• Nuclear Engineering and Technology
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• 제46권6호
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• pp.837-846
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• 2014

A lead slowing down spectrometer (LSDS) is under development for analysis of isotopic fissile material contents in pyro-processed material, or spent fuel. Many current commercial fissile assay technologies have a limitation in accurate and direct assay of fissile content. However, LSDS is very sensitive in distinguishing fissile fission signals from each isotope. A neutron spectrum analysis was conducted in the spectrometer and the energy resolution was investigated from 0.1eV to 100keV. The spectrum was well shaped in the slowing down energy. The resolution was enough to obtain each fissile from 0.2eV to 1keV. The detector existence in the lead will disturb the source neutron spectrum. It causes a change in resolution and peak amplitude. The intense source neutron production was designed for ~E12 n's/sec to overcome spent fuel background. The detection sensitivity of U238 and Th232 fission chamber was investigated. The first and second layer detectors increase detection efficiency. Thorium also has a threshold property to detect the fast fission neutrons from fissile fission. However, the detection of Th232 is about 76% of that of U238. A linear detection model was set up over the slowing down neutron energy to obtain each fissile material content. The isotopic fissile assay using LSDS is applicable for the optimum design of spent fuel storage to maximize burnup credit and quality assurance of the recycled nuclear material for safety and economics. LSDS technology will contribute to the transparency and credibility of pyro-process using spent fuel, as internationally demanded.

• 방사성폐기물학회지
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• 제14권4호
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• pp.331-341
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• 2016

국내 유통중인 다양한 형태의 원료물질 또는 공정부산물들에 대한 물리적, 화학적 및 방사선적 특성을 평가하기 위해 약 220여 개, 총 16 종의 표본 시료를 선정하였다. 해당 시료들에 대하여 $LaBr_3$ 섬광검출기를 이용한 에너지 스펙트럼 측정과 에너지 분산형 X-선 형광 분광기를 이용한 U, Th, K와 물질의 주요 성분 분석을 수행하였다. 그리고 HPGe 검출기를 이용하여 $^{234}Th$, $^{234m}Pa$ 및 $^{214}Bi$ 등의 우라늄 붕괴계열 핵종들과 $^{228}Ac$, $^{212}Pb$ 및 $^{208}Tl$ 등의 토륨 붕괴계열 핵종들 그리고 $^{40}K$ 등의 방사능농도를 분석함으로써 원료물질 및 공정부산물의 특성에 관한 기초자료를 수집하였다. 추가적으로 ROI구간별 계수율과 원소성분함량, 방사능농도와 같은 특성변수들 간의 상관관계를 분석함으로써 스크리닝 장비를 이용한 방사능 농도 분포 유추 가능성을 평가하였다. 본 연구에서 구축된 특성 데이터베이스는 천연방사성핵종 분석을 위한 절차 및 방법을 수립하는데 유용한 정보를 제공하고, 천연방사성핵종 분석에 대한 정확성 및 재현성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제6권2호
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• pp.129-139
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• 2008

본 연구에서는 국내산 경주벤토나이트를 이용하여 제조한 벤토나이트 콜로이드에 대한 산화환원 반응에 대체적으로 안정한 다가 핵종인 Eu(III)와 Th(IV)의 실험적 수착 연구를 수행하였다. 수착실험에 대한 공시험을 수행하여 반응용기 벽면에 의해, 침전에 의해, 콜로이드 형성에 의해 손실된 핵종들의 양을 평가하였다. 그리고 이러한 손실들을 반영한 Eu(III)와 Th(IV)의 벤토나이트 콜로이드에 대한 수착분배계수 $K_d$값을 구하고 조사하였다. 세 종류의 손실양을 반영한 벤토나이트 콜로이드의 순수한 수착분배계수 $K_d$ 값은 pH 변화에 따라 Eu(III)의 경우 $10^6-10^7mL/g$ 정도의 값을 가지고, Th(IV)의 경우 $7{\times}10^6-10^7\;mL/g$ 정도의 값을 가지는 것으로 관측되었다. 특히 Eu(III)의 경우엔 pH 5 이상에서 침전의 영향이 크게 나타났고, Th(IV)의 경우엔 pH 3 이후에 콜로이드 형성과 침전의 영향이 크게 나타났다. 따라서 주어진 농도에서 콜로이드 형성 및 침전 영향이 커지는 pH 이후에는 Eu(III) 및 Th(IV)과 같은 다가 핵종들의 정확한 수착분배계수를 구하기 위해서는 이러한 침전 및 콜로이드 형성과 같은 영향이 반영되어야 할 것이다.