• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권5호
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• pp.1567-1576
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• 2023

The reactor containment building (RCB) in nuclear power plants (NPPs) plays an important role in protecting the reactor systems from external loads as well as preventing radioactive leaking. As we witnessed the nuclear disaster at Fukushima Daiichi (Japan) in 2011, the earthquake is one of the major threats to NPPs. The purpose of this study is to evaluate effects of concrete material models and presstressing forces on the seismic performance evaluation of RCB in NPPs. A typical RCB designed in Korea is employed for a case study. Detailed three-dimensional nonlinear finite element models of RCB are developed in ANSYS. A series of pushover analyses are then performed to obtain the pushover curves of RCB. Different capacity curves are compared to recognize the influence of different material models on the nonlinear behavior of RCB. Additionally, the effects of prestressing forces on the seismic performances of the structure are also investigated. Moreover, a set of damage states corresponding to damage evolutions of the structures is proposed in this study.

• 지질공학
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• 제31권4호
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• pp.659-669
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• 2021

본 연구는 다양한 지질의 지하수(대전, 청원, 춘천, 이천, 괴산 지역) 내 우라늄-238 및 라돈-222와 같은 자연방사성물질의 산출과 헬륨 동위원소와의 상관성을 해석하고, 헬륨의 기원별 혼합비를 분석하여 대수층의 지표환경과의 연관성을 추론하고자 하였다. 이를 위하여 연구지역에서 9개의 지하수 시료를 채취하여 우라늄-238, 라돈-222, ³He/⁴He 동위원소를 분석하였다. 분석결과 복운모화강암 지역의 지하수에서 우라늄-238의 농도가 218~477 ㎍ /L의 범위로 높은 함량을 보여주었다. 지하수의 ⁴He 대기-지각 혼합비와 라돈-222 함량과는 상관성 있는 경향을 보여준다. 즉, 지각기원 ⁴He비가 높을수록 라돈의 함량이 높은 경향을 보인다. 그러나 헬륨과 우라늄-238과의 상관성은 거의 보여주지 않는다. 헬륨과 라돈은 불활성기체이므로 지하환경에서 거의 유사한 거동을 보이는 반면, 무기이온인 우라늄-238과 불활성기체인 헬륨은 그들의 거동 자체가 다르기 때문이다. 대기-지각-맨틀 기원의 헬륨 혼합비를 보여주는 3He/⁴He vs ⁴He/²⁰Ne 상관관계도에서 지하수는 3개의 그룹(대기, 대기-지각혼합, 지각-맨틀 혼합)으로 구분된다. 연구결과는 헬륨의 기원별 혼합비를 통하여 지하수 대수층의 환경과 지표환경과의 상관성 해석을 위한 도구로 활용될 수 있음을 시사한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.171-175
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• 2017

비파괴검사 분야에서는 작업자들의 안전을 확보하기 위해 방사선원에 대한 시스템 개발에 많은 시간과 재원을 투자하고 있으나 아직까지 사고 발생 확률은 높은 실정이다. 방사선에 대한 잠재적 사고를 미연에 방지하기 위해서는 방사선원의 위치를 직접적으로 검증하는 것이지만 아직까지 연구가 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 감마선조사기의 선원 가이드 튜브에서 방사선원의 위치를 감지할 수 있는 모니터링 시스템 개발을 위한 선행연구로써 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 방사선 검출기에 대한 특성을 모의 추정하였다. 연구 결과, Ir-192의 감마선 에너지에 대한 방사선 검출기는 반도체 소재에 무관하게 $150{\mu}m$에서 2차 전자평형이 이루어지는 것으로 분석되었으며, 감마선 응답 특성은 $HgI_2$가 가장 우수할 것으로 기대된다. 이러한 결과는 차후 모니터링 시스템의 검출부에 위치하는 방사선 검출기의 최적화 두께를 결정하는데 기초자료로써 활용될 수 있을 것으로 기대되며, 이를 바탕으로 모니터링 시스템을 개발 시 방사선작업종사자가 위험을 쉽게 인지하여 안전을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 잠재적인 방사선 사고에 대한 예방 및 선제적 대응이 가능함으로써 사회 안전망 구축 에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.38-44
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• 2012

원자력발전소 화재방호의 목표는 화재 시 원자로의 안전정지 상태를 유지하여 환경으로의 방사성물질 누출을 최소화하며, 종사자 인명안전 및 재산을 보호하는데 있다. 소방시설은 발생된 화재를 조기 감지 및 진압하여 화재로 인한 피해를 완화시킬 수 있는 심층방어개념에 입각한 중요한 방어수단의 하나이다. 그러나 소방방재청에서 제시하고 있는 소방시설 설치기준이 원자력발전소에 특화되어 있지 않아 인허가 시 별도의 심의 절차가 요구되고 있다. 또한, 성능위주설계와 같은 규정은 작업자의 인구밀도가 비교적 낮은 원자력발전소에 적용하는데 어려움이 있다. 이 논문에서는 원전 화재방호와 관련된 법령의 상세 검토를 통하여 도출된 근본적인 문제점과 KEPIC FPN의 국내 원전 적용성에 대한 평가를 통하여 소방시설에 대한 기술기준에 대한 개선방향을 제시하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제46권2호
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• pp.66-79
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• 2021

Background: The Japan Atomic Energy Agency (JAEA) is specified in the Disaster Counter-measures Basic Act as a designated public corporation for dealing with nuclear disasters. Materials and Methods: The Nuclear Emergency Assistance and Training Center (NEAT) was established in 2002 as the activity base providing technical assistance to both national and local governments during nuclear emergencies. The NEAT has a robust structure and utilities and special installations, and it organizes training and exercises. Results and Discussion: Due to an offshore earthquake that caused a devastating tsunami in March 2011, a nuclear accident occurred at the Tokyo Electric Power Company's Fukushima Daiichi Nuclear Power Station. The NEAT responded by conducting off-site environmental radiation monitoring and contamination screening, dispatching special vehicles, offering telephone consultations, and calculating the dispersion of radioactive materials. An examination of the emergency response activities revealed that the organization was prepared for these types of disasters and was able to plan long-term response. Conclusion: As a designated public corporation, the JAEA technically supports the national government, the Fukushima prefectural government, and the Ibaraki prefectural government, all of which responded to the off-site emergencies resulting from the March 2011 Fukushima Daiichi accident

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권6호
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• pp.1540-1553
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• 2019

A nuclear power plant (NPP) is a highly complex system-of-systems as manifested through its internal systems interdependence. The negative impact of such interdependence was demonstrated through the 2011 Fukushima Daiichi nuclear disaster. As such, there is a critical need for new strategies to overcome the limitations of current risk assessment techniques (e.g. the use of static event and fault tree schemes), particularly through simulation of the nonlinear dynamic feedback mechanisms between the different NPP systems/components. As the first and key step towards developing an integrated NPP dynamic probabilistic risk assessment platform that can account for such feedback mechanisms, the current study adopts a system dynamics simulation approach to model the thermal dynamic processes in: the reactor core; the secondary coolant system; and the pressurized water reactor. The reactor core and secondary coolant system parameters used to develop system dynamics models are based on those of the Palo Verde Nuclear Generating Station. These three system dynamics models are subsequently validated, using results from published work, under different system perturbations including the change in reactivity, the steam valve coefficient, the primary coolant flow, and others. Moving forward, the developed system dynamics models can be integrated with other interacting processes within a NPP to form the basis of a dynamic system-level (systemic) risk assessment tool.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제48권3호
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• pp.131-143
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• 2023

Background: This study examined the detection limit of thyroid screening monitoring conducted at the time of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (FDNPP) accident in 2011 using a Monte Carlo simulation. Materials and Methods: We calculated the detection limit of a NaI(Tl) survey meter to measure ¹³¹I accumulation in the thyroid gland of children. Mathematical phantoms of 1- and 5-year-old children were developed in the simulation of the Particle and Heavy Ion Transport code System code. Contamination of the body surface with eight radionuclides found after the FDNPP accident was assumed to have been deposited on the neck and shoulder area. Results and Discussion: The detection limit was calculated as a function of ambient dose rate. In the case of 40 Bq/cm² contamination on the body surface of the neck, the present simulations showed that residual thyroid radioactivity corresponding to thyroid dose of 100 mSv can be detected within 21 days after intake at the ambient dose rate of 0.2 µSv/hr and within 11 days in the case of 2.0 µSv/hr. When a time constant of 10 seconds was used at the dose rate of 0.2 µSv/hr, the estimated survey meter output error was 5%. Evaluation of the effect of individual differences in the location of the thyroid gland confirmed that the measured value would decrease by approximately 6% for a height difference of ±1 cm and increase by approximately 65% for a depth of 1 cm. Conclusion: In the event of a nuclear disaster, simple measurements carried out using a NaI(Tl) scintillation survey meter remain effective for assessing ¹³¹I intake. However, it should be noted that the presence of short-half-life radioactive materials on the body surface affects the detection limit.

• 한국방사선학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.119-125
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• 2024

본 연구의 목적은 방사능 테러 상황에서 경찰특공대 대테러요원의 방사선 손상을 최소화할 수 있는 방사선 방호제 개발을 위하여 셀레늄과 아르기닌 혼합물의 방사선 방호효과를 규명하는 것이다. 본 연구에서는 72 마리의 수컷 SD rat을 일반군(NC Group), 셀레늄과 아르기닌 혼합물 투여군(SeAr Group), 방사선 노출군(IR Group), 셀레늄과 아르기닌 혼합물 투여 후 방사선 노출군(SeAr+IR Group)의 4개 군으로 분류하였다. 방사선은 7 Gy 엑스선을 전신에 노출하였고, 셀레늄과 아르기닌은 각각 1일 1회 3 mg/kg, 150 mg/kg이 흡수되도록 혼합하여 14일간 경구 투여였다. 방사선 노출 후 1일, 7일, 21일차에 혈액학적 분석과 조직학적 분석을 수행하였다. 혈액학적 분석에서는 IR Group에 비하여 SeAr+IR Group에서 방사선 노출 후 1일차에 림프구(p<0.05)에서, 7일차에 혈소판(p<0.01)에서, 21일차에 적혈구(p<0.01)에서 유의한 방사선 방호가 나타났다. 조직학적 분석에는 IR Group에 비하여 SeAr+IR Group에서 방사선 노출 7일차에 소장에서 소장움 세포의 경계가 적게 무너지고 소장움의 길이가 비교적 회복된 것이 관찰되었고, 21일차에 전립선에서 세포수와 세포벽의 두께가 더 양호한 것으로 관찰되었다. 따라서 셀레늄과 아르기닌 혼합물은 방사선 노출에 따른 혈액 및 조직에 대한 방사선 방호효과가 있는 것으로 판단되며 경찰특공대 대테러요원의 방사선 손상 감소를 위한 방사선 방호제 연구에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 대한인간공학회지
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• 제32권1호
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• pp.117-124
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• 2013

Objective: This paper presents additional considerations related to organization and safety culture extracted from recent human error incidents in Korea, such as station blackout(i.e., SBO) in Kori#1. Background: Safety culture has been already highlighted as a major cause of human errors after 1986 Chernobyl accident. After Fukushima accident in Japan, the public acceptance for nuclear energy has taken its toll. Organizational characteristics and culture became elucidated as a major contributor again. Therefore many nuclear countries are re-evaluating their safety culture, and discussing any preparedness and its improvement. On top of that, there was an SBO in 2012 in the Kori#1. Korean public feels frustrated due to the similar human errors causing to a catastrophe like Fukushima accident. Method: This paper reassesses Japan's incidents, and revisits Korea's recent incidents. It focuses on the analysis of the hazards rather than the causes of human errors, the derivation of countermeasures, and their implementation. The preceding incidents and conclusions from Japanese experience are also re-analyzed. The Fukushima accident was an SBO due to the natural disaster such as earthquakes and a successive tsunami. Unlike the Fukushima accident, the Kori#1 incident itself was simple and restored without any loss and radioactive release. However, the fact that the incident was deliberately concealed led to massive distrust. Moreover, the continued violation of rules and organized concealment of the accident are serious signs of a new distorted type of human errors, blatantly revealing the cultural and fundamental weakness of the current organization. Result: We should learn from Japanese experiences who had taken pride in its safety technology and fairly high confidence in safety culture. Japan's first criticality accident in JCO facility splashed cold water on that confidence. It has turned out to be a typical case revealing the problems in the organization and safety culture. Since Japan has failed to gain lessons and countermeasure, the issue persists to the Fukushima incident. Conclusion: Safety culture is not a specific independent element, which makes it difficult to either evaluate it properly or establish countermeasures from the lessons. It may continue to expose similar human errors such as concealment of incident and manipulation of bad data. Application: Not only will this work establish the course of research for organization and safety culture, but this work will also contribute to the revitalization of Korea's nuclear industry from the disappointment after the export contract to UAE.

• 한국방사선학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.53-58
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• 2016

2011년 3월11일 후쿠시마 원전사고가 발생한 후 현재 4년이 지난 지금까지도 소비자들에 대한 불안감이 남아있는 상태이다. 현재까지 계속하여 국 내외 수산물에 대한 불안감 해소를 목적으로 계속 연구를 진행해왔다. 원산지에 따른 수산물의 방사능을 측정하였고, 2015년에는 여러 참고 문헌을 통해 조사하여 영향력이 어느 정도인지 추가적으로 데이터를 얻어 연구를 수행하였다. 수산물에 대한 소비자와 판매자 모두의 생각을 알아 보기 위해 소비자용과 판매자용 설문지를 만들어 직접 설문조사를 하여 통계를 작성하였으며, 2014년에 PM1405 기기를 사용하여 원산지(대만산, 중국산, 러시아산)에 따른 여러 종의 수산물 동태, 고등어, 병어, 갈치, 꽁치, 새우, 오징어의 방사능 측정값을 조사하였다. $0.043{\sim}0.073{\mu}Sv/h$ 측정되었다. 판매자 설문조사에서는 수산물판매에 영향(90%)을 미쳤고, 소비자는 수산물이 안전하지 않고(90%), 방사능 오염 매우 많음(28%)과 거의 아님(72%)으로 양극화가 나타났다. 수산물들의 방사능 안정성에 대한 연구를 통해 수산물의 방사능 수치를 비교한 결과 ICRP에서 권고한 1인당 선량 기준값(1 mSv/y) 이하로 측정되었다.