"핵공학개론2" 관련 글 12

[12] 방사선 노출
핵공학개론2 2021. 1. 23. 20:39
0. 서론 방사선에 관심을 가져본 적이 있다면, 방사선량(radiation dose)의 단위가 여러 개라는 사실을 알고 이상하게 여긴 사람이 있을 것이다. 주로 사용되는 단위에는 방사성 붕괴의 단위인 베크렐(Bq), 흡수선량의 단위인 그레이(Gy), 그리고 피폭선량의 단위인 시버트(Sv)가 있는데, 이렇게 단위가 나누어져 있는 까닭은 각자의 쓰임새가 있기 때문이다. 예컨대 지난 글(seraphy.tistory.com/12)에서 논하였던 energy transfer/absorption coefficient의 개념은 붕괴를 통해 나온 에너지가 물질에 흡수되는 과정, 즉 Bq에서 Gy 단위로 넘어가는 것을 보여준다. 흡수선량은 방사선으로 인해 물질이 받은 에너지를 의미한다. 그런데 사람이 방사선에 노출되는 경..
[11] 광자
핵공학개론2 2021. 1. 22. 19:26
0. 서론 α, β선과 달리 γ선은 광자의 형태를 한 방사선이다. 앞선 글(seraphy.tistory.com/11)에서는 대전 입자가 물질과 상호작용하는 과정에서의 stopping power와 range를 계산하였고, 이로부터 에너지와 흡수 물질에 따른 여러 방사선의 정지 양상을 알아보았다. 광자는 이들과 달리 에너지에 따라 변하는 cross-section을 기준으로 광전효과(photoelectric effect), 콤프턴 산란(Compton scattering), 쌍생성(pair production) 등의 반응을 한다. 각 반응이 일어날 확률인 attenuation coefficient를 구하고, 에너지 전달률을 나타내는 energy transfer/absorption coefficient를 구함으로..
[10] 대전 입자
핵공학개론2 2021. 1. 14. 04:47
0. 서론 방사성 붕괴의 결과로 방출되는 방사선에는 대전 입자인 alpha, beta particle과 광자인 gamma ray 등이 있다. 전자의 방사선은 가지고 있는 에너지를 주위 물질과의 상호작용을 통해 잃게 되는데, 이때 에너지가 손실되는 양상에 따라 방사선에 의한 영향이 달라진다. 이러한 상호작용은 크게 충돌(collision)에 의한 것과 제동 복사(radiation)에 의한 것으로 나뉘고, 이 과정에서 방사선이 매질 내에서 받는 저지능(阻止能, stopping power)에 의해 정지하기까지 진행한 거리를 비정거리(range)라 한다. stopping power와 range는 방사선 방호나 방사선을 활용하는 여러 기술을 연구하는 데 있어 필수적으로 알아야 할 요소이다. 대전 입자는 자신이 가..
[9] 방사성 붕괴
핵공학개론2 2021. 1. 12. 02:27
0. 서론 방사성 원소라 불리는 불안정한 원소는 앞선 글(seraphy.tistory.com/9)에서 설명한 붕괴 현상을 겪으며 더 가벼운, 또는 더 안정한 원소로 변해가는 경향이 있다. 이 과정에서 방사선이 방출되는데, 이 방사선의 강도는 곧 붕괴가 얼마나 일어나는지를 뜻하는 방사능과 같은 의미를 갖는다. 방사성 붕괴는 전체 핵종을 대상으로 일정 확률로 발생하고 이를 붕괴 상수(decay constant)라 한다. 단위 시간당 발생하는 붕괴의 횟수는 전체 핵의 수에 붕괴 확률을 곱한 값으로 결정되며 이를 activity라 부른다. 방사성 원소는 붕괴 과정에서 다양한 원소를 거쳐 간다. 이를 계열(chain)이라 하고, 자연에서 발견되는 대부분의 방사성 원소는 4가지 방사성 계열에 속해 있다. 방사성 물..
[8] 방사선 기초
핵공학개론2 2021. 1. 10. 20:37
0. 서론 Radiation(복사, 또는 방사선)이란 물질이나 에너지가 공간을 통해 전달되는 것을 의미한다. 다만 이 정의만으로는 단순한 수송(transportation)과 구별이 가지 않아, 일반적으로 방사선을 논할 때는 핵에서 물질이나 에너지가 방출되는 것을 뜻하는 방사능(radioactivity)이라는 단어를 같이 사용한다. 요컨대 방사선은 핵반응의 결과로 전자기파의 형태, 또는 에너지를 가진 입자의 형태로 방출되는 에너지를 통칭한다. 우리는 주변에서 방사선과 방사능에 대한 수많은 이야기를 들을 수 있으며, 살아가는 과정 속에서 이러한 원리가 적용된 기술의 혜택을 누리고 있다. 이전의 글(1~7)에서는 플라즈마와 플라즈마를 사용한 핵융합을 주제로 논하였다. 이제부터는 핵공학의 다른 갈래인 방사선을 ..
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