climate change. The radiocarbon (14C) analysis using accelerator mass spectrometry (AMS) is a powerful tool not only to understand the carbon cycle but also to track pollutants derived from fossil carbon, which have a distinct radiocarbon isotope ratio (Δ14C). Many studies have reported Δ14C of carbon compounds in streams, rivers, rain, snow, throughfall, fine particulate matter (PM2.5), and wastewater treatment plant effluents in South Korea, which are reviewed in this manuscript. In summary, (1) stream and river carbon in South Korea are largely derived from the chemical weathering of soils and rocks, and organic compounds in plants and soils, strongly influenced by precipitation, wastewater treatment effluents, agricultural land use, soil water, and groundwater. (2) Unprecedentedly high Δ14C of precipitation during winter has been reported, which can directly and indirectly influence stream and river carbon. Although we cannot exclude the possibility of local contamination sources of high Δ14C, the results suggest that stream dissolved organic carbon could be older than previously thought, warranting future studies. (3) The 14C analysis has also been applied to quantify the sources of forest throughfall and PM2.5, providing new insights. The 14C data on a variety of ecosystems will be valuable not only to track the pollutants derived from fossil carbon but also to improve our understanding of climate change and provide solutions.

본 연구에서는 방사성동위원소 추적자 실험을 통해서 산화아연 또는 두 종류의 은나노물질로 오염시킨 토양에서 지렁이 (Eisenia fetida)의 금속축적과 제거율을 비교하였고, 이들을 이온상의 Ag와 Zn으로 처리한 대조구와 비교하였다. 추가적으로 토양의 금속을 다단계추출법 (sequential extraction method)을 이용하여 금속의 결합 형태로부터 생물이용도 (bioavailability)를 예측하고 실제 생물축적 (BAF, bioaccumulation factor)과 비교하였다. ZnO 처리구의 BAF (0.06)는 아연이온 처리구 BAF (1.86)보다 31배 낮았는데, 이는 토양에서 ZnO의 생물전이가 매우 낮음을 제시해 준다. 한편, 은의 BAF는 금속의 오염 형태에에 무관 하게 0.11~0.17의 범위를 보였다. 다단계추출법을 통해서 아연이온 처리구의 아연은 토양에 비교적 약한 결합을 하 는 형태 (mobile fraction)에 35% 분포하여 아연이온처리구 값 (<20%)보다 높았고, 이는 전자의 더 높은 BAF와 일치 한다. 하지만, ZnO 처리구의 다단계추출은 생물이용도나 BAF를 잘 예측하지 못했으며 이는 ZnO가 토양에서 아연 이온과 지화학적으로 다른 거동을 하기 때문으로 추정된다. 지렁이 체내에 축적된 은의 제거율 (3.2~3.8% d-1)은 아연의 제거율 (1.2~1.7% d-1)보다 2~3배 더 높았다

RTG (Radioisotope Thermoelectric Generator) is a power generation system producing electricity by converting the thermal energy gained from shielding radioisotope. RTG generates power without being charged from outside and as it utilizes radioisotope, RTG mainly serves as an energy source operated for a specific purpose in environment hardly accessible by human. Its design structures vary according to its purpose of operation, thermal source of operation and environment of operation. Since RTG is a power generation system, it should have the highest power efficiency with limited heat source. In this study, heat transfer analysis was implemented to investigate diverse design factors influencing the insulation system of RTG for aerospace use. Design factors considered in this study were silver coating, number of radiation shields inside vacuum insulation and supporter material. As a result, it was found that, depending upon design factors, insulation efficiency increased by 9.3% and finally insulation efficiency of RTG v2.0 was estimated at 84.3%.

본 연구의 목적은 임상의 핵의학, PET 진단 분야에서 진단 시에 사용되는 방사성 동위원소 중 18F를 이용하여 납가운의 두께 별 에너지스펙트럼을 측정하고 납가운 0.3, 0.5mmPb에 대한 차폐율을 측정하고자 하였다. 에너지 스펙트럼 측정의 경우 자체 제작한 방법으로 측정하였고 차폐율 및 선량 측정의 경우 납가운과 선원의 거리에 대 해 선원과 측정기에 대해 납 가운의 위치를 달리 하여 3가지 조건으로 나누어 각각 20회씩 측정을 하여 평균값을 산출하였다. 에너지 스펙트럼 상에서는 납가운을 위치하 였을 때 본래 방사성 동위원소로부터 방출되는 에너지 외의 에너지 피크영역이 측정 되었고 차폐율 및 선량측정에서는 방사성동위원소 18F은 납가운을 이용하여 차폐를 할 경우 차폐율이 매우 미비하거나 음수의 값이 측정되었다.

본 연구는 예비 중등교사들을 대상으로 지구 내부에서의 방사성 동위원소에 대한 예비 중등교사의 대안개념의 구조를 이해하는 것이다. 그들의 대안개념의 구조를 Lakatos의 방법론을 기준틀로 한 Niaz(1998)의 제안을 사용하여 분석하였다. 이 연구는 사범대학 과학교육과 3∼4학년 17명을 대상으로 하였다. 연구 방법으로는 개방형 질문지법(open-ended written questionnaire)을 사용하였다. 연구 결과, 예비 중등교사들은 지구내부에서 방사성 동위원소의 붕괴의 설명은 지층의 높은 열과 압력이 그들의 대안개념에 가장 큰 영향을 주고 있었다. 또한 우리가 제안한 과학개념구성을 위한 과학 철학적 수업전략에 따른 그들의 개념변화를 조사하였다.

본 실험은 내충성품종을 선별하는 데 방사성동위원소인 P-32의 이용성을 검토하기 위해서 흰등멸구에 대해 기왕에 저항성 및 감수성으로 판정되어 있는 10개 품종을 선별하여 섭식량과 식이선호성간의 관계를 조사중 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 약충의 식이선호도와 P-32 섭식량간에는 밀접한 관계가 있었다. 2. 수칭유묘를 표식할 때는 근부와 엽의 길이 및 수를 일정하게 한 후 침적시키는 것이 P-32의 균일성을 인정할 수 있었다. 3. 내충성 검정시 공시충은 성충을 이용하는 것이 약충을 이용하는 것 보다 품종간에 상대적인 비교가 용이하였다.

멸구류에 대한 수도품종 저항성 검정방법을 개발하고저 방사성 동위원소 를 이용하여 본 시험을 수행하였다. 전편에서 얻어진 결과를 활용하여 멸구별, 멸구충태별, 접종시간별 벼멸구 흡즙량 차이와 품종별 벼멸구 흡즙량을 조사한 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 가. 벼멸구, 흰등멸구, 애멸구 순으로 흡즙량이 많았으며 암컷이 숫컷보다 공시멸구류 모두 흡즙량이 많았다. 나. 벼멸구의 각태별 흡즙량은 성충, 5령충, 성충), 4령 순으로 많았으며 충접종시간은 접종 24시간48시간에서는 일정한 흡즙령을 나타냈다. 다. 벼멸구의 벼품종별 흡즙량은 저항성 품종인 밀양 47호에서는 839 CPM인 반면 감수성 품종인 TN 1에서는 88,603 CPM을 나타 내었다. 따라서 본시험에서의 검정방법과 유묘집단검정방법과는 일치하였다.

멸구류에 대한 품종저항성 검정법을 개발하고자 동위원소 를 이용 식물체를 통하여 충체에 이행된 방출량을 G.M. Counter로 조사하므로서 저항성 정도를 판별하기 위한 연구중 일차적으로 다음과 같은 결과를 얻었다. 가. 공시기구 개발 : 공시기구 개발을 위해 4가지 형의 기구를 공시하였는데 B,C,D형 기구는 공시법과 용액과 분리된 시험기구로서 이중 D형이 가장 취급이 간편하며 안전하게 의 흡즙량을 조사할 수 있었다(Fig. 1). 나. 의 적정량 : 식물체에 흡수시킬시 2Ml 까지 비슷한 경향을 보였으나 흡즙시간의 경과에 따라서 용액을 식물체가 흡수하여 차츰 적은 량으로 되어 뿌리의 활력에 따라서 개체간 흡수량의 차이가 생길 우려가 있어 의 용액이 요구되었다. 의. 의 방사능 세기 : 까지는 충체에 미치는 영향이 없었으며 처리별로 각각 충분한 CPM의 방사능을 나타내었기에 내외의 방사능 세기가 멸구류 검정시 효과적으로 본다. 라. 충표식방법 및 충탈피각내 잔류량 : :식물성의 흡수를 통한 표식이 효과적이었으로 충탈피각내에는 잔류량이 거의 없는 것으로 나타났다.

본 연구는 고용량 131I 치료 후 방사선원이 된 퇴원 환자로부터 나오는 방사선 피폭에 관해 외부 선량률 을 측정하고, 그에 따른 피폭선량을 예측하는 것이 목적이다. 200 mCi 이상 고용량 131I 치료를 받은 30명의 환자에서 구리링 3개를 이용하여 환자로부터 거리 및 방위각에 따른 선량평가를 시행하였다. 정확한 방사 선 계측을 위하여 GM 계측기를 이용하여 2명의 측정자가 방위각 8 포인트와 거리 변화를 주며 계측하였 다. 측정값을 기반으로 3가지 예측 시뮬레이션을 설정하여 불특정 다수 일반인에 대한 피폭선량을 계산하 였다. 1m 높이에서 방위각에 따른 외부 선량률이 가장 높은 부위는 0도이다. 거리에 따른 선량률은 거리별 방위각의 선량률 평균값을 사용하였다. 거리에 따른 외부 선량률의 최고치는 50, 100, 150 cm에서 각각 214 ± 16.5, 59 ± 9.1 μSv/h, 38 ± 5.8 μSv/h 이다. 고용량 131I 치료 환자가 대중교통을 이용해서 5시간 이동할 때 반경 50 cm 지점의 옆좌석에 안은 불특정 일반인이 받을 수 있는 피폭선량은 1.14 mSv이다. 소변 통 (urin bag)을 착용한 퇴원환자로부터 100 cm 거리에서 4일 동안 간병인이 받을 수 있는 최대 피폭선량은 6.5 mSv이다. 퇴원 환자 귀가로 인해 7일 동안 150 cm 거리에서 보호자가 받을 수 있는 최대 피폭선량은 1.08 mSv이다. 개발된 예측 모델링으로 불특정 131I 치료 환자의 주변 일반인에게 적용하였을 때 연간 선량 한도 를 단시간에 초과하는 수준이었다. 따라서 본 연구를 통해 현행 고용량 131I 치료 환자의 퇴원 후 주변의 일반인의 방호체계의 합리적인 가이드라인을 제시하는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

현대의학에서 핵의학 검사는 암의 진단에 많이 이용된다. 방사선 작업종사자가 개봉 방사성동위원소를 사용할 때 방사선 피폭에 노출된다. 환자에게 방사성동위원소를 투여할 때 방사선 작업종사자가 받는 피폭 선량을 감소시키는 방법을 연구하였다. 납 차폐소재를 이용하여 연당량 0.2 mmPb, 300 mm × 500 mm × 15 0 mm 크기로 차폐기구를 제작하였다. 차폐기구의 사용 유무, 실린더를 차폐기구와 함께 사용하였을 때 3가지 실험방법으로 갑상선, 가슴, 생식선의 흡수선량을 나노닷으로 측정하였다. 생식선 위치에서 0.908 mG y가 측정되었고, 실린더와 제작한 차폐기구를 함께 사용하였을 때 20.8% 감소한 0.719 mGy로 가장 큰 피폭 저감이 나타났다. 방사선 작업종사자가 받는 1년 예상 유효선량은 1.223 mSv로 가슴부위가 가장 높았으며 실린더와 차폐기구를 함께 사용하였을 때 0.994 mSv로 감소하였다. 방사성동위원소를 환자에게 투여할 때 제작된 차폐기구만을 사용하여도 방사선 작업종사자의 피폭을 감소시킬 수 있음을 확인하였다.

Co-60 및 Ir-192 등의 방사성 동위원소가 비파괴 검사(Non-Destructive Test; NDT) 등의 분야에서 널리 쓰 임에 따라 방사선 안전관리가 매우 중요시되고 있다. 본 연구에서는 요오드화수은(Mercury(Ⅱ) Iodide; HgI2) 의 선원추적 시스템 적용 가능성을 평가하였다. HgI2로 제작된 Unit cell 센서의 신뢰도 검증을 위한 전기적 특성평가를 수행한 후, 방사선에 대한 센서의 위치의존성을 분석하고, Planning system의 선량 분포와 비교 하였다. 평가결과, R-sq>0.99 이상의 선형성과 CV<0.015 이하의 재현성을 보이며 신뢰도가 높은 것으로 나타났다. 또한, 위치의존성 평가에서는 센서의 isocenter에서 최댓값이 측정되었으며, 거리에 따라 점진적 감소를 나타냈다. 그러나 Planning system 상의 선량 분포 데이터와는 최대 30%의 차이를 보였는데, 센서는 단일지점으로부터 데이터를 수집하는 Planning system과 달리 면적으로부터 수집하기 때문으로 사료된다.

유리 표면에 방사성동위원소 14C를 고착시키고 문지름 시험을 통해 시험용지별 전이 인자와 표면 형상을 관찰하여 방사성동위원소 누설 점검을 위한 건식 및 습식 문지름 시험법을 연구하였다. 건식 문지름 시험법은 티슈 용지가 종이 필터를 대체 가능할 정도로 2배 높은 전이 인자를 보였고, 습식 문지름 시험법은 종이 필터 용지가 티슈 용지에 비하여 3배 높은 전이 인자를 보였다. 일반적으로 누설 점검을 위해 종이 필터를 사용하고 있지만 건식 문지름 시험법에서 티슈 용지가 대안이 될 수 있음을 보였다.

경주 중·저준위 방사성폐기물 처분시설의 운영에 따라, 한국원자력연구원(대전)에 임시보관 중인 방사성동위원소폐기물 을 처분시설로 육상운반하였다. 본 연구에서는 방사성동위원소폐기물의 국내육상운반에 따른 작업자 및 일반인에 대한 방 사선 피폭선량을 평가하고 그 결과를 국내 방사선피폭 법적제한치와 비교하였다. 또한 방사성폐기물의 상하차 작업 시 작업 자와 드럼 간 거리 및 방사성핵종 누출율의 변화에 따른 예상피폭선량의 민감도를 분석하였다. 정상 및 사고조건에서의 예 상피폭선량은 국내 법적제한치를 충분히 만족하였음을 확인하였다.