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복사 단열: 방사선 측정

출처: https://www.researchgate.net/publication/338208869_Insulation_Materials_For_Undergraduate_Students_4_th_Class

 10) 방사선 측정

 

 

       방사선 강도는 단위 시버티(Sienert) 단위로 측정되며, sv로 표시되고 100 Rem으로 구성됩니다. 사람은 그림과 같은 방사선 측정이라고 불리는 기구를 사용하여 측정되는 방사선량에 노출될 수 있으며, 종종 0.1~200μSv/h 범위 내에서 작동됩니다.

[방사선 측정기]

 11) 방사선 위험을 최소화하는 수단

 

       방사선 분야에서 일하는 사람은 작업의 특성에 따라 방사선에 노출될 수 있습니다. 방사선 위험을 줄이기 위해 다음과 같은 측면에서 약속은 매우 중요합니다.

 

  (1) 노출 시간

 

       방사선에 노출 시간(방사원 옆에 사람이 보내는 시간)을 줄이는 경우 위험이 줄어듭니다. 사람에게 허용되는 최대 노출 한도(0.05Sv/yr)는 국제방사선방호위원회(ICRP) 및 원자력규제위원회(USNRC)와 같은 국제협의회에 따릅니다. 방사선 분야에서 일하는 사람들에게 허용되는 양을 계산하기 위해 노출 한계를 총 작업 시간으로 나눕니다. 따라서 8시간 및 365일 동안 허용되는 제한은 17μSv/h입니다.

 

 

[노출 제한]

 

 

  (2) 노출 거리

 

       방사원으로부터 멀리 떨어진 거리의 증가는 다음과 같이 역제곱 법칙에 따라 방사선의 강도(역 관계)를 감소시킬 것입니다.

 

1L1² = 2L2²

 

= 방사선의 강도

L= 근원으로부터 거리

 

  (3) 차폐

 

       방사선은 금속 장벽을 사용하여 줄일 수 있거나 재료는 방사선을 흡수하여 열로 변환하거난 반사시킬 수 있습니다. 방사선의 각 유형은 방사선의 에너지와 강도에 따라 적절한 장벽을 설치할 수 있습니다.

 

   ① 선형감쇠계수: 이것은 방사선을 줄이기 위한 물질의 민감성을 나타냅니다. 이것은 μ와 단위 cm¹입니다. 다음 표는 일부 재료의 선형감쇠계수 값을 보여줍니다.

[다양한 감마선 에너지에 대한 선형감쇠계수(cm¹)]

       많은 다른 요소에 대한 더 많은 값은 아래의 링크에서 찾을 수 있습니다. 선형감쇠계수 값은 아래 그림과 같이 재료를 통과하는 복사 에너지(eV)가 증가함에 따라 감소합니다.

http://physics.nist.gov/PhysRefData/XrayMassCoef/tab3.html

 

[일부 재료의 선형감쇠계수 값]

   ② 반가층: 방사선의 절반 감소를 만족시키는 재료의 두께입니다.(, 50 감쇠) 이것은 cm 단위로 측정되며 HVL로 표시됩니다. 다음 표는 일부 요소에 대한 일부 HVL을 보여줍니다.

 

 

[다양한 감마선 에너지에 대한 HVL]

 12) 반사 단열의 응용

 

  (1) 원자력 발전소

 

       원자력 발전소의 주요 부분은 핵 원료(우라늄, 토륨, 플루토늄 또는 요오드) 단위를 포함하는 원자로입니다. 일련의 핵분열이 있기 때문에, 따라서 원자로는 높은 증기압을 유지하고 외부로의 방사선 누출(입자)을 방지하기 위해 두꺼운 강철 벽(25cm)으로 둘러싸여 있습니다. 또한 카드뮴 합금과 같은 중성자에 대한 높은 흡수성 물질로 만들어진 층에 의해 핵폭발과 직접 접촉하는 표면을 덮어야합니다. 방출된 에너지(광자)는 반응기를 둘러싸는 물에 의해 흡수됩니다. 이 에너지는 전기를 생산하기 위해 터빈으로 공급되는 물을 끓게합니다.

 

  (2) 방사선 폐기물

 

       이것은 원자력 발전소의 잔해나 화학 무기와 관련이 있습니다. 방사성 폐기물 문제는 수십 년 전부터 나타났으며, 이 물질은 효과가 유지되어 근처 식물과 공충에 흡수될 수 있는 입자를 방출한 다음 사람에게 전달되어 내부 부분을 감염시키는 것으로 밝혀졌습니다. 그러나 다음을 포함하여 이러한 물질의 위험을 유지하는 몇 가지 방법이 있습니다.

 

   ⓐ 플라스틱 통에 땅과 사막 지역에 보관

   ⓑ 소금이나 석고로 둘러싸인 콘크리트 탱크에 보관

 

  (3) X-ray 실험

 

       병원에서는 X-ray 실험에 약간의 주의를 기울여야합니다. 내부 창문이 없이 X-ray 촬영을 위한 전용 공간을 제공해야합니다. 벽은 벽돌 또는 콘크리트로 만들어야 하지만, 내부 분리기, 문 또는 제어 창이 있는 경우 납 층(2mm)으로 격리해야합니다. X-ray 튜브는 신체에서 최소 0.5m 이상 떨어져있어야합니다.

 

  (4) 비행기

 

       최근 항공기의 외부 부품은 무게와 비용을 줄이기 위해 복합 재료로 대체되었습니다. 이 절차는 중합체 물질의 감쇠계수가 매우 약하기 때문에 방사선의 위험을 증가시킵니다. 이 문제를 처리하려면, 얇은 납 층의 증착 또는 복합 재료 내에 작은 흡수 입자(브롬과 같은)의 층간 삽입이 요구됩니다.

 

  (5) 우주선

 

       우주선은 높은 에너지 감마선, 우주 광선 및 입자에 노출됩니다. 따라서 정확한 차폐 재료를 사용해야합니다. 외부 쉘은 납, 텅스텐, , 바나듐 및 티타늄과 같은 고 z-재료의 합금으로 덮여있습니다. 내부 층에는 일반적으로 리튬 수소와 같은 수소가 높은 물질을 사용합니다. 방사선 차단 이외에도 차폐물은 철, 니켈 및 코발트와 같은 강자성 물질로 만들어진 일부 자기 부분을 둘러싸야합니다. 자기장을 제공함으로써 태양 허리케인과 우주 광선으로부터 선박을 보호합니다.

 

 14) 차폐 고급 기술

 

       방사선 방벽에 복합 재료 기술을 사용하는 것은 경제적이고 질적인 이점 때문에 일반적입니다. 다음 표는 방사선 차폐 및 그 응용에 사용되는 일부 복합 재료를 보여줍니다.

 

[방사선 차폐에 사용되는 복합 재료]