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프레스다이용 코일스프링의 신뢰성평가 및 고장분석 사례 발표

  • 고세현;박상용;장진만;이원식
    • 한국신뢰성학회:학술대회논문집
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    • 한국신뢰성학회 2006년도 학술발표대회 논문집
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    • pp.239-246
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    • 2006
  • 프레스다이용 코일스프링은 자동차 및 전자제품의 외형생산에 필요한 금형 내에 장착되는 금형용 스프링으로서 녹아웃 및 스트리퍼 등에 사용되고 있다. 프레스다이용 코일스프링이 사용 중 파손 시에는 고가인 금형의 손상 및 생산성에 영향을 미칠 수도 있기 때문에 사용 환경에서의 신뢰성확보가 요구되어지고 있다. 특히 중(重)하중 및 극중(極重)하중용 스프링은 과거 현장에서 파손사례가 자주 발생함으로 인해 외산을 선호하는 경향이 있는 형편이다. 이에 국산 스프링의 신뢰성검증 및 확보를 위해 신뢰성기반구축사업을 통해 신뢰성평가기준(RS D 0014)가 제정되었으며, 이 평가기준에 의거하여 국내 업체의 제품에 대해 신뢰성평가를 실시하였다. 프레스다이용 코일스프링의 파손원인은 주로 반복하중에 의한 피로파손과 일정한 변위의 변형으로 발생하는 코일스프링 자유높이의 축소로 크게 구분되어질 수 있다. 시험결과 주 파손양상은 피로에 의한 균열발생이었으며, 코일 끝단부와 끝단부 직하부의 코일과의 마찰에 의한 균열발생이 주원인이었다. 즉, 코일의 끝단면과 직하면 코일이 연속적으로 부딪침으로써 발생한 변형 및 마모에 의해 표면균열이 발생하고, 표면균열에서 반복적인 부하하중이 가해짐으로써 피로균열 진전을 통해 점차적으로 파손이 진행되어졌음을 알 수 있었다. 본 발표에서는 기준에 의거하여 로하중용 프레스 다이용 코일스프링을 평가한 신뢰성평가시험 결과에 대해 보고하고, 파단면 관찰과 외산제품과의 미세조직 및 조성 등의 비교분석결과 등을 기초로 파손원인을 분석한 결과에 대해 보고하고자 한다.제고할 수 있을 것으로 기대한다.X>$CdCl^+,\;CdSO_4$ 등이 형성되었다. 수은의 경우는 해수 및 증류수를 용출용매로 이용한 모든 경우에서 납, 구리, 카드뮴과는 달리 대부분 침전하였다. 더욱이 해수에 존재하는 고농도 염소($Cl^-$)와의 수착으로 인해 finite solid인 calomel($Hg_2Cl_2$)이 형성되어 대부분 침전(SI=0)되기 때문에 납, 구리, 카드뮴 보다 더 낮은 환경이동성을 갖을 것으로 사료된다. 상기 실험결과 용출용매로 증류수와 해수를 이용했을 때, 제강 슬래그에서 용출되는 납, 구리, 카드뮴, 수은의 용출 경향의 차이를 확인할 수 있었고 이에 따라서, 납, 구리, 카드뮴의 용출 유해성은 낮기 때문에 해양구조물로의 제강슬래그 유효이용은 적합할 것으로 판단되었다.im80%$로 계산되었다. 열형광선량계로 측정된 방사선량은 각각 1.8, 1.2, 0.8, 1.2, 0.8 (70 cm 거리) cGy로 측정되었으며, 환자의 복부 표면에서의 서베이메터를 이용한 측정량은 10.9 mR/h였다. 차폐구조물의 사용 시 전체 치료 동안에 태아선량은 약 1 cGy 정도로 평가되었다. 결론 : AAPM Report No.50의 자료에 따르면, 임산부의 방사선 치료 시 태아의 방사선 피폭선량은 5 cGy 이하일 경우에 방사선 피폭에 따른 태아의 위험이 거의 없는 것으로 제시되고 있다. 본원에서 차폐 구조물을 설치하였을 경우에 측정된 태아선량은 약 1 cGy로 측정되었고, 고안된 차폐구조물

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국내 건설폐기물 재활용 체계를 반영한 해체 콘크리트 폐기물 자체처분 방사선 영향 예비평가 (Screening Assessment of Radiological Effect From Clearance of Decommissioning Concrete Waste Based Upon Recycling Framework of Construction Waste in Korea)

  • 임근수;정재학;황주호
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.441-454
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    • 2018
  • 2017년 고리 1 호기 영구정지를 계기로 국내 원자력발전소의 해체가 점차 가시화되고 있다. 앞으로 원전 해체가 본격적으로 추진될 경우 원전 1기 당 약 16만 t의 콘크리트 폐기물이 발생될 것으로 예측되었으며, 이들 콘크리트 폐기물은 대부분 오염준위가 매우 낮아 자체처분 대상으로 고려될 수 있다. 따라서, 국내 자체처분 폐기물(원자력안전위원회 고시 2017-65호에 따른 자체처분 허용농도 또는 자체처분 허용선량을 만족하는 폐기물)에 대한 현행 규제체계가 대량의 콘크리트 폐기물에 대한 무제한적 자체처분에 대해서도 유효성을 유지할 수 있는지를 사전에 확인할 필요가 있다. 이와 관련, 국내 자체처분 규정 개발 시 참조기준인 IAEA SRS No. 44를 심층분석하고, 국내 산업계 현황을 반영한 입력값과 계산식을 이용하여 4가지 자체처분 시나리오에 대한 예상 피폭방사선량을 평가하였다. 그 결과, 재활용 시나리오에 대한 예상선량은 대부분 정상 시나리오에 대한 자체처분 선량 기준(즉, $0.01mSv{\cdot}y^{-1}$)보다 낮은 것으로 평가되었으나, 성토 후 거주 시나리오의 경우 보수적인 가정을 적용하면 자체처분 선량 기준을 초과할 가능성도 배제할 수 없는 것으로 나타났다. 따라서, 대량의 해체 콘크리트 폐기물의 안전하고 지속가능한 자체처분을 위해서는 폐기물 처리업체 다변화, 성토 시나리오에 대한 보다 구체적인 평가, 성토를 통한 자체처분에 대한 부분적 제한조건 설정 등을 고려할 수 있다.

핵임계사고시(核臨界事故時)에 있어서 속중성자선량(速中性子線量)의 해석(解析) (Fast Neutron Dosimetry in Criticality Accidents)

  • 노성기;육종철
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제1권1호
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    • pp.1-9
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    • 1976
  • 핵임계사고시(核臨界事故時)에 방출(放出)되는 속중성자(速中性子)가 산란중성자(散亂中性子)로 중첩(重疊)되어 있는 상태(狀態)에서 방사화(放射化) 및 발단방사화검출기(發端放射化檢出器)를 이용(利用)하여 속중성자(速中性子)를 측정(測定) 및 해석(解析)할 수 있는 한 방법(方法)을 제안(提案)하였으며 이 측정(測定)에 있어서 주요인자(主要因子), 즉(卽) 몇개의 발단방사화검출기(發端放射化檢出器)에 대(對)한 평균핵반응단면적(平均核反應斷面積)과 중성자당선량환산계수(中性子當線量換算係數)를 전자계산기(電子計算機)로 계산(計算)하였다. 그 결과(結果) 핵분열중성자(核分裂中性子)의 스펙트럼 측정(測定)에는 발단(發端)에너지가 높은 검출기(檢出器)가 유리(有利)한 것에 반(反)해 발단(發端)에너지가 낮은 것은 산란매질(散亂媒質)이 없는 핵임계장치(核臨界裝置)의 사고시(事故時)에 있어서 속중성자(速中性子)의 시적분선속밀도(時積分線束密度) 측정계(測定計) 유용(有用)한것 같았다. 그리고 유황(硫黃)의 (n, p) 핵분열(核分裂)에 대(對)한 평균단면적(平均斷面積)은 핵분열(核分裂) 중성자(中性子)의 해석적(解析的) 표현식(表現式)에 무관(無關)한 것 처럼 보였다 .그밖에 중성자당(中性子當) 선량환산계수(線量換算係數)의 변화(變化)는 핵분열(核分裂) 중성자(中性子) 스펙트럼의 해석적(解析的) 표현식(表現式)과 핵분열상태(核分裂形態)에 따라 민감(敏感)하게 변화(變化)되지 않은 것 같았다.

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원통형 전리함의 유효 측정점에 관한 실험적 연구 -의료용 전자선을 중심으로- (The Experimental Study of the Effective Point of Measurement for Cylindrical Ion Chamber -For Medical Electron Beams-)

  • 이병용;최은경;장혜숙;홍석민;이명자;전하정
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제2권2호
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    • pp.155-160
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    • 1991
  • 전자선 측정에 사용되는 원통형 전리함의 유효 측정점 깊이에 관한 연구를 하였다. 물팬톰 속에서 Markus 평판형 전리함을 사용하여 여러 에너지(전자선 6MeV 및 9MeV, 12MeV, 20MeV) 방사선의 선량 백분율을 구하고, 이 값을 기준으로 하여 원통형 전리함으로(PW233643 내경 5.5mm 및 PR-05P 내경 4mm, PM30 내경 15mm) 구한 선량 백분율과 비하여 선량 백분율 곡선의 변위를 유효 측정점으로 계산하였다. 이 결과 전자선에서는 0.4~0.6r 만큼, $^{60}$Co 감마선에서는 0.3~0.7r 만큼 표면쪽으로 이동한 값을 측정점으로 정하여야 하는 것을 알았다.

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고리1호기 증기발생기 제염해체 시 작업자 피폭선량 평가 및 저감화 방안 (The Assessment and Reduction Plan of Radiation Exposure During Decommissioning of the Steam Generator in Kori Unit 1)

  • 손영직;박상준;변지향;안석영
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.377-387
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    • 2018
  • 대한민국 첫 상업원전인 고리1호기는 40년간의 성공적인 운전을 끝내고 2017년 6월 18일 영구정지 되었다. 고리1호기는 본격적인 해체에 앞서 터빈건물에 폐기물처리시설 건설을 계획하고 있다. 각종 방사성폐기물은 폐기물처리시설에서 제염, 해체, 절단, 용융되어 자체처분 되거나 방사성폐기물 처분장으로 보내 진다. 해체폐기물 중 대형금속방사성폐기물은 주로 1차 계통측 기기들로 높은 방사능을 띄고 있어 해체활동 중 작업자의 피폭관리가 필요하다. 본 논문에서는 대형금속방사성폐기물 중 크기가 가장 크고 형상이 복잡한 증기발생기를 선정하여 RESRAD-RECYCLE 코드를 이용하여 작업자 피폭선량을 평가하고 저감화 방안을 수립 하고자 한다.

AMBER를 이용한 방사성폐기물처분장 생태계 평가 템플릿 ACBIO 개발 (Development of ACBIO: A Biosphere Template Using AMBER for a Potential Radioactive Waste Repository)

  • 이연명;황용수;강철형;한필수
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.213-229
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    • 2005
  • 심부 및 천부 지질 환경을 갖는 지하 모암 내의 방사성 폐기물 처분장으로부터 유출된 핵종은 다양한 인공 및 지하 매질을 거쳐 궁극적으로 인간 생태환경으로 도달하게 된다. 그 결과로 인간에게 주는 피폭선량률을 정량적으로 계산하는 것은 처분안전성 평가의 최종 단계가 된다. 방사성폐기물에 포함된 핵종에 대해 붕괴사슬을 고려하고 방사성폐기물처분 시스템의 주요한 부분을 이루는 생태계를 구획으로 모델링 한 후 이들 구획간의 핵종이동에 대한 전이계수를 적용하여 동적 구획모델을 기반으로 하는 AMBER를 이용한 케이스화일로서 ACBIO템플릿을 개발하고 이를 이용하여 각 핵종별 선량환산인자를 평가해 보았다.

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광자극형광나노닷선량계를 사용한 X선 빔의 유효에너지 결정 (Determination of the Effective Energy of X-Ray Beam Using Optically Stimulated Luminescent nanoDot Dosimeters)

  • 김종언;이상훈
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.375-379
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    • 2015
  • 이 연구의 목적은 다종에너지 X선 빔의 유효에너지를 결정하는데 있다. 80 kVp X선 빔에 대한 알루미늄의 반가층은 광자극형광나노닷선량계들(OSLnDs)을 사용하여 측정하였다. 선감쇠계수(${\mu}$)는 측정된 반가층을 사용하여 계산하였다. 그리고 질량감쇠계수(${\mu}/{\rho}$)는 알루미늄의 밀도로 선감쇠계수를 나누어 얻었다. 얻어진 질량감쇠계수의 유효에너지($E_{eff}$)는 미국표준기술연구소(NIST)에서 주어진 알루미늄의 광자에너지들에 대한 X선질량감쇠계수들의 자료를 사용하여 결정하였다. 결과로서, 반가층, 선감쇠계수 및 질량감쇠계수는 각각 2.262 mmAl, $3.06cm^{-1}$, $1.114cm^2/g$이다. 그리고 유효에너지는 29.79 keV에서 결정되었다.

kV X-선에서 원통형전리함의 선질인자 결정에 관한 연구: IAEA 프로토클 고찰과 N23333, N30001 전리함에 대한 몬테칼로 계산 및 측정 (Determination of Quality Factors for Cylindrical Ionization Chambers in kV X-rays: Review of IAEA Dosimetry Protocol and Monte Carlo Calculations and Measurements for N23333 and N30001 Chambers)

  • 이강규;임천일;장세경;문성록;정동혁
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제16권2호
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    • pp.53-61
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    • 2005
  • 본 연구에서는 kV X-선에 대하여 원통형전리함의 선질인자를 몬테칼로 계산과 측정으로 결정하였다. 대상 X-선은 KFDA에 설치되어 있으며 에너지스펙트럼과 선질이 명시된 $60\~300kV$ 범위의 X-선(ISO-4037)이었으며, 전리함은 PTW N23333과 N30001이었다. 이론적 계산과 몬테칼로 계산으로 구한 공기커마와 공동의 흡수선량으로부터 IAEA프로토콜의 $R_{\mu}$$R_{Q,Q_{0}}$인자를 결정하였다. 두 전리함의 반응 범위는 $80\~250kV$ 영역에서 모두 $\pm3\~4\%$를 보였으나, N30001 전리함의 경우에 $110\~300kV$ 영역에서 $\pm1.7\%$로서 평탄한 특성을 보였다. 본 연구로부터 kV X-선에 대한 선량평가에 대하여 고찰할 수 있었으며, 프로토콜의 적용을 위하여 에너지의존성의 평가가 중요함을 알 수 있었다.

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사용후핵연료 운반용기 방사선적 안전성평가에 관한 연구 (A Study on Radiation Safety Evaluation for Spent Fuel Transportation Cask)

  • 최영환;고재훈;이동규;정인수
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.375-387
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    • 2019
  • 본 연구에서는 최근 개발중인 360 다발 장전용량의 중수로 사용후핵연료 운반용기에 대한 설계기준연료의 방사선원항 평가와 용기외부에서의 방사선량률 계산을 수행하였다. 그리고 국·내외 방사선적 안전성평가와 관련한 기술기준 부합여부를 판단하고 결과의 적합성을 제시하였다. 방사선원항으로 작용하는 설계기준연료 선정을 위해 월성원전에서 운영중인 운반 용기 및 두 가지 방식의 건식저장시설에 적용된 설계기준연료의 사양 및 특성을 조사하였다. 각 운반·저장 시스템 별 설계 기준연료의 연소도, 최소 냉각기간 및 중간저장시설로의 운반시점 등을 바탕으로 연소도 7,800 MWD/MTU와 최소 냉각기간 6년을 설계기준연료로 설정하였다. 설계기준연료의 방사선원항은 SCALE 전산코드의 ORIGEN-ARP모듈을 이용하여 평가하였다. 운반용기의 방사선차폐평가는 MCNP6 전산코드를 이용하였으며, 기술기준에서 요구하는 운반용기 외부에서의 방사선량률 평가를 정상 및 사고조건으로 구분하여 수행하였다. 방사선량률 평가결과, 정상운반조건의 운반용기 표면 및 운반용기 표면 2 m 이격지점에서 계산된 최대 방사선량률은 각각 0.330 mSv·h-1와 0.065 mSv·h-1로 도출되어 선량률 제한치인 2.0 mSv·h-1와 0.1 mSv·h-1를 모두 만족하는 결과를 도출하였다. 또한 운반사고조건하 운반용기 표면 1 m 지점에서의 최대 방사선량률은 0.321 mSv·h-1로서 기술기준인 10.0 mSv·h-1 미만으로 평가되어, 대용량 중수로 사용후핵연료 운반용기는 방사선적 안전성을 확보하는 것으로 나타났다.

선량 중첩 방식을 이용한 동적 배기 조사면의 특성 연구 (Commissionning of Dynamic Wedge Field Using Conventional Dosimetric Tools)

  • 이병용;나상균;최은경;김종훈;장혜숙;김미화
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제15권1호
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    • pp.71-78
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    • 1997
  • 목적 :동적 쐐기 조사면 측정을 다중 검출기 시스템과 같은 특수한 장치없이 보편적인 방사선 측정 방법을 사용하여 시행할 수 있는 방법을 고안, 수행하였다. 대상 및 방법 : $15^{\circ},\;30^{\circ},\;45^{\circ},\;60^{\circ}$의 동적 쐐기각(dynamic wedge angle)과 6MV와 15MV인 광자선을 발생시키는 선형 가속기(CL 2100 C/D)를 이용하여 wedge transmission factor 및 percentage depth dose(PDD, 선량 프로파일을 측정하였다. Wedge transmission factor는 6MV, 15MV인 광자선과 $15^{\circ},\;30^{\circ},\;45^{\circ},\;60^{\circ}$의 4개의 동적 쐐기각에 대해서 $4\times4cm^2-20\times20cm^2$까지 1-2cm간격의 정사각형 조사면과 Y-field가 4cm, 20cm일 때 여러개의 X-field에 대한 각각의 직사각형 조사면에서 측정하였다. 또한 동적 쐐기의 구간별 치료표(Segmented Treatment Table, STT)값을 이용하여 wedge factor를 계산해 내었다. PDD는 필름 dosimetry로 구하였는데 개방 조사면에 대해 전리함과 필름으로 PDD를 구한 후 필름의 환산값을 알아내어 쐐기 조사면에 대한 필름 dosimetry로 PDD를 구하여 필름 환산값으로 전리함을 통해 얻을 수 있는 실제 PDD를 구하였다. 선량 프로파일은 비대칭 정지 조사면을 선택적으로 전리함을 이용하여 측정하고 이때 얻은 측정치인 소구간 프로파일과 STT를 이용하는 선량 분포 중칩 방식으로 구하였다. 결과 : wedge transmission factor의 측정치와 STT를 이용하여 구한 계산치를 비교한 결과 실험 오차 범위내에서 거의 일치하였다. 또한 직사각형 조사면에서의 wedge transmission factor 변화를 측정한 결과 동일한 Y-field에 대해서 직사각형 조사면은 정사각형 조사면에서의 wedge factor와 같았다. PDD는 필름 방사선 측정값의 보정으로 개방 조사면에서 PDD와 동적 쐐기 조사면에서 PDD 사이의 차이는 무시될 수 있다. 그리고 전리함의 측정으로부터 중칩 방식으로 얻어진 동적 쫴기의 선량 프로파일은 필름 dosimetry로 얻은 동적 쐐기의 선량 프로파일과 비교한 결과 최대 2% 이내 정확도의 허용 오차 영역에 들어옴을 볼 수 있었다. 결론 :동적 조사면의 특성으로 동적 쐐기 측정에서의 정보 수집을 위하여 모든 조사면에서의 방대한 측정과 그로인한 장시간의 소비, 또한 동적 쐐기 측정을 위한 특수한 장치가 필요하지만 보편적으로 사용하는 측정 장치, 즉 단일 검출기와 필름 방사선 측정 방법으로 충분히 용이하게 행할 수 있었다.

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