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고려대학교 보건환경융합과학부 분석화학및실험 2024년 중간, 기말고사 기출문제 문제 및 답안

1. 에어컨 부품 제조공정에서 트리클로로메탄에 노출되는 근로자의 노출농도를 측정하고자 한다. 펌프 유량 0.1 L/min로 2회의 사전 측정 시 농도는 82.7ppm과 62.3ppm으로 나타났으며 검출한계는 시료 당 0.8 ㎍일 경우 채취하여야 할 최소한의 시간(분)은? (단, 트리클로로메탄의 분자량은 119.4 g/mol이며, 정량한계는 NIOSH 방법으로 산출하라.)LOQ ug/(C mg/m3*Q L/min) ≥ T minLOQ = 2.4 ugC = (82.7+62.3)/2 ppm*(119.4 g/mol)/(24.45 L/mol) = 354.05 mg/m3Q = 0.1 L/minT = 6.78*10^(-2) min2. 분광학적 광학기기에서 사용되는 단색화장치의 구성장치와 각 역할에 대해 기술하시오.입구 슬릿: 네모꼴 광학성을 만듦평행화 거울(렌즈): 평행한 빛살을 만듦프리즘 또는 회절발: 복사선을 성분 파장으로 분산시킴초점장치: 상을 다시 만들어 평면(초점면) 위에 모이게 함출구 슬릿: 초점면에서 스펙트럼 띠를 분리함

학교| 2025.02.11| 9페이지| 5,000원| 조회(62)

분석화학, 고려대학교, 분석화학및실험, 보건환경융합과학부

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[고려대학교 보건환경융합과학부 방사선안전분석] Lab 13 Half-Life of Ba-137m

(1) 동위 원소 발생기에서 Ba-137m을 얻는 방법을 설명하라.Ba-137m 동위 원소 발생기 키트를 이용하여 Ba-137m을 얻는다. 묽은 염산에 들어있는 소금물 용액을 주사기에 채운 후 주사기를 Cs와 Ba이 들어있는 통에 꽂아 주사하면 안에서 붕괴되어 Ba-137m이 섞인 용액이 나오게 된다.(2) #1에서 설명한 과정에 대한 붕괴 다이어그램을 그려라.(3) 만약 현재 Sr-90 선원의 계수율이 7020cpm일 때, 언제 계수율이 1404cpm이 되는가? Sr-90의 반감기는 28.6년이다. Po-210은 언제 7020cpm에서 1404cpm에 도달하는가 (Po-210의 반감기는 138일)?(4) 현재 Tl-204 선원에 1.34*10^21개의 원자가 있는 경우, 언제 1.675*10^18개의 원자를 갖게 되는가? Tl-204의 반감기는 3.78년이다.1. 실험제목Half-Life of Ba-137m2. 실험동료이름보건환경융합과학부3. 실험목적본 실험의 목적은 Ba-137m의 반감기를 측정하기 위함이다.4. 실험장비● GM 튜브 및 거치대가 있는 ST-360 계수기 셋업 (계수기, 전원 공급기, GM 튜브, 선원 플레이트, BNC 케이블) (그림 참조)● Ba-137m 동위원소 발생기 (그림 참조)5. 실험절차1. 실험 #1에서와 같이 장비를 설정하고 기록용 컴퓨터를 준비한다.2. 계수기의 TIME을 30, HIGH VOLTAGE를 실험 #1에서 구한 튜브의 최상 작동 전압인 900으로 설정해준다.3. Background를 먼저 측정한다.4. 동위원소 발생기를 이용하여 Ba-137m이 포함된 용액을 8~10방울 정도 플레이트에 떨어뜨린 후 이를 두번째 선반에 놓고 측정한다. 이 때 반감기가 매우 짧기 때문에 측정 중간에 비는 시간이 최대한 없도록 바로 이어서 측정을 24번 반복한다.

자연과학| 2024.04.02| 11페이지| 2,500원| 조회(121)

고려대학교, 보건환경융합과학부, 방사선안전분석

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[고려대학교 보건환경융합과학부 방사선안전분석] Lab 12 Absorption of Gamma Rays

(1)감마선은 물질과 어떻게 상호 작용하는가?감마선은 광전효과, Compton 산란 및 쌍생성을 비롯한 여러 과정을 통해 물질과 상호 작용한다. 광전효과는 금속 등의 물질이 빛에 쪼이면 전자를 내놓는 현상이다. 이 과정에서 감마선이 원자와 상호 작용하고 감마선의 전체 에너지가 원자의 전자에 흡수된다. 이로 인해 전자가 원자에서 방출되어 이온화된 원자가 생성된다. 광전 효과가 발생할 확률은 에너지가 낮은 감마선과 원자 번호가 높은 물질에서 더 높다.Compton 산란이란 입사된 감마선의 광자가 전자를 방출시키고 에너지를 잃은 후 광자에 남아있는 에너지가 낮은 에너지를 갖는 새로운 감마선의 광자로써 방출되는 현상이다. Compton 산란은 중간 에너지 감마선에서 발생할 가능성이 더 높으며 물질의 원자 번호와 무관하다.또한 1.02 MeV 이상의 에너지를 가진 감마선은 자발적으로 에너지를 전자-양전자 쌍생성으로 변환할 수 있다. 고에너지 감마선이 핵 근처에서 상호 작용하면 에너지가 전자-양전자 쌍의 질량으로 변환된다. 이 과정은 운동량을 보존하기 위해 핵이 필요하다. 생성된 전자와 양전자는 여러 다양한 과정을 통해 물질과 추가로 상호 작용할 수 있다.이러한 상호 작용으로 인해 물질에 에너지가 축적되고 이온화, 원자 여기 및 2차 입자 생성이 발생할 수 있다. 각각의 상호 작용이 발생할 가능성은 감마선의 에너지, 물질의 원자 번호, 통과하는 물질의 밀도에 따라 다르다.(2) 전자기 스펙트럼에서 감마선은 어디에 있는가? 파장, 주파수 및 에너지의 특성은 무엇인가?감마선은 전자기 스펙트럼의 고에너지 끝에 위치한다. 감마선은 전자기 스펙트럼에서 가장 짧은 파장을 가지며 일반적으로 0.01나노미터(nm) 미만에서 약 10피코미터(pm) 범위이다. 또한 감마선은 모든 유형의 전자기 방사선 중에서 가장 높은 주파수를 가진다. 감마선의 주파수 범위는 일반적으로 약 10^19Hz에서 10^24Hz 이상이다.

자연과학| 2024.04.02| 9페이지| 2,500원| 조회(131)

고려대학교, 보건환경융합과학부, 방사선안전분석

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[고려대학교 보건환경융합과학부 방사선안전분석] Lab 11 Beta Decay Energy

(1) 베타 붕괴의 붕괴 메커니즘은 무엇인가? 왜 세 가지 붕괴 물질이 있는가?베타 붕괴는 불안정한 원자핵이 베타 입자를 방출하는 핵 붕괴 과정이다. 베타 붕괴에는 베타 마이너스 붕괴와 베타 플러스 붕괴 두 가지 유형이 있다.베타 마이너스 붕괴는 약한 상호작용으로 인해 일어난다. 핵 내의 중성자가 가상의 w보손 방출에 의해 양성자로 변환된다. w보손 방출은 아래쿼크를 위쿼크로 바꿔서 중성자를 양성자로 바꾼다. 그 후 w보손은 전자나 반중성미자로 붕괴한다. β-로 표시되는 베타 입자는 음전하를 띠며 전자와 동일하다. 반중성미자는 질량이 매우 작은 중성 입자이다. 베타-마이너스 붕괴에 대한 붕괴 방정식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.양전자 방출이라고도 하는 베타 플러스 붕괴에서는 핵 내의 양성자가 중성자로 변환된다. 이 과정에서 양전자 (베타 플러스 입자)와 중성미자가 방출된다. β+로 표시되는 양전자는 전자와 동일하지만 양전하를 띤다. 중성미자는 질량이 매우 작은 중성 입자이다. 베타 플러스 붕괴는 오직 핵분열한 후 생긴 딸핵의 에너지가 모핵의 에너지보다 높은 결합에너지를 가질 때 원자핵 내부에서만 일어날 수 있다. 베타 플러스 붕괴에 대한 붕괴 방정식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.(2)흡수체의 두께 단위는 무엇인가?흡수체의 물리적인 두께 단위인 m, cm, mm 등을 사용할 수도 있지만 흡수체의 효율성을 잘 설명하기 위해서 밀도 두께의 단위인 g/cm^2, mg/cm^2 등을 사용한다. 밀도 두께는 물질의 밀도와 물리적 두께를 곱한 값이다. 물질의 단위 면적 당 얼마나 많은 질량이 있는지 측정한다. 밀도 두께는 밀도는 다르지만 물리적 두께가 동일한 서로 다른 재료를 비교할 때 유용하다. 밀도 두께는 실제 물리적 두께에 관계없이 재료의 방사선 흡수 능력을 표준화하여 비교할 수 있게 해준다.

자연과학| 2024.04.02| 8페이지| 2,500원| 조회(141)

고려대학교, 보건환경융합과학부, 방사선안전분석

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[고려대학교 보건환경융합과학부 방사선안전분석] Lab 10 Absorption of Beta Particles

(1) 방사선원의 activity는 거리에 따라 어떻게 달라지는가?방사선원의 activity는 일반적으로 거리와 역제곱 법칙 관계를 따른다. 이 법칙에 따르면 방사선원에서 멀어질수록 방사선의 강도 또는 activity는 거리의 제곱에 따라 감소한다.(2)Absorber가 GM tube의 창과 선원 사이에 위치할 때 absorber의 두께가 증가함에 따라 변화하는 activity를 어떻게 예상하는가? GM 튜브의 창과 선원 사이에 absorber를 위치시키면 일반적으로 absorber의 두께가 증가함에 따라 GM 튜브에서 감지되는 방사능이 감소한다. 이러한 activity 감소는 absorber를 통과하는 방사선에 대한 흡수체의 감쇠 효과로 인해 발생한다. 방사선이 absorber를 통과할 때 absorber의 원자 또는 분자와 상호 작용하여 산란, 흡수가 발생한다. 이러한 상호 작용은 방사선의 강도를 감소시켜 activity를 감소시킨다. Absorber의 두께와 방사능 강도 사이의 관계는 지수 함수 또는 대수 함수로 설명할 수 있다.1. 실험제목Absorption of Beta Particles2. 실험동료이름보건환경융합과학부3. 실험목적본 실험의 목적은 베타 입자의 흡수를 통한 방사선 감쇠를 알아보고 베타 입자의 activity와 absorber의 두께 사이의 관계를 살펴보는 것이다.4. 실험장비● GM 튜브 및 거치대가 있는 ST-360 계수기 셋업 (계수기, 전원 공급기, GM 튜브, 선원 플레이트, BNC 케이블) (그림 참조)● 방사성 선원 (Sr-90)5. 실험절차1. 실험 #1에서와 같이 장비를 설정하고 기록용 컴퓨터를 준비한다.2. 계수기의 TIME을 60, HIGH VOLTAGE를 실험 #1에서 구한 튜브의 최상 작동 전압인 900으로 설정해준다.3. Background를 먼저 측정한다.4. Sr-90 선원을 두번째 칸에 놓고 계수율을 측정한다.

자연과학| 2024.04.02| 9페이지| 2,500원| 조회(167)

고려대학교, 보건환경융합과학부, 방사선안전분석

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