• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제55권6호
• /
• pp.2315-2324
• /
• 2023

Space nuclear reactors are becoming popular in deep space exploration owing to their advantages of high-power density and stability. Following the fourth-generation nuclear reactor technology, a conceptual design of the dual drum-controlled space molten salt reactor (D²-SMSR) is proposed. The reactor concept uses molten salt as fuel and heat pipes for cooling. A new reactivity control strategy that combines control drums and safety drums was adopted. Critical physical characteristics such as neutron energy spectrum, neutron flux distribution, power distribution and burnup depth were calculated. Flow and heat transfer characteristics such as natural convection, velocity and temperature distribution of the D²-SMSR under low gravity conditions were analyzed. The reactivity control effect of the dual-drums strategy was evaluated. Results showed that the D²-SMSR with a fast spectrum could operate for 10 years at the full power of 40 kWth. The D²-SMSR has a high heat transfer coefficient between molten salt and heat pipe, which means that the core has a good heat-exchange performance. The new reactivity control strategy can achieve shutdown with one safety drum or three control drums, ensuring high-security standards. The present study can provide a theoretical reference for the design of space nuclear reactors.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제25권3호
• /
• pp.151-156
• /
• 2014

본 연구의 목적은 붕소 중성자 포획 치료 시 집적된 붕소 영역에서 중성자 선속의 변화와 그에 따른 방출된 즉발 감마선의 검출 시뮬레이션을 통하여 치료 영역에 대한 영상화의 가능성을 확인하고자 함이다. 전산 모사를 통하여 (1) 붕소 유무에 따른 중성자의 영향, (2) 내부와 외부에서의 즉발 감마선량 검출, (3) 즉발 감마선에 대한 에너지 스펙트럼 검출을 수행하였다. 모든 전산 모사는 Monte Carlo n-particle extended (MCNPX, Ver.2.6.0, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, USA)를 이용하여 가상의 물 팬텀과 열중성자(thermal neutron) 소스, 붕소 영역을 지정하였다. 열중성자의 에너지는 1 eV 이하의 에너지였으며 선속은 2,000,000 n/sec.로 설정하였다. 이 때, 발생된 즉발 감마선의 검출은 물 팬텀과 수직 방향으로 위치시키고 납으로 둘러싸인 lutetium-yttrium oxyorthosilicate (Lu0,6Y1,4Si0,5:Ce; LYSO) 섬광체 검출기를 이용하였다. 붕소가 존재하는 영역인 5 cm 깊이에서의 28 분할로서 대략 0.18 cm의 bin을 도출하여 붕소 영역의 얕은 깊이에서부터 급격하게 저하되는 것을 확인하였다. 또한 붕소 영역이 시작되는 지점인 9 cm 깊이에서 감마선의 피크 레벨을 확인하였다. 그리고 478 keV 지점에서 정확한 즉발 감마선 피크가 관찰되는 것을 확인하였다. 478 keV의 즉발 감마선 피크는 41 keV의 반치폭으로 에너지 분해능 값은 8.5%로 측정되었다. 결론적으로 붕소 중성자 포획 치료 시 발생되는 즉발 감마선의 계측으로 치료가 행해지는 부위를 감마 카메라 또는 단일 광자 방출 단층 촬영 기기에서 영상화할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제23권4호
• /
• pp.444-455
• /
• 1991

본 연구에서는 CANDU-PHWR 형 기존 및 개량 핵연료의 원통형 (soild) 및 환상형 소결체에 대하여, 그 핵연료 전 수명 기간동안, 반경방향 출력분포를 정확하고 신속하게 계산하는 NEDAR 모형을 개발하였다. 본 계산모형에는 핵연료소결체의 직경 범위 8.0-19.5 mm, 농축도 범위 0.71-6.0 wt % U-235이고, 계산 가능 연소도범위가 0-840 Mwh/kgU (35000MWD/T)인 한계내에서, 핵연료 반경방향 출력분포결자식 및 열중성자속감소 계산결과자료가 포함되어 있다. CAN-DU-PHWR 형 원자로 중성자속 스펙트럼을 입력자료로 하여, 로물리 전산코드, CE-HAMMER 를 이용하여 핵연료의 각 설계조건 및 소결체의 환별 국부지점에 대하여, 임의로 설정한 기준 연소시점에서 반경 방향 출력 분포를 계산하였다. 이 계산 결과를 토대로 각 환의 평균출력을 구하는 적분법 및 비선형 곡선희귀계산법에 의하여, Bessel 함수와 지수함수의 다항식으로 구성된 반경방향 출력분포 기본 결과식 및 그 계수들이 산출되었다. 본 연구에서 개발된 NEDAR 모형을 이용하여 산출한 반경방향출력분포값을, 핵연료소결체 표면에서의 값을 기본단위로 환산하여 비교하면, 본 의형에 의한 반경방향 출력분포 결과가 기존 ELESIM 전산코드의 결과에 비교하여 약간 높게 나타났다. 소결체의 반경방향의 출력 및 온도분포는 핵분열기체생성물방출과 밀접한 관계가 있으므로, 본 모형을 기존 ELESIM 전산코트의 반경방향 출력분포 계산 모형과 대체한 전산코트, 즉 KAFEPA-NEDAR에 의한 핵분열기체생 생성물방출량 예측치를 기존 ELESIM 전산코드의 예측치와 비교하였다. 여기서 KAFEPA-NEDAR리 예측치가 실험결과 자료에 보다 더 가깝게 접근하였다. 따라서, 본 연구에서 개 발된 NEDAR모형은 과대한 계산시간의 낭비없이 CANDU-PHWR 형 핵연료소결체의 반경방향출력분포를 효율적이고, 신속/정착하게 계산하는 모형임이 입증되었다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제18권3호
• /
• pp.154-161
• /
• 2015

본 연구에서는 중성자-감마 스펙트럼검층 존데 설계를 목적으로 Monte Carlo 시물레이션을 이용하여 열중성자 반응의 우세한 영역 파악 및 포획감마 스펙트럼의 에너지피크 값에 기초한 지층 구성 원소 구분을 수행하였다. 14 MeV 에너지준위의 중성자를 방출하는 중성자발생장치를 선원으로 이용하여 선원으로부터 10 cm 간격으로 12개의 중성자 검출기들을 배열함으로써 거리에 따른 열중성자 양을 측정하였다. 시추공 영향 저감을 위해 존데모형에 차폐재를 적용하여 보다 정확한 열중성자 측정을 수행하여 열중성자 반응이 우세한 위치를 분석한 뒤, 이 위치에서 검출된 포획감마 에너지 스펙트럼을 분석하여 지층을 구성하는 주요 원소 및 그 양을 확인하였다. 본 연구 결과는 중성자-감마 스펙트럼검층 존데의 신호대잡음 비 향상과 포획감마 검출기 최적 위치 선정에 도움이 될 것으로 판단된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제18권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2001

In this paper we investigate the properties of advection-dominated accretion flows (ADAFs) in case that outflows carry away infalling matter with its angular momentum and energy. Positive Bernoulli number in ADAFs allow a fraction of the gas to be expelled in a form of outflows. The ADAFs are also unstable to convection. We present self-similar solutions for advection-dominated accretion flows in the presence of outflows from the accretion flows(ADIOS). The axisymmetric flow is treated in variables integrated over polar sections and the effects of outflows on the accretion flow are parameterized for possible configurations compatible with the one dimensional self-similar ADAF solution. We explicitly derive self-similar solutions of ADAFs in the presence of outflows and show that the strong outflows in the accretion flows result in a flatter density profile, which is similar to that of the convection-dominated accretion flows(CDAFs) in which convection transports the angular momentum inward and the energy outward. There two different versions of the ADAF model should show similar behaviors in X-ray spectrum to some extent. Even though the two models may show similar behaviors, they should be distinguishable due to different physical properties. We suggest that for a central object of which mass is known these two different accretion flow should have different X-ray flux value due to deficient matter in the wind model.

• 한국해안해양공학회지
• /
• 제3권1호
• /
• pp.14-20
• /
• 1991

심해에서 발생한 다방향불규칙 파랑이 수심변화에 의해서 어떠한 형태로 변형할 것인가를 명확히 파악하는 것은 연안구조물의 설계, 연안침식대책 공법의 확립에 있어서 중요한 과제이다. 본 연구는 선형파동이론을 적용할 수 있는 수심영역을 대상으로 에너지 평행방정식에 의해 방향 스펙트럼을 천수변형시킴으로써 얻어지는 제원을 입력조건으로서 파고, 주기, 파향의 결합확률분포를 수치적으로 구했고, 추정된 결합확률분포로부터 에너지 평형방정식의 천수변형예측에 대한 적용성을 수치적으로 검토했다. 또한 수심이 다른 2지점의 3성분 행렬배치에 의해 동시 측정되어진 방향 스펙트럼을 입력조건으로서, 천해역에 있어서의 방향 스펙트럼의 천수변형예측에 대한 에너지 평형방정식의 적용성 및 문제점에 대해서 검토한 것이다.

• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제23권2호
• /
• pp.144-151
• /
• 2013

This paper presents a result of the mechanical noise and vibration analysis as well as the electrical characteristics analysis of the permanent magnet(PM) motor according to the driving method that is Brushless DC(BLDC) drive and Brushless AC(BLAC) drive. To do that, the characteristics of the PM motor, which have the same output power but different driving method, are investigated. At that time, the characteristics such as torque, torque ripple and flux density, and so on, are obtained by finite element analysis(FEA). Besides, noise and vibration are obtained by spectrum analysis. The magnetic noise is defined as noise generated from vibrations due to electromagnetic excitation force. In this paper, the electromagnetic excitation force is analyzed and design process of noise reduction is proposed. Finally, The validity of the analysis results is verified by test.

• 천문학회보
• /
• 제40권1호
• /
• pp.44.1-44.1
• /
• 2015

We present joint constraints on the number of effective neutrino species $N_{eff}$ and the sum of neutrino masses ${\Sigma}m_{\nu}$, based on a technique which exploits the full information contained in the one-dimensional Lyman-${\alpha}$ forest flux power spectrum, complemented by additional cosmological probes. In particular, we obtain $N_{eff}=2.91{\pm}0.22$ (95% CL) and ${\Sigma}m_{\nu}$ < 0.15 eV (95% CL) when we combine BOSS Lyman-${\alpha}$ forest data with CMB (Planck+ACT+SPT+WMAP polarization) measurements, and $N_{eff}=2.88{\pm}0.20$ (95% CL) and ${Sigma}m_{\nu}$ < 0.14 eV (95% CL) when we further add baryon acoustic oscillations. Our results tend to favor the normal hierarchy scenario for the masses of the active neutrino species, provide strong evidence for the Cosmic Neutrino Background from $N_{eff}{\approx}3$($N_{eff}=0$ is rejected at more than $14{\sigma}$), and rule out the possibility of a sterile neutrino thermalized with active neutrinos (i.e., $N_{eff}=4$) - or more generally any decoupled relativistic relic with $${\Delta}N_{eff}{\sim_=}1$$ - at a significance of over $5{\sigma}$, the strongest bound to date, implying that there is no need for exotic neutrino physics in the concordance ${\Lambda}CDM$ model.

• 천문학회지
• /
• 제37권5호
• /
• pp.579-581
• /
• 2004

Recently, claims have been made of the detection of 'warm-hot' gas in the intergalactic medium. Kaastra et al. (2003) claimed detection of ${\~} 10^6$ K material in the Coma Cluster but studies by Arnaud et al. (2001), and our analysis of the Chandra observations of Coma (Vikhlinin et al. 2001), find no evidence for a $10^6$ K gas in the cluster. Finoguenov et al. (2003) claimed the detection of $3 {\times} 10^6$ gas slightly off-center from the Coma Cluster. However, our analysis of ROSAT data from this region shows no excess in this region. We propose an alternative explanation which resolves all these conflicting reports. A number of studies (e.g. Robertson et al., 2001) have shown that the local interstellar medium undergoes charge exchange with the solar wind. The resulting recombination spectrum shows lines of O VII and O VIII (Wargelin et al. 2004). Robertson & Cravens (2003) have .shown that as much as $25\%$ of the Galactic polar flux is heliospheric recombination radiation and that this component is highly variable. Sporadic heliospheric emission could account for all the claims of detections of 'warm-hot' gas and explain the conflicts cited above.

• 센서학회지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.264-270
• /
• 2016

Self-powered neutron detector (SPND) is a sensor to monitor a neutron flux proportional to a reactor power of the nuclear power plants. Since an SPND is usually installed in the reactor core and does not require additional outside power, it generates electrons itself from interaction between neutrons and a neutron-sensitive material called an emitter, such as rhodium and vanadium. This paper presents the simulations of the depletion sensitivity evaluations based on MCNP models of rhodium and vanadium SPNDs and light water reactor fuel assembly. The evaluations include the detail geometries of the detectors and fuel assembly, and the modeling of rhodium and vanadium emitter depletion using MCNP and ORIGEN-S codes, and the realistic energy spectrum of beta rays using BETA-S code. The results of the simulations show that the lifetime of an SPND can be prolonged by using vanadium SPND than rhodium SPND. Also, the methods presented here can be used to analyze a life-time of those SPNDs using various emitter materials.