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문제 정의
- 국내에서 살균, 살충의 목적으로 7kGy의 감마선이 허가된 백삼분말을 대상으로 0~15kGy의 전자선을 조사하고 screening을 목적으로 한 PSL측정과 신뢰성이 높은 것으로 여겨지는 TL 측정에 의해 방사선 조사여 부를 확인하였다. PSL을 측정한 결과 비조사구는 threshold value(T,)l! 700보다 낮은 값을 나타내면서 negatives.
- 본 연구에서는 이점을 착안하여 현재 필요성이 증대되고 있는 방사선 조사식품의 검지방법을 연구하고자, 분말상태로 존재하는 시료도 실험실 주변의 환경적 상태나 바람에 의해서 이물질에 오염될 수 있다고 가정하고 국내에서 방사선 조사가 허가된 백삼을 대상으로 하여 PSL 및 TL을 적용하여 검지가능성을 연구하였다.
제안 방법
- 회수된 mineral을 탈이온수로 다시 세척하여 acetone으로 건조시킨 후 TL 분석용 시료로 하였다(15-18).TL 측정은 이 시료를 사용하여 TL/OSL SYSTEM TL-DA-15를 이용하여 실온에서부터 500℃ 까지 51/sec의 속도로 검체의 온도를 상승시키면서 실시하였다. 측정용 검체를 깨끗이 준비된 stainless steel disc에 충진하고 thermoluminesceni emission의 glow curve를 측정하였다.
- 후 PSL photon counts를 측정하였다. 기기의 cycle timee 1초, cycle 횟수는 60, dark count는 22, light count는 169187이었고, 조사구와 비조사구 표준물질을 사용하여 측정조건을 확인한 후 시료 당 2회 반복으로 측정하였다. 측정결과에 사용되는 threshold value는 T1= 700 counts/60s와 T2=5OOO counts/60s이었다(11-14).
- 본 실험에서는 whole sample 을 light-protected position에서 빛에 대한 노출을 최대한으로 줄이고 cross-contamination을 피하면서 disposable petri-dish에 담은 후 SURRC Pulsed PSL system의 시료 chamber에 넣은 후 PSL photon counts를 측정하였다. 기기의 cycle timee 1초, cycle 횟수는 60, dark count는 22, light count는 169187이었고, 조사구와 비조사구 표준물질을 사용하여 측정조건을 확인한 후 시료 당 2회 반복으로 측정하였다.
- 본 실험에서는 백삼분말 일정량에 증류수를 가하여 suspension을 만든 다음 ultrasonic agitator에서 처리하고 여과, 세척한 후 정치하여 잔사를 모았다. 여기에 high density liquid 인 sodium polytungstate(density 2.
- 시료로부터 추출된 mineral의 양에 대한 glow curve intensity의 normalization을 위해서 1차 glow curve를 측정한 후 다시 재조사(1 kGy)를 실시하고 2차 glow curve를 측정하였다(Fig. 3). Fig.
- 시료별 TL 측정은 3회 반복 실시하였으며, 측정결과는 OHgine에 의해서 분석하였다.
- 측정용 검체를 깨끗이 준비된 stainless steel disc에 충진하고 thermoluminesceni emission의 glow curve를 측정하였다. 이렇게 얻어진 이ow curve를 integration하여 TL intensity로 하였고, 대상시료의 1st glow를 측정한 뒤 감마선을 1 kGy로 re-irradiation 하여 2nd glow를 측정하고 1st glow/2nd glow의 면적비(TL ratioX 구하여 0J보다 작은 경우는 방사선 조사되지 않은 것으로, 0.5보다 큰 경우는 조사된 것으로 확인하였으며(19),glow curve의 형태와 함께 시료의 조사여부를 판정하였다.
- 이때 흡수선량 보증에는 Gafchromic film dosimeters를 사용하였다(±5%). 재조사는 감마선 조사시설(Gammacell 220)을 이용하여 244Gy/h의 선량률로 1 kGy의 흡수선량을 얻도록 하였으며, 이때 흡수선량보증에는 Gafchromic film dosimeters를 사용하였다. 이상의 방사선 조사된 시료는 비조사시료와 함께 실온에 보관하면서 실험에 사용하였다.
- 이용되고 있는 전자선을 이용하여 실시하였다. 전자선 조사시설 (linear accelerator of the Federal Research Centre for Nutrition, Karlsruhe, Germany)을 이용하여 low density polyethylene bag에 시료 일정량을 두께 5 mm이하로 하여 3.6Xl0HGy/h의 선량률(dose rate/min)로 2.5-15 kGy의 흡수선량을 얻도록 하였다. 이때 흡수선량 보증에는 Gafchromic film dosimeters를 사용하였다(±5%).
- TL 측정은 이 시료를 사용하여 TL/OSL SYSTEM TL-DA-15를 이용하여 실온에서부터 500℃ 까지 51/sec의 속도로 검체의 온도를 상승시키면서 실시하였다. 측정용 검체를 깨끗이 준비된 stainless steel disc에 충진하고 thermoluminesceni emission의 glow curve를 측정하였다. 이렇게 얻어진 이ow curve를 integration하여 TL intensity로 하였고, 대상시료의 1st glow를 측정한 뒤 감마선을 1 kGy로 re-irradiation 하여 2nd glow를 측정하고 1st glow/2nd glow의 면적비(TL ratioX 구하여 0J보다 작은 경우는 방사선 조사되지 않은 것으로, 0.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 백삼은 금산산 4년근(根)으로서 분쇄기를 이용하여 약 500㎛의 분말상태로 만들어서 방사선 조사시료로 사용하였다.
- 시료의 방사선 조사는 국제적으로 식품의 살균, 살충에 이용되고 있는 전자선을 이용하여 실시하였다. 전자선 조사시설 (linear accelerator of the Federal Research Centre for Nutrition, Karlsruhe, Germany)을 이용하여 low density polyethylene bag에 시료 일정량을 두께 5 mm이하로 하여 3.
데이터처리
- 측정결과에 사용되는 threshold value는 T1= 700 counts/60s와 T2=5OOO counts/60s이었다(11-14).방법을 screening method로 사용하여 여기서 나온 결과를 바탕으로 TL을 이용하여 조사여부 확인을 검정하였다.
이론/모형
- 대부분의 식품에는 silicate나 bioinorganic material가 발견되는데 이러한 물질들이 전리방사선에 노출되었을 때 구조적인 trap에 갇혀서 에너지가 저장된다. 여기에 optical stimulation을 가하면 에너지가 방출되는데 이 원리를 이용한 방법이 PSL 측정법이다. 이 방법은 방사선 조사에 의하여 흡수된 에너지를 적외선으로 자극하여 발산되는 빛의 정도를 photon count로 측정하는 방법"으로 국내에서는 감자, 콩나물콩과 건조무화과 둥(10)을 대상으로 한 연구만이 행하여졌다.
성능/효과
- IB). 2.5 kGy 조사구는 201℃, 5kGy 조사구는 208℃, 7.5 kGy 조사구는 205℃, 10 kGy 조사구는 208℃ 그리고 15 kGy 조사구는 206℃에서 각각 최고 피크를 나타내었다(Fig. 2). 그러나 방사선 조사구들의 signal intensity는 선량에 비례하여 증가하지 않았다.
- 표시되어 방사선 조사된 것으로 확인되었다. Density separation 추출법을 이용하여 시료로부터 mineral을 분리하여 TL 측정을 실 시함으로써 glow curve가 나타나는 온도범위와 glow curve의 형태를 확인하고 TL ratio를 구한 결과, 방사선 조사되지 않은 시료는 300%： 부근에서 glow curve 가 나타났고 이들의 intensity 또한 낮게 나타났다. 그러나 방사선 조사구는 2(xrc 부근에서 아주 강한 intensity의 glow curve를 보여주었다.
- 결론적으로 말하자면, 본 실험에 사용된 백삼분말은 glow curve의 형태가 위에서 언급한 것처럼 비조사구는 300℃ 이상에서 조사구는 200℃의 온도범위에서 나타났고, TL ratio도 조건을 만족시켜서 TL을 측정하여 방사선 조사여부의 정확한 확인이 가능하였다. 이러한 실험 결과를 바탕으로 하였을 때 분말상태로 존재하거나 유통되는 식품뿐만 아니라 수입 농산물의 대부분을 PSL 방법에 의해 screening하고 TL 측정법을 적용한다면 정확한 검지가 가능할 것으로 생각된다.
- 국내에서 방사선 조사가 허가된 백삼분말을 대상으로 PSL을 측정한 후, 그 결과를 바탕으로 하여 TL을 측정한 결과 사용된 시료의 방사선 조사여부 확인이 가능하였다. 즉.
- 즉. 본 실험에 사용된 백삼분말의 비조사 대조구의 경우는 자연방사선과 우주선의 영향에 의해서 300℃ 부근에 glow curve를 나타내었고 308℃에서 최고피크를 나타내었으며 약한 signal intensity를 보였다(Fig. 1A). 그러나 2.
- Table 2에 나타낸 바와 같이 동일한 시료 양을 사용하더라도 시료에 혼입되어 있는 mineral의 양이 다르기 때문에 추출된 mineral의 양이 다르게 나타났다. 비조사 대조구에서 추출한 mineral의 양이 0.62 mg으로 가장 작았고 15 kGy 조사구에 가장 많은 양인 2.66mg의 mineral이 추출되었다. 그래서 glow curve의 signal intensity는 15 kGy>5 kGy> 10kGy>2.
- 2). 이러한 결과를 볼 때 비조사 대조구와 방사선 조사구에서 나타나는 glow curve의 온도범위가 디르고 이들 glow curve가 나타내는 intensity도 많은 차이가 나서 방사선 조사여부를 확인할 수 있었다. Correcher 등(21)은 방사선 조사된 paprika와 비조사 paprika가 나타내는 glow curve의 형태와 나타나는 온도범위가 다르고 이들 curve의 intensity도 상당한 차이를 나타내었다고 보고하였는데 이는 본 실험결과와 잘 일치하였다.
- Table 1에서 보는 바와 같이 시료의 비조사구는 threshold value(700, T)보다 낮은 243, 516 photon counts를 보여서 negatives. 표시되어 방사선 조사되지 않은 것으로 나타났으며, 2.5kGy 이상 조사구는 threshold value(5(X)0, T:)보다 20배 이상 높아 positive로 나타나 방사선 조사된 것으로 나타났다. 그러나 백삼분말의 경우에는 위의 2개의 threshold value(T, , T, )중간 값(intermediate, M)을 나타내는 조사구는 없었다.
후속연구
- 그러나 백삼분말의 경우에는 위의 2개의 threshold value(T, , T, )중간 값(intermediate, M)을 나타내는 조사구는 없었다. 위의 결과를 볼 때 방사선 조사식품을 screening할 목적으로 PSL 방법의 사용이 가능하고, 수입 농산물의 통관과정 등 신속한 결과를 요히는 경우에 활용할 수 있을 것이다.
- 이러한 실험 결과를 바탕으로 하였을 때 분말상태로 존재하거나 유통되는 식품뿐만 아니라 수입 농산물의 대부분을 PSL 방법에 의해 screening하고 TL 측정법을 적용한다면 정확한 검지가 가능할 것으로 생각된다.
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