[방사선 이야기] #5 RI의 이용 : Tracer

안녕하세요!!
@chosungyun입니다.
RI의 이용 분야 중에 산업에서는 비파괴검사가 주를 이룬다고 소개했었습니다. 그런데 이에 준하여 방사성동위원소가 많이 사용되는 분야가 있습니다. Tracer로의 사용입니다. 뭔지 한 번 알아보겠습니다.

Tracer?

해석하면 추적자라는 뜻을 가지고 있습니다. 하는 역할은 말 그대로 추적을 하기 위해 사용하죠. 산업에서는 규모가 크기 때문에 육안으로 모든 것을 계측하기 힘들기 때문에 누설하는 부위를 찾기 위해서 압력을 감시하는 누설율을 시험하기도 합니다. 그런데 이런 방식말고도 방사선을 이용한 방식으로도 제어를 할 수 있습니다. 비슷한 방식으로 부피를 측정하는데도 사용할 수 있습니다. 오늘은 이 부피를 측정하는 방식에 대해서 소개하려고 합니다.

기존의 부피측정

기존의 부피측정 방식은 어떻게 측정할까요? 유체를 담는 통이 규격화가 되어있다면 부피를 바로 계산이 가능하지만 불규칙하고 계산하기에 부적합하다면 유체를 담았다가 유체의 양을 측정을 하죠. 하지만 호수나 연못의 부피를 이렇게 측정하기에는 한계가 있겠죠. 이럴 때 방사성동위원소를 사용하면 손쉽게 부피를 알아낼 수 있습니다.

Tracer Dilution

알아내는 방법은 간단합니다. 부피를 알아내고자 하는 곳에 방사능 감시기를 설치합니다. 예를 들어 동굴에 집어넣습니다. 그리고 샘플화된 방사성 동위원소가 들어있는 용액을 동굴에 넣습니다. 예를들어 1L의 방사성 물질이 든 용액을 넣는 것입니다. 이렇게 넣고 시간에 흐를 때까지 기다려야 합니다. 시간이 충분히 흘러 자연순환으로 이 용액이 충분히 섞이게 되면 이때의 방사능을 감시합니다. 그럼 기존에 넣은 방사성 물질의 반감기를 고려하여 감소됬을 방사능과 비교를 하게 됩니다. 이때 부피를 V, 방사능을 C라고 표현하면 계측했을때의 sample의 부피를 V1, 방사능이 C1(t)이고 알고자 하는 곳의 부피를 V2, 방사능을 C2라합니다. 여기서의 V2는 다음의 관계를 가집니다.

C1∙V1=C2∙V2

이러한 관계를 이요하여 부피를 측정합니다.
이를 위해서 사용 방사성 핵종은 반감기가 충분히 길어야하고 용매와 잘 섞이는 물질이어야 합니다.
그런데 방사성 물질을 사용하면 위험하다고 생각하실 수 있습니다. 하지만 여기서 사용하는 양은 아주 극소량입니다. 사용하는 검출기의 검출 효율에 따라 다르겠지만 검출에 필요한 양은 극소량으로 자연계에 존재하는 양 이상으로 월등히 높거나 하는 양은 아니니까 걱정할 필요는 없습니다.
오늘은 여기서 포스팅을 마칩니다. 감사합니다!!

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“해당 포스팅에 사용한 이미지의 출처는 구글 이미지임을 알립니다”