• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권5호
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• pp.1483-1490
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• 2021

Many studies are undertaken into nuclear power plants (NPPs) in preparation for accidents exceeding design standards. In this paper, we analyze the applicability of various wireless communication technologies as accident countermeasures in different NPP environments. In particular, a commercial wireless communication module (WCM) is investigated by measuring leakage current and packet error rate (PER), which vary depending on the intensity of incident radiation on the module, by testing at a Co-60 gamma-ray irradiation facility. The experimental results show that the WCMs continued to operate after total doses of 940 and 1097 Gy, with PERs of 3.6% and 0.8%, when exposed to irradiation dose rates of 185 and 486 Gy/h, respectively. In short, the lower irradiation dose rate decreased the performance of WCMs more than the higher dose rate. In experiments comparing the two communication protocols of request/response and one-way, the WCMs survived up to 997 and 1177 Gy, with PERs of 2% and 0%, respectively. Since the request/response protocol uses both the transmitter and the receiver, while the one-way protocol uses only the transmitter, then the electronic system on the side of the receiver is more vulnerable to radiation effects. From our experiments, the tested module is expected to be used for design-based accidents (DBAs) of "Category A" type, and has confirmed the possibility of using wireless communication systems in NPPs.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제41권4호
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• pp.344-349
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• 2016

Background: Carbon ion therapy has achieved satisfactory results. However, patients have a risk to get a secondary cancer. In order to estimate the risk, it is essential to understand particle transportation and nuclear reactions in the patient's body. The particle transport Monte Carlo simulation code is a useful tool to understand them. Since the code validation for heavy ion incident reactions is not enough, the experimental data of the elementary reaction processes are needed. Materials and Methods: We measured neutron production double-differential cross-sections (DDXs) on a carbon bombarded with 430 MeV/nucleon carbon beam at PH2 beam line of HIMAC facility in NIRS. Neutrons produced in the target were measured with NE213 liquid organic scintillators located at six angles of 15, 30, 45, 60, 75, and $90^{\circ}$. Results and Discussion: Neutron production double-differential cross-sections for carbon bombarded with 430 MeV/nucleon carbon ions were measured by the time-of-flight method with NE213 liquid organic scintillators at six angles of 15, 30, 45, 60, 75, and $90^{\circ}$. The cross sections were obtained from 1 MeV to several hundred MeV. The experimental data were compared with calculated results obtained by Monte Carlo simulation codes PHITS, Geant4, and FLUKA. Conclusion: PHITS was able to reproduce neutron production for elementary processes of carbon-carbon reaction precisely the best of three codes.

• Earthquakes and Structures
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• 제24권4호
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• pp.259-274
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• 2023

In this paper, mechanical properties of periodic foundation made of concrete and rubber are investigated by a parametric study using the finite element method (FEM). Periodic foundation is a special type of seismic isolation foundation used in civil engineering, which is inspired by the meso-scale structure of phononic crystals in solid-state physics. This type of foundation is capable of reducing the seismic wave propagating though the foundation, therefore providing additional protection for the structures. In the FEM analysis, layered periodic foundation is frequently modelled due to its simplicity in numerical modeling. However, the isolation effect of periodic foundation on nuclear power plant has not been fully discussed to the best knowledge of authors. In this work, we construct four numerical models of nuclear power plant with different foundations to investigate the seismic isolation effects of periodic foundations. The results show that the layered periodic foundation can increase the natural period of the nuclear power plant like traditional base isolation systems, which is beneficial to the structures. In addition, the seismic response of the nuclear power plant can also be effectively reduced in both vertical and horizontal directions when the frequencies of the incident waves fall into some specific frequency bandgaps of the periodic foundation. Furthermore, it is demonstrated that the layered periodic foundation can reduce the amplitude of the floor response spectrum, which plays an important role in the protection of the equipment.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권1호
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• pp.278-284
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• 2023

The synthetic B₂O₃-As₂O₃ glass ceramic are prepared to investigate the physical properties and the radiation shielding capabilities with the variation of concentration of the As₂O₃ with 10, 20, 30, and 40%, respectively. XRD analyses are performed on the fabricated glass-ceramic and depicted the improvement of crystallinity by adding As₂O₃. The radiation shielding properties are studied for the B₂O₃-As₂O₃ glass ceramic. The values of linear attenuation coefficient (LAC) are varied with the variation of incident photon gamma energy (23.1-103 keV). The LAC values enhanced from 12.19 cm^-1-37.75 cm^-1 by raising the As₂O₃ concentration from 10 to 40 mol% at low gamma energy (23.1 keV) for BAs10 and BAs40, respectively. Among the shielding parameters, the half-value layer, transmission factor, and radiation protection efficiency are estimated. Furthermore, the fabricated samples of glass ceramic have low manufacturing costs and good shielding features compared to the previous work. It can be concluded the B₂O₃-As₂O₃ glass ceramic is appropriate to apply in X-ray or low-energy gamma-ray shielding applications.

• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제22권1호
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• pp.29-54
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• 2007

우주활동이 환경과 관련되어 문제가 되는 것은 우주의 탐사활동과 이용을 통해 우주공간이나 천체 및 지구의 환경이 현저하게 오염될 수 있기 때문이다. 특히 우주에서 핵연료(Nuclear Power Sources; 약칭하여 'NPS')를 사용하는 위성이나 우주물체가 기능부전(malfunction)으로 인하여 지구에 재진입하면서 추락했을 경우, 그에 따른 재앙은 실로 엄청날 것이다. 1961년 미국에서 원자력 발전기에 의한 인공위성을 쏘아 올린 이래 원자로를 핵연료로 이용한 원자력위성은 무수히 많다. 주로 달이나 혹성에 발사하는 위성이라든지 군사적인 목적을 띤 위성이 주로 이러한 위성들인데 이들이 우주공간에서 파괴되던가 또는 지표면에 충돌하는 경우에 발생하는 피해는 상당히 심각한 것으로 우려되고 있다. 본 논문은 이와 관련하여 대표적인 인공위성 추락사건인 1978년 소련의 핵원료 위성 Cosmos 954 사건과 이로 인해 UN내에서 '외기권 우주의 평화적 이용에 관한 위원회'(Committee on the Peaceful Uses of Outer Space : 약칭하여 'COPUOS')를 통해서 장기간 논의하다가 1992년 UN총회의 결의를 통해 채택된 "우주에서의 핵원료사용에 관한 원칙"(Principles Relevant to the Use of Nuclear Power Sources in Outer Space; 일명 'NPS원칙')의 내용과 그것의 우주법적 의미에 관하여 살펴보았다. 우주법으로서는 1967년 우주조약, 1968년 구조협정, 1972년 책임협약, 1976년 등록협약, 1979년 달조약의 관련조항을 들 수 있고, 그밖에 핵관련조약들과 국제환경법상 일반원칙들을 살펴보았다. NPS원칙과 같은 연성법은 조약과 같은 경성법에 비하여 효력면에서 구속력은 없으나 국가들이 점차 수용할 때 그것은 국제관습법이 될 수 있으며 국제관습법은 모든 국가를 구속한다는 점에서 그 의의를 찾을 수 있다. 예를 들어 1963 년 12윌 13 일 UN총회가 우주의 법적지위에 관하여 우주 활동을 규제하는 법원칙인 "외기권 우주의 탐사 및 이용에 관한 국가들의 활동을 규제하는 법원칙의 선언"(Declaration of Legal Principles Governing the Activities of States in the Exploration and Use of Outer Space)을 채택하였는데 이는 1967년 우주조약으로 발전하였다. 조약의 체결에도 불구하고 아직도 이 결의가 중요한 의미를 가지고 있는 것은 이 결의의 주요내용인 우주이용의 자유체제, 우주의 점령이나 주권주장을 통한 전유화 금지, 국제법의 준수, 국제책임, 우주비행사의 구조, 인류 전체의 이익지향 등의 원칙들이 국제관습법으로 발전하여 현재 우주관계법에 가입하지 않은 국가들도 구속하고 있다는 점이다.

• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제spc호
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• pp.35-58
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• 2007

우주활동이 환경과 관련되어 문제가 되는 것은 우주의 탐사활동과 이용을 통해 우주공간이나 천체 및 지구의 환경이 현저하게 오염될 수 있기 때문이다. 특히 우주에서 핵연료(Nuclear Power Sources; 약칭하여 'NPS')를 사용하는 위성이나 우주물체가 기능부전(malfunction)으로 인하여 지구에 재진입하면서 추락했을 경우, 그에 따른 재앙은 실로 엄청날 것이다. 1961년 미국에서 원자력 발전기에 의한 인공위성을 쏘아 올린 이래 원자로를 핵연료로 이용한 원자력위성은 무수히 많다. 주로 달이나 혹성에 발사하는 위성이라든지 군사적인 목적을 띤 위성이 주로 이러한 위성들인데 이들이 우주공간에서 파괴되던가 또는 지표면에 충돌하는 경우에 발생하는 피해는 상당히 심각한 것으로 우려되고 있다. 본 논문은 이와 관련하여 대표적인 인공위성 추락사건인 1978년 소련의 핵원료 위성 Cosmos 954 사건과 이로 인해 UN내에서 '외기권 우주의 평화적 이용에 관한 위원회'(Committee on the Peaceful Uses of Outer Space : 약칭하여 'COPUOS')를 통해서 장기간 논의하다가 1992년 UN총회의 결의를 통해 채택된 "우주에서의 핵원료사용에 관한 원칙"(Principles Relevant to the Use of Nuclear Power Sources in Outer Space; 일명 'NPS원칙')의 내용과 그것의 우주법적 의미에 관하여 살펴보았다. 우주법으로서는 1967년 우주조약, 1968년 구조협정, 1972년 책임협약, 1976년 등록협약, 1979년 달조약의 관련조항을 들 수 있고, 그밖에 핵관련조약들과 국제환경법상 일반원칙들을 살펴보았다. NPS원칙과 같은 연성법은 조약과 같은 경성법에 비하여 효력면에서 구속력은 없으나 국가들이 점차 수용할 때 그것은 국제관습법이 될 수 있으며 국제관습법은 모든 국가를 구속한다는 점에서 그 의의를 찾을 수 있다. 예를 들어 1963 년 12윌 13 일 UN총회가 우주의 법적지위에 관하여 우주 활동을 규제하는 법원칙인 "외기권 우주의 탐사 및 이용에 관한 국가들의 활동을 규제하는 법원칙의 선언"(Declaration of Legal Principles Governing the Activities of States in the Exploration and Use of Outer Space)을 채택하였는데 이는 1967년 우주조약으로 발전하였다. 조약의 체결에도 불구하고 아직도 이 결의가 중요한 의미를 가지고 있는 것은 이 결의의 주요내용인 우주이용의 자유체제, 우주의 점령이나 주권주장을 통한 전유화 금지, 국제법의 준수, 국제책임, 우주비행사의 구조, 인류 전체의 이익지향 등의 원칙들이 국제관습법으로 발전하여 현재 우주관계법에 가입하지 않은 국가들도 구속하고 있다는 점이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제41권5호
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• pp.723-728
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• 2009

The response property of the CZT detector ($5{\times}5{\times}5\;mm^3$), widely used in photon spectroscopy, was evaluated by considering the charge collection efficiency, which depends on the interaction position of incident radiation, A quantitative analysis of the energy spectra obtained from the CZT detector was also performed to investigate the tail effect at the low energy side of the full energy peak. The collection efficiency of electrons and holes to the two electrodes (i.e., cathode and anode) was calculated from the Hecht equation, and radiation transport analysis was performed by two Monte Carlo codes, Geant4 and MCNPX. The radiation source was assumed to be 59.5 keV gamma rays emitted from a $^{241}Am$ source into the cathode surface of this detector, and the detector was assumed to be biased to 500 V between the two electrodes. Through the comparison of the results between the Geant4 calculation considering the charge collection efficiency and the ideal case from MCNPX, an pronounced difference of 4 keV was found in the full energy peak position. The tail effect at the low energy side of the full energy peak was confirmed to be caused by the collection efficiency of electrons and holes. In more detail, it was shown that the tail height caused by the charge collection efficiency went up to 1000 times the pulse height in the same energy bin at the calculation without considering the charge collection efficiency. It is, therefore, apparent that research considering the charge collection efficiency is necessary in order to properly analyze the characteristics of CZT detectors.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제22권2호
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• pp.108-115
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• 1990

0.5~l.2-MeV 양성자빔에 대한 X-선 발생단면적의 측정을 Cu와 Au에 대해 수행하였다. 이 실험에서는 SNU 1.5-MV 탄뎀 반데그라프 가속기에서 얻은 양성자빔을 표적에 입사시켰다. 여기서 방출된 X-선과 후방산란된 양성자는 Si(Li) X-선 검출기와 SSB(Silicone Surface Barrier) 하전입자 검출기를 이용해 동시 측정하였다. 그리하여 측정된 X-선 발생단면적은 다른 실험치들 및 PWBA(Plane Wave Born Approximation)와 ECPSSR(Perturbed Stationary State corrected Energy loss, Coulomb deflection, Relativistic effects)인 이론치들과 비교하였다. 1.0-MeV근처의 양성자에너지에 대해 측정치는 PWBA 값보다는 ECPSSR(D.D. Cohen et al., 1985) 값에 더 잘 일치함을 보였다. 특히, Au의 측정치는 1.2-MeV 양성자빔에 대해 9.69$\pm$0.39 bams이었고, ECPSSR 이론치와는 5% 이내로 일치했으며, 0.5~l.2-MeV 양성자에 대한 실험치는 대부분의 다른 실험치들과 30% 이내로 일치했다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제41권4호
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• pp.531-544
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• 2009

This paper is intended to provide key issues and current research outcomes on accelerator-based Boron Neutron Capture Therapy (BNCT). Accelerator-based neutron sources are efficient to provide epithermal neutron beams for BNCT; hence, much research, worldwide, has focused on the development of components crucial for its realization: neutron-producing targets and cooling equipment, beam-shaping assemblies, and treatment planning systems. Proton beams of 2.5 MeV incident on lithium target results in high yield of neutrons at relatively low energies. Cooling equipment based on submerged jet impingement and micro-channels provide for viable heat removal options. Insofar as beam-shaping assemblies are concerned, moderators containing fluorine or magnesium have the best performance in terms of neutron accumulation in the epithermal energy range during the slowing-down from the high energies. NCT_Plan and SERA systems, which are popular dose distribution analysis tools for BNCT, contain all the required features (i.e., image reconstruction, dose calculations, etc.). However, detailed studies of these systems remain to be done for accurate dose evaluation. Advanced research centered on accelerator-based BNCT is active in Korea as evidenced by the latest research at Hanyang University. There, a new target system and a beam-shaping assembly have been constructed. The performance of these components has been evaluated through comparisons of experimental measurements with simulations. In addition, a new patient-specific treatment planning system, BTPS, has been developed to calculate the deposited dose and radiation flux in human tissue. It is based on MCNPX, and it facilitates BNCT efficient planning based via a user-friendly Graphical User Interface (GUI).

• 비파괴검사학회지
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• 제24권4호
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• pp.331-340
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• 2004

기기 건전성의 온라인 검사 및 감시 기술은 기존의 원전의 가동 중 검사의 효율적 수행에 필요한 정보를 제공한다. 유도 초음파는 온라인 검사와 감시에 활용 가능성이 있는 기술 중의 하나로 알려져 있다. 본 연구에서는 온라인 검사 겐 감시 기술 개발의 일환으로 유도초음파를 이용하여 파이프의 건전성을 검사/감시하는 기술을 개발하고자 한다. 이를 위해 증기 발생기 세관을 실험 대상으로 하여 분산 선도 덴 특정 모드에 대응하는 초음파 입사각을 계산하였다. Short time Fourier transform을 이용한 시긴-주파수 분석을 통하여 유도초음파 모드를 확인하였으며, 유도 초음파가 증기발생기 세관의 곡관 부분을 통과할 때 모드 변환이 발생하지 않는 것을 실험적으로 확인하였다. 유도 초음파를 이용한 증기발생기 세관의 최적 검사 모드를 제안하고 실험에 의하여 이를 확인하였다.