• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권12호
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• pp.4678-4684
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• 2023

Using the Monte Carlo method, the impact of the angular distribution of the electron source on the dose distribution for the 2.5 MeV ELV electron accelerator was explored. The experiment measured the 3-D dose distribution in the irradiation chamber for electron energies of 1.0 MeV and 2.5 MeV. The simulation used the MCNP6.2 code to evaluate three angular distribution models of the source: a mono-directional beam, a cone shape, and a triangular shape. Of the three models, the triangular shape with angles θ = 30°, φ = 0° best represents the angle of the scan hood through which the electron beam exits. The MCNP6.2 simulation results demonstrated that the triangular model is the most accurate representation of the angular distribution of the electron source for the 2.5 MeV ELV electron accelerator.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제43권1호
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• pp.13-18
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• 2011

In this study, simulations were done of a 661.6 keV line from a point source of $^{137}Cs$ housed in a lead shield. When increasing the scattering angle from 60 to 120 degrees with a 6061 aluminum alloy target placed at angles of 30 and 45 degrees to the incident beam, the spectra showed that the single scattering component increases and that the multiple scattering component decreases. The investigation of the single and multiple scattering components was carried out using a MCNP5 simulation code. The component of the single Compton scattering photons is proportional to the target electron density at the point where the scattering occurs. The single scattering peak increases according to the thickness of the target and saturates at a certain thickness. The signal-to-noise ratio was found to decrease according to the target thickness. The simulation was experimentally validated by measurements. These results will be used to determine the best conditions under which this method can be applied to testing electron densities or to assess the thickness of samples to locate defects in them.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.193-201
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• 2020

본 연구 목적은 선형가속기를 통해 입사된 전자가 표적(target)을 구성하는 물질과 두께에 따른 광자 특성을 평가하는 것이다. 전산모사 설계는 2 mm 두께의 텅스텐 단일물질과 1.8 mm 와 2.3 mm 두께의 텅스텐과 구리 복합물질로 구성된 선형가속기 표적(Target)이다. 연구 방법은 첫째, 표적 내 일차 입자의 거동은 전자플루언스와 전자 에너지 축적으로 평가하였다. 둘째, 표적 내에서 발생하는 광자는 광자 플루언스로 평가하였다. 셋째, 표적으로부터 1 m 거리에서의 광자 각-에너지 분포는 광자 플루언스로 평가하였다. 그 결과 첫째, 단일물질과 복합물질 표적에서의 전자 플루언스와 에너지 축적을 통해 일차 입자인 전자가 표적 밖으로 방출되지 않았으며, 표적 두께에 따라 전자가 음의 선형적으로 감쇄하였다. 둘째, 복합물질 표적이 단일물질 표적보다 광자 생성이 더 높은 것으로 나타났다. 이는 물질 구성 성분과 두께가 광자 생성에 영향을 준다는 사실을 확인하였다. 셋째, 차폐 해석에 필요한 각 분포에 따른 광자 플루언스를 계산하였다. 이러한 결과는 선형가속기 표적을 구성하는 물질과 두께에 따라 광자 생성률이 차이 나는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 연구는 국가에서 도입 중인 컨테이너 보안 검색용 선형가속기 사용시설의 설계 및 운영 시 필요한 자료이며, 방사선 방호에 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권2호
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• pp.523-531
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• 2022

In order to study the sensitivity and the uncertainty of the Moroccan research reactor TRIGA Mark II, a model of this reactor has been developed in our ERSN laboratory for use with the N-Particle MCNP Monte Carlo transport codes (version 6). In this article, the sensitivities of the effective multiplication factor of this reactor are evaluated using the ENDF/B-VII.0, ENDF/B-VII.1 and JENDL-4.0 libraries and in 44 energy groups, for the cross sections of the fuel (U-235 and U-238) and the moderator (H-1 and O-16). However, the quantification of the uncertainty of the nuclear data is performed using the nuclear code NJOY99 for the generation and processing of covariance matrices. On the one hand, the highest uncertainty deviations, calculated using the ENDFB-VII.1 and JENDL4.0 evaluations, are 2275, 386 and 330 pcm respectively for the reactions U₂₃₅(n, f), $ U_{235}(n\bar{\nu})$ and H₁(n, γ). On the other hand, these differences are very small for the neutron reactions of O-16 and U-238. Regarding the neutron spectra, in CT-mid plane, they are very close for the three evaluations (ENDF/B-VII.0, ENDF/B-VII.1 and JENDL-4.0). These spectra present two peaks (thermal and fission) around the energies 0.05 eV and 1 MeV.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권7호
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• pp.1355-1366
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• 2020

A review of the documentation and an interpretation of the NEA-1517/74 and NEA-1517/80 shielding benchmarks (measurements of photon leakage flux from a hollow sphere with a central 14 MeV neutron source) from the SINBAD database with the Monte Carlo code MCS and the most up-to-date ENDF/B-VIII.0 neutron data library are conducted. The two analyzed benchmarks describe satisfactorily the energy resolution of the photon detector and the geometry of the spherical samples with inner beam tube, tritium target and cooling water circuit, but lack information regarding the detector geometry and the distances of shields and collimators relatively to the neutron source and the detector. Calculations are therefore conducted for a sphere model only. A preliminary verification of MCS neutron-photon calculations against MCNP6.2 is first conducted, then the impact of modelling the inner beam tube, tritium target and cooling water circuit is assessed. Finally, a comparison of calculated results with the libraries ENDF/B-VII.1 and ENDF/B-VIII.0 against the measurements is conducted and shows reasonable agreement. The MCS and MCNP inputs used for the interpretation are available as supplementary material of this article.

• 한국방사선학회논문지
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• 제1권3호
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• pp.11-16
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• 2007

새로 개발된 몬테칼로 모사코드인 GATE의 방사선치료 분야에의 적용성 검토를 위하여 방사선치료 오차확인용 전자포탈영상장치에 사용되는 금속판/형광스크린 계측기의 특성을 예측 및 분석하였다. GATE를 이용하여 계산한 6 MV 선형가속기에서 발생되는 엑스선의 에너지 스펙트럼을 바탕으로, 여러가지 두께의 금속판/형광스크린에 대하여 계측효율과 공간분해능을 계산하였고, 이를 범용으로 사용되는 MCNP4B 모사 결과 및 실험 결과와 비교하여, 방사선치료 분야에 응용 가능성을 검증하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권1호
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• pp.357-357
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• 2024

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제30권1호
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• pp.35-37
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• 2005

한국원자력연구소의 방사선 검출기 연구팀에서는 가스 전자 증폭기를 이용하여 고효율 중성자 검출기를 개발하고 있다. 이중 가스 전자 증폭기를 제작하였고 Ar/Isobutane 혼합기체에서 동작시켰다. 고효율 중성자 검출기에 적용하기 위해서 다중 가스 전자 증폭기 포일 양면에 중성자 변환 물질인 $^6Li$ 또는 $^{10}B$를 코팅하는 것이 고려되었다. 중성자 검출을 위한 박막의 최적화된 두께를 MCNP와 SRIM으로 계산하였다. 중성자 검출 효율은 박막을 구성하는 화합물과 박막 두께를 변화시키면서 계산하였다. 열중성자는 drift plate에 중성자 반응 박막을 입힌 GEM 검출기에 의해서 측정되있다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제43권6호
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• pp.583-592
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• 2011

The radiological characteristics for waste classification were assessed for neutron-activated decommissioning wastes from a CANDU reactor. The MCNP/ORIGEN2 code system was used for the source term analysis. The neutron flux and activation cross-section library for each structural component generated by MCNP simulation were used in the radionuclide buildup calculation in ORIGEN2. The specific activities of the relevant radionuclides in the activated metal waste were compared with the specified limits of the specific activities listed in the Korean standard and 10 CFR 61. The time-average full-core model of Wolsong Unit 1 was used as the neutron source for activation of in-core and ex-core structural components. The approximated levels of the neutron flux and cross-section, irradiated fuel composition, and a geometry simplification revealing good reliability in a previous study were used in the source term calculation as well. The results revealed the radioactivity, decay heat, hazard index, mass, and solid volume for the activated decommissioning waste to be $1.04{\times}10^{16}$ Bq, $2.09{\times}10^3$ W, $5.31{\times}10^{14}\;m^3$-water, $4.69{\times}10^5$ kg, and $7.38{\times}10^1\;m^3$, respectively. According to both Korean and US standards, the activated waste of the pressure tubes, calandria tubes, reactivity devices, and reactivity device supporters was greater than Class C, which should be disposed of in a deep geological disposal repository, whereas the side structural components were classified as low- and intermediate-level waste, which can be disposed of in a land disposal repository. Finally, this study confirmed that, regardless of the cooling time of the waste, 15% of the decommissioning waste cannot be disposed of in a land disposal repository. It is expected that the source terms and waste classification evaluated through this study can be widely used to establish a decommissioning/disposal strategy and fuel cycle analysis for CANDU reactors.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제30권2호
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• pp.55-60
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• 2005

SMART 연구로의 노외계측기 설계를 위하여 고온 전출력 조건과 중성자 계수율이 최소가 되는 조건에 대해서 중성자속 분포 평가를 수행하였다. 고온 전출력 조건에서 IST 영역의 에너지 구간별 중성자속 분포 계산은 DORT와 MCNP코드를 이용하였으며, 계산 결과 IST 내의 첫 번째 물 영역에서 최대의 열중성자속을 보였고 두 코드 결과는 대략 10% 이내에서 일치하는 것으로 나타났다. 그리고 중성자 계수율이 최소가 되는 조건에서 노외계측기 설치 영역에서의 중성자속을 계산한 결과, 선원의 세기가 $1.0{\times}10^8(n/sec)$이라고 가정한 경우 최대 열중성자속의 크기는 $6.99{\times}10^{-2}(n/cm^2-sec)$로 전체 중성자속의 80% 이상을 차지하는 것으로 나타났는데 이는 IST 철 구조물을 통과한 속중성자가 감속능이 큰 물 영역에서 에너지를 잃고 열중성자로 변하였기 때문이다. 그러므로 노외계측기 설계시 계측기를 둘러싸는 계측기 안내관 충전물질, 설치위치 그리고 각 계측기 Segment들의 길이 등을 최적화하여 중성자 계수율을 증가시키는 방안을 모색할 필요가 있겠으며, 이러한 중성자속 평가 결과는 노외계측기가 IST 영역에 설치될 경우 노외계측기 선속 요건으로 이용될 수 있다.