우라늄($^{238}U$)의 붕괴과정에서 생성되는 방사성기체인 라돈($^{222}Rn$)은 발생원 중 토양에서 85 % 이상으로 토양의 공극률이 클수록 토양 밖으로 방출할 수 있는 가능성이 많은 동위원소이다. 라돈으로부터 인체를 보호하기 위해서 적절한 대책을 세우는데 무엇보다도 정확한 측정기술의 개발이 선행되어야 한다. 이에 본 연구는 고순도게르마늄(HPGe) 검출기를 이용한 감마선 분광분석법으로 라돈을 측정할 경우에는 불안정한 자연방사능의 백그라운드 문제를 줄일 수 있고, 라듐과 라돈의 딸 핵종들을 방사평형에 이르게 한 후 라돈 농도를 측정하였으며, 토양시료에서의 감마선 방출핵종 및 에너지 스펙트럼을 분석하였다.
우라늄($^{238}U$)의 붕괴과정에서 생성되는 방사성기체인 라돈($^{222}Rn$)은 발생원 중 토양에서 85 % 이상으로 토양의 공극률이 클수록 토양 밖으로 방출할 수 있는 가능성이 많은 동위원소이다. 라돈으로부터 인체를 보호하기 위해서 적절한 대책을 세우는데 무엇보다도 정확한 측정기술의 개발이 선행되어야 한다. 이에 본 연구는 고순도게르마늄(HPGe) 검출기를 이용한 감마선 분광분석법으로 라돈을 측정할 경우에는 불안정한 자연방사능의 백그라운드 문제를 줄일 수 있고, 라듐과 라돈의 딸 핵종들을 방사평형에 이르게 한 후 라돈 농도를 측정하였으며, 토양시료에서의 감마선 방출핵종 및 에너지 스펙트럼을 분석하였다.
The radioactive gas radon ($^{222}Rn$), which is generated from the decay process of uranium ($^{238}U$) originating from the soil of more than 85 percent higher the porosity of the soil, the soil can radiate out the possibility that many isotopes. In order to protect the human...
The radioactive gas radon ($^{222}Rn$), which is generated from the decay process of uranium ($^{238}U$) originating from the soil of more than 85 percent higher the porosity of the soil, the soil can radiate out the possibility that many isotopes. In order to protect the human body from radon, above all, the development of accurate measurement techniques to formulate appropriate measures should be followed. This study Gamma-ray spectrometry using a high purity germanium (HPGe) detector, if you want to measure radon unstable the nature radiation of the background problems can be reduced, radium and radon daughter nuclides after radioactive equilibrium leads to Radon concentration was measured, the soil samples from the Gamma-ray emitting nuclides, and the energy spectrum is analyzed.
The radioactive gas radon ($^{222}Rn$), which is generated from the decay process of uranium ($^{238}U$) originating from the soil of more than 85 percent higher the porosity of the soil, the soil can radiate out the possibility that many isotopes. In order to protect the human body from radon, above all, the development of accurate measurement techniques to formulate appropriate measures should be followed. This study Gamma-ray spectrometry using a high purity germanium (HPGe) detector, if you want to measure radon unstable the nature radiation of the background problems can be reduced, radium and radon daughter nuclides after radioactive equilibrium leads to Radon concentration was measured, the soil samples from the Gamma-ray emitting nuclides, and the energy spectrum is analyzed.
본 연구에서는 고순도게르마늄(HPGe)검출기를 이용한 감마선 분광분석법으로 불안정한 자연방사능의 백그라운 문제와 라듐(226Ra) 과 라돈(222Rn) 및 자핵종의 방사평형 도달기간 동안 측정용기를 밀봉하여 측정의 정확도와 정밀도를 갖춘 분석법을 확립하고자 한다.
제안 방법
먼저 측정된 샘플의 순수 피크면적에서 백그라운드 면적을 제외한 순수계수치를 구하고 방출률 및 측정 시간, 샘플무게, 각종 보정계수를 나누어 핵종의 비방사능을 계산하여 나타낸다(Table 1).
감마분석법에 의한 라돈농도 측정은 다음과 같다.첫째, 고순도게르마늄(HPGe)검출기의 에너지 교정 및 효율 교정을 위해 표준선원을 먼저 측정하여 교정용 Library로 피크판별을 하여 에너지 및 반치폭을 교정한다.
대상 데이터
본 연구에 사용한 장치는 측정범위가 40 KeV ~ 3 MeV인 캔버라사(Canberra)의 GC 1818 고순도게르마늄 (HPGe)검출기와 다중분석기(MCA)를 사용하였다.
전라북도 지역 내의 5개소 폐 광산 5개소와 대조군으로 모대학 1개소, Fig. 1과 같이 총 6개소의 토양을 측정하였다.
이론/모형
Rn의 방사능을 간접적으로 산출할 수 있다. 또한 222Rn의 자핵종 214Pb와 214Bi의 에너지는 각각 352 KeV와 609 KeV로 구분이 용이하며, 방출률도 각각 37.1 %와 46.1 %로 높은 방출률을 가지고 있기 때문에 감마 분광법을 통해서 방사능을 계산하면 모핵종인 라돈과 라듐의 방사능을 예측할 수 있다.
성능/효과
감마선핵종분석에 이용하는 고순도게르마늄(HPGe) 검출기와 다중분석기(MCA)를 이용하여 6개소의 토양 시료에 분포된 자연방사능 핵종을 알 수 있었고, 라듐과 라돈의 딸핵종들의 방사평형 후의 농도로 6개소 지역에 따른 라돈 농도를 알 수 있었다. 이 실험을 통하여 226Ra의 감마분광을 통한 222Rn의 평가는 235U에서 방출되는 감마선의 간섭으로 인해 평가가 어려움을 확인하였다.
이 실험을 통하여 226Ra의 감마분광을 통한 222Rn의 평가는 235U에서 방출되는 감마선의 간섭으로 인해 평가가 어려움을 확인하였다. 또한, 222Rn의 자핵종들인 214Pb와 214Bi의 감마분광법을 통해 라돈농도를 평가할 수 있음을 확인하였다.
감마선핵종분석에 이용하는 고순도게르마늄(HPGe) 검출기와 다중분석기(MCA)를 이용하여 6개소의 토양 시료에 분포된 자연방사능 핵종을 알 수 있었고, 라듐과 라돈의 딸핵종들의 방사평형 후의 농도로 6개소 지역에 따른 라돈 농도를 알 수 있었다. 이 실험을 통하여 226Ra의 감마분광을 통한 222Rn의 평가는 235U에서 방출되는 감마선의 간섭으로 인해 평가가 어려움을 확인하였다. 또한, 222Rn의 자핵종들인 214Pb와 214Bi의 감마분광법을 통해 라돈농도를 평가할 수 있음을 확인하였다.
후속연구
이에 본 연구는 라돈의 측정법에 있어서 알파선 분광분석법이 아닌 감마선검출기로의 한 방법을 제시하고자 한다. 향후 알파비적검출기나 라돈 연속 모니터 등 다른 평가방법과 비교하여 라돈 농도 측정에 있어 중요한 자료가 되길 기대한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
감마분석법에 의한 라돈농도 측정은 어떻게 이루어지는가?
감마분석법에 의한 라돈농도 측정은 다음과 같다.첫째, 고순도게르마늄(HPGe)검출기의 에너지 교정 및 효율 교정을 위해 표준선원을 먼저 측정하여 교정용 Library로 피크판별을 하여 에너지 및 반치폭을 교정한다.
둘째, 빈 vial을 넣고 Background 측정을 한다.
셋째, 건조된 시료 샘플을 20 ml vial에 넣고 Teflon으로 밀봉한 후 500시간을 보관한다.
넷째, 시료 샘플을 넣고 측정시간을 50,000초로 하여 측정을 한다.
다섯째, Background를 제거하고 피크 판별한 후 분석용 Library를 이용하여 방사능 계산을 한다.
실내라돈 및 자핵종의 호흡으로 인한 일반인의 연평균 실효선량당량은 얼마인가?
인간은 살아가는 동안 우주선, 지각 또는 인체 내에서 발생되는 자연방사선에 항상 노출되어 있다. 유엔 방사선영향평가위원회(United Nations Scientific Commit tee on the Effects of Atomic Radiation, UNSCEAR)는 실내라돈 및 자핵종의 호흡으로 인한 일반인의 연평균 실효선량당량 은 1.10 mSv/y로 총 자연방사선 피폭선량인 2.4 mSv/y의 46 %에 이른다고 발표하였다[1].
라돈이란?
라돈( 222Rn)은 1900년대 초기에 발견된 원자번호 86의 방사성 기체이며 대기 중에는 238U붕괴계열의 여섯 번째 생성물인 질량수 222의 라돈(Rn, radon, T=3.8 d) 과 235U붕괴계열의 여섯 번째 생성물인 질량수 219의 악티논(An, actinon, T= 3.92 s) 그리고 232Th붕괴계열의 다섯 번째 붕괴생성물인 질량수 220의 토론(Tn, thoron, T=3.64 d) 등의 동위원소가 있다. 이들은 모두 기체 상태 이지만 라돈( 222Rn)을 제외하고는 반감기가 짧아 고체 매질에서 대기로 확산되는 확률이 적으므로 관심의 대상이 되는 것은 원자량 222의 라돈이며 흔히 라돈이라 하면 원자량이 222인 것을 말한다.
참고문헌 (7)
U.N Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, Sources, Effects and Risks of Ionizing Radiation, 1988 Report to the General Assembly with Annexes, United Nations, 1988.
R.M.FRY., "Radon and its hazards" in : Personal Dosimetry and Area Monitoring Suitable for Radon and Daughter Product, OECD, Canada, p.17, 1976.
NCRP, khalidetal, 1987.
EPA, A Citizen's Guide to don, U.S.Environmental Protection Agency, EPA-402-K-92-001, 1992.
International Commission on Radiological Protection : Lung cancer risk form indoor exposure to radon and radon daughters ICRP publication 50, Annals at the ICRP17, 1987.
National Research Council : Health risk of radon and other internally deposited alpha emitters, report of the Committee on the Biological Effects of Ionizing Radiation(BEIR-IV), National Academy Press, Washington D.C, 1988.
ICRP, Recommendations of the International Commission on Radiological Protection, ICRP Publication 60, Annals of ICRP21, No. 13, 1991.
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