• 제목/요약/키워드: 콘크리트 방사화

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PET 사이클로트론 가동에 따른 콘크리트 차폐벽의 방사화 (Radioactivation Analysis of Concrete Shielding Wall of Cyclotron Room Using Monte Carlo Simulation)

  • 장동근;이동연;김정훈
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제11권5호
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    • pp.335-341
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    • 2017

  • 사이클로트론은 양자 또는 중양자를 가속하는 장치로써 의료장비인 양전자방출촬영장치(PET)에 이용되는 단반감기의 방사성의약품을 생산하는 시설로 이용되고 있다. 사이클로트론에서 방사성의약품을 생산하기 위해선 가속된 양성자와 타켓과의 핵반응이 필요하며 반응 후 불필요한 중성자가 발생하게 된다. 이에 본 연구에서는 사이클로트론에서 발생되는 양성자와 중성자가 콘크리트 차폐벽과 충돌하여 발생되는 방사화에 대해 알아보고자 하였다. 실험은 몬테카를로 모의 모사의 한 종류인 FLUKA를 통해 방사화된 방사성동위원소를 추적하였으며, 콘크리트 차폐벽의 물성은 ppm 단위의 미량의 불순물이 포함된 물성과 불순물이 포함되지 않은 물성을 이용하여 비교 분석하였다. 발생된 방사화 핵종은 RESRAD-Build를 통해 인체에 미치는 피폭선량율 기준으로 비교분석하였으며, 실험결과 불순물이 포함된 콘크리트 물성에서는 총 14개의 방사성동위원소가 생산되었으며, 인체에 미치는 피폭선량을 기준으로 분석 하였을 때, $^{60}Co$(72.50%), $^{134}Cs$(16.75%), $^{54}Mn$(5.60%), $^{152}Eu$(4.08%), $^{154}Eu$(1.07%)이 전체 선량의 99.9%를 차지하였으며, 피폭의 위험도는 $^{60}Co$ 핵종이 가장 높게 나타났다. 불순물이 포함되지 않은 물성에서는 총 5개의 핵종이 나타났으며, 그 중 $^{54}Mn$이 피폭선량의 99.9%를 차지하는 것으로 나타났다. 양성자의 유도 핵반응에 따라 불순물이 아닌 $^{56}Fe$에서 방사화 과정을 통해 Cobalt가 발생될 가능성이 있으나 콘크리트벽에 도달하는 양성자의 개수가 작아 방사화를 일으키지 못하였다. 불순물의 포함 여부에 따른 피폭선량의 비교결과 불순물이 포함된 경우가 그렇지 않은 경우 보다 약 98% 높게 나타나 ppm 단위의 미량의 불순물이 방사화의 주요인임을 알 수 있었다.

  • https://doi.org/10.7742/jksr.2017.11.5.335 인용 PDF KSCI

원전 방사화 콘크리트 차폐벽의 확률 기반 성능변화 예측 (Probability-Based Performance Prediction of the Nuclear Contaminated Bio-Logical Shield Concrete Walls)

  • 권기현;김도겸;이호재;서은아;이장화
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.316-322
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    • 2019

  • 본 연구에서는 환경적·물리적 인자들의 불확실성을 반영하는 확률론적 접근법을 적용하여, 원자로 가동기간 동안 장시간 방사능에 노출된 원전 콘크리트 차폐벽의 재료적 특징 및 강도에 대한 영향을 평가하였다. 방사화에 따른 콘크리트의 재료적 특성 변화를 조사하였으며, 중성자 노출량과 시간과의 관계를 나타내는 중성자속 분석을 통해 차폐 콘크리트 의 시간의존적 압축강도와 인장강도의 변화를 예측하였다. 압축강도와 인장강도 각각의 변화에 따른 차폐 콘크리트의 파괴확률을 몬테카를로 시뮬레이션(Monte Carlo Simulation) 기법을 적용하여 추정하였다. 본 연구에서는 가동 40년 만인 2017년에 영구정지한 고리 1호기의 해체 안전성 평가를 위해, 이와 유사한 원전유형 및 관련 자료를 활용하여 콘크리트 생체차폐벽의 성능변화를 예측하였다.

  • https://doi.org/10.14190/JRCR.2019.7.4.316 인용 PDF KSCI

연구로 2호기 수조 콘크리트의 $^3H$ 및 $^{14}C$ 공간분포 (Spatial Distributions of $^3H$ and $^{14}C$ in the Shielding Concrete of KRR-2)

  • 홍상범;김희령;정근호;강문자;정경환;정운수;박진호
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.329-334
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    • 2006

  • 연구로 2호기 해체과정에서 발생한 방사화된 수조 콘크리트 내의 깊이에 따른 $^3H$ 및 $^{14}C$의 방사능 분포를 고온연소로와 액체섬광계수기를 이용하여 분석하였다. 또한 향후 연구로 2호기 해체과정에서 발생된 콘크리트폐기물의 핵종재고량 평가에 활용하기 위하여 $^3H$ 및 $^{14}C$ 측정결과와 감마방출핵종과의 상관관계를 도출하였다. $^3H$ 및 $^{14}C$의 검출하한값은 0.048 및 0.028 Bq/g이다. 연구로 2호기 수조 콘크리트 내의 $^3H$ 및 $^{14}C$의 깊이별 방사능 분포는 콘크리트 표면으로부터 멀어질수록 지수적으로 감소하는 경향을 보여주었다. 또한,$^3H$ 및 $^{14}C$의 비방사능은 콘크리트에 존재하는 $^{60}CO$의 비방사능과 좋은 상관관계를 나타내었다.

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