If radioactive plumes are released outside due to loss of containment building integrity during a nuclear power plant accident, these materials might travel with the wind, affecting both the surrounding environment and neighboring countries. In China, most nuclear power plants are located on the eastern coast. Consequently, a radioactive plume generated during an accident could negatively impact even the western part of the Korean Peninsula due to westerly winds. To detect such problems early, respond quickly, and protect residents, a system that can monitor aerial radiation under normal conditions is needed. Additionally, a detection system that can operate in real-time in an emergencies conditions is required. The current method for aerial radiation measurement takes environmental radiation data from a monitoring post 1.5 m above the ground and converts it to altitude. To measure actual aerial radiation, an expansive area is surveyed by aircraft. However, this approach is both time-consuming and expensive. Thus, to monitor radioactive plumes influenced by environmental factors like wind, we need a radiation detector that can gauge both radioactivity and directionality. In this study, we developed a radiation detector capable of assessing both the radioactivity and directionality of a radioactive plume and conducted its performance evaluation. We miniaturized the radiation detector using a CZT (Cadmium Zinc Telluride) sensor, enabling its mounting on unmanned aerial vehicles like drones. It is configured with multi-channels to measure directionality of a radioactive plumes. For performance evaluation, we positioned two-channel CZT sensors at 90 degrees and measured the energy spectrum for angle and distance using a disk-type radioactive isotope. Using this method, we compared and analyzed the directionality performance of the multi-channel radiation detector. We also confirmed its capability to discern specific radioactivity information and nuclide types in actual radioactive plumes. Our future research direction involves mounting the multi-channel radiation detector on a drone. We aim to gather actual aerial radiation data from sensors positioned in various directions.

Organic scintillator is easy to manufacture a large size and the fluorescence decay time is short. However, it is not suitable for gamma measurement because it is composed of a low atomic number material. Organic scintillation detectors are widely used to check the presence or absence of radiation. The fluorescence of organic scintillators is produced by transitions between the energy levels of single molecules. In this study, an organic scintillator development study was conducted for use in gamma measurement, alternative materials for secondary solute used in basic organic scintillators were investigated, and the availability of alternative materials, detection characteristics, and neutron/gamma identification tests were performed. In other words, a secondary solute showing an improved energy transfer rate than the existing material was reported, and the performance was evaluated. 7-Diethylamino -4-methylcoumarin (DMC), selected as an alternative material, is a benzopyrone derivative in the form of colorless crystals, has high fluorescence and high quantum yield in the visible region, and has excellent light stability. In addition, it has a large Stokes shift characteristic, and solubility in solvent is good. Through this study, it was analyzed that the absorption wavelength range of DMC coincided with the emission wavelength range of PPO, which is the primary solute. Through this study, it was confirmed that the optimal concentration of DMC was 0.04wt%. As a result of performing gamma and neutron measurement tests using a DMC-based liquid scintillator, it showed good performance (FOM=1.42) compared to a commercial liquid scintillator. Therefore, the possibility of use as a secondary solute was demonstrated. Based on this, if studies on changes in the composition of secondary solute or the use of nanoparticles are conducted, it will be possible to manufacture and utilize a scintillator with improved efficiency compared to the existing scintillator.

When a radiation detector is applied to the measurement of the radioactivity of high-level of radioactive materials or the rapid response to the nuclear accident, several collimators with the different inner radii should be prepared according to the level of dose rate. This makes the in-situ measurement impractical, because of the heavy weight of the collimator. In this study, an IRIS collimator was developed so as to have a function of controlling the inner radius, with the same method used in optical camera, to vary the attenuation ratio of radiation. The shutter was made to have the double tungsten layers with different phase angles to prevent the radiation from penetrating owing to the mechanical tolerance. The performance evaluation through the MCNP code was conducted by calculating the attenuation ratio according to the inner radius of the collimator. The attenuation ratio was marked on the outer scale ring of the collimator. It is expected that when a radiation detector with the IRIS collimator is used for the in-situ measurement, it can change the attenuation ratio of the incident photon to the detector without replacing the collimator.

The purpose of the study was to evaluation of the radiation dose reduction using various automatic exposure control (AEC) systems in different manufactures multi-detector computed tomography (MDCT). We used three different manufacturers for the study: General Electric Healthcare, Philips Medical systems and Siemens Medical Solutions. The general scanning protocol was created for the each examination with the same scanning parameters as many as possible. In the various AEC systems, the evaluation of reduced-dose was evaluated by comparing to fixed mAs with using body phantom. Finally, when we applied to AEC for three manufacturers, the radiation dose reduction decreased each 35.3% in the GE, 58.2% in the Philips, and 48.6% in the Siemens. This applies to variety of the AEC systems which will be very useful to reduce the dose and to maintain the high quality.

LiF(Mg,Cu,Na,Si) 형광체의 γ선과 β선에 대한 TSEE 특성을 조사하였다. 상(60)Co γ선에 대한 감도는 약 450 counts/mR이었고, 여러 가지 β선에 대한 TSEE 에너지 의존성은 β입자의 평균에너지 0.02MeV에서 0.8MeV 사이에서 ±10%이었다. 그리고 제작된 형광체 앞면에 7mg.cm 상(-2)의 인체 등가물질을 두 면 입사 β입자의 에너지에 무관하게 피부 흡수 선량을 측정할 수 있었다.

최근, 감마선 조사기의 자동 원격 조사 제어기가 오동작하여 방사선작업종사자가 방사선 피폭 사고가 지 속적으로 보고되고 있다. 이에 NDT 분야에서는 방사선에 대한 잠재적 사고를 미연에 방지하기 위한 방사 선원 모니터링 시스템 구축에 많은 시간과 재원을 투자하고 있다. 이에 본 연구에서는 다양한 비파괴검사 장비에 범용적으로 적용할 수 있는 방사선원 위치 모니터링 시스템의 개발을 위한 선행연구로써 몬테카를 로 시뮬레이션을 통해 산화납 기반 방사선 검출기에 대한 감마선 응답 특성을 모의 추정하였다. 연구 결과, 방사선 검출기의 최적화 두께는 방사선원에서 방사되는 감마선 에너지에 따라 상이하며 에너지가 증가함 에 따라 최적화 두께가 점차 증가하는 것으로 나타났다. 결론적으로 PbO 기반 방사선 검출기의 최적화 두 께는 Ir-192에 대하여 200 μm, Se-75 150 μm, Co-60 300 μm로 분석되었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 범 용적으로 적용하기 위하여 2차 전자 평형을 고려한 PbO 기반 방사선 검출기의 적절한 두께는 300 μm로 평 가되었다. 이러한 결과는 차후 다양한 NDT 장비에 범용적으로 적용하기 위한 방사선원 위치 모니터링 시 스템을 개발 시 방사선 검출기에서 요구되는 적절한 두께를 결정하는데 있어 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

Next Generation Small Satellite-1 (NEXTSat-1) is scheduled to launch in 2017 and Instruments for the Study of Space Storm (ISSS) is planned to be onboard the NEXTSat-1. High Energy Particle Detector (HEPD) is one of the equipment comprising ISSS and the main objective of HEPD is to measure the high energy particles streaming into the Earth radiation belt during the event of a space storm, especially, electrons and protons, to obtain the flux information of those particles. For the design of HEPD, the Geometrical Factor was calculated to be 0.05 to be consistent with the targets of measurement and the structure of telescope with field of view of 33.4° was designed using this factor. In order to decide the thickness of the detector sensor and the classification of the detection channels, a simulation was performed using GEANT4. Based on the simulation results, two silicon detectors with 1 mm thickness were selected and the aluminum foil of 0.05 mm is placed right in front of the silicon detectors to shield low energy particles. The detection channels are divided into an electron channel and two proton channels based on the measured LET of the particle. If the measured LET is less than 0.8 MeV, the particle belongs to the electron channel, otherwise it belongs to proton channels. HEPD is installed in the direction of 0°,45°,90° against the along-track of a satellite to enable the efficient measurement of high energy particles. HEPD detects electrons with the energy of 0.1 MeV to several MeV and protons with the energy of more than a few MeV. Thus, the study on the dynamic mechanism of these particles in the Earth radiation belt will be performed.

본 논문에서는 이중 에너지 디지털 래디오그래피를 위한 이중 모드 검출기 개발을 제안한다. 이중 에너지 래디오그 래피 모듈의 설계를 위하여 상용 BIS(Baggage Inspection System)에서 사용되고 있는 X-선 발생장치의 스펙트럼과 이중 모드 검출기에 대한 특징 및 방사선적 특성을 분석하였다. 제안하는 영상 검출기 모듈은 BIS에서 활용되고 있는 X-선관을 대상으로 X-선 스펙트럼을 모사하고, 모사한 스펙 트럼을 통하여 새롭게 제안하는 검출기 모듈의 방사선적 특성을 고찰하였다. X-ray를 이용한 실험에서 구리 필터의 두께 증가에 따라 저에너지 검출기(LED)와 고에너지 검출기(HED)의 출력 신호의 차이는 같이 증가하였다. 특히 HED에서의 출력신호의 크기는 구리 필터 두께가 증가 할수록 감소함을 알 수 있었다.

방사선 광변조기는 방사선량에 비례하여 액정셀의 광투과율의 변화를 이용하여 선량을 측정하는 소자이다. 본 연구 에서는 이러한 방사선 광변조기 적용을 위해 광도전체 필름을 제작하여 전기적 특성을 비교하였다. 필름제조는 침전법 과 인쇄법을 이용하여 ITO 유리기판 위에 200 ㎛의 두께로 형성하였다. 전기적 특성을 분석하기 위해 I-V 측정을 하 였으며, 측정된 누설전류와 민감도 값을 이용하여 신호대잡음비(SNR)를 얻었다. 측정결과, 인쇄법에 비해 침전법에 의해 제조된 HgI2 필름이 약 40%의 누설전류 저감효과를 보였으며, 민감도는 1 V/㎛의 전기장에서 2배 높은 값을 얻 었다. 또한, 침전법에 의해 제조된 PbI2, PbO, CdTe 필름에 비해 HgI2는 1 V/㎛에서 10 ～ 25배 높은 신호대잡음비를 가짐을 알 수 있었다. 이러한 결과로부터 침전법에 의해 제조된 HgI2 광도전체를 방사선 광변조기에 적용함으로써 방 사선량 검출기의 우수한 특성을 가질 수 있을 것으로 기대된다.

최근 의료진단 분야와 다른 적용분야를 위해 대면적 매트릭스 구조의 엑스선 영상이 활발하게 연구되어 오고 있다. 본 연구에서는, 의료진단을 위한 새로운 평판형 디지털 엑스선 가스 검출기를 제안하고 그에 따른 특성을 검증하고자 한다. 대기압에 반해 가스를 주입하는 어려움 때문에 챔버 형태의 구조로 만들어 질 뿐, 평판형 디지털 엑스선 가스 검 출기는 아직 어디에서도 연구된 바 없다. 이에 본 연구에서는 디스플레이 패널 제작 기술을 이용하여 샘플제작을 성공 하였다. 실험적인 측정을 위해 만들어진 샘플은 상판에는 유리기판위에 전극, 절연층, 산화마그네슘 보호막을 형성하 였으며, 하판에는 엑스선 형광층과 전극을 형성하였다. 누설전류와 엑스선 민감도를 측정하였으며, 전기장에 대한 민 감도의 선형성 측정 등의 전기적 특성평가를 실시하였다. 이에 대한 결과로 안정된 누설전류와 엑스선 민감도를 얻었 다. 그리고 조사 선량에 따라 좋은 선형성을 보이는 등 넓은 진단 동적영역을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 평판형 엑스선 가스 검출기의 디지털 엑스선 영상 검출기로의 적용 가능성을 확인 할 수 있었다.

본 연구에서는 헤테로 접합을 이용하여 누설전류를 저감 시키는 기술을 적용하여 Particle-In -Binder을 이용한 방 사선 영상 센서의 변환 물질을 개발하였다. 이는 디지털 방사선 영상 검출기의 두 가지 방식 중 하나인 직접방식에 사 용되는 핵심 소자로 기존의 비정질 셀레늄(Amorphous Selenium)을 대체하여 더욱 효율이 높은 후보 물질들이 연구되 어지는 가운데 태양전지와 반도체 분야에서 이미 많이 사용되어온 이종접합(Hetero junction)을 이용해 누설 전류를 저감 시키는데 그 목적이 있다. 본 연구에서 사용되는 Particle-In -Binder 제작 방법은 검출 물질 제작이 용이하고 높은 수율과 대면적의 검출기 제작에 적합하나 높은 누설 전류가 의료 영상 시스템에 있어서 문제가 되어 오고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 다층 구조를 이용하여 누설 전류를 저감시킨다면 Particle-In -Binder을 이용하여 간편 하게 향상된 효율의 디지털 방사선 검출기를 제작 할 수 있다고 사료 되어 진다. 본 연구에서는 누설전류 및 민감도, 그리고 선형성에 대한 전기적 신호를 측정하여 제작된 다층 구조의 방사선 검출 물질의 특성 평가가 이루어 졌다.