• 제목/요약/키워드: neutron-irradiation

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흡수선량지수결정(吸收線量指數決定)에 관한 실험적(實驗的) 연구(硏究) (Experimental Study on the Determination of Absorbed dose Index)

  • 전재식;노재식;노성기;하정우;유영수;이현덕
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제7권1호
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    • pp.34-48
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    • 1982
  • 본 연구의 일차적 목적은 방사선 방호를 위하여 임의지점(任意地點)의 주변 방사선량의 수준을 특성(特性)짓는 방법의 하나로 ICRU가 정의(定義)한 흡수선량지수를 실측(實測)하는데 있는 바 이를 위한 실험은 에비실험과 본 실험의 두 단계로 나누어 수행하였다. 예비단계의 실험에서는 30cm 지름의 polyethylene구(球)를 사용한 반면 본 실험에서는 인체조직등가물질(人體組織等價物質)의 구(球)를 제작하였으며 두 실험 모두 $^{137}Cs$$^{60}Co$ 감마선장(線場)과 TRIGA Mark-II 원자로의 열중성자(熱中性子) column의 중성자공장(中性子工場)에서 행하여졌다. 감마선 흡수선량측정에는 TCD-700 $(^{7}LiF)$ chip을, 중성자선량측정에는 Au 방사화박(放射化薄)과 함께 TLD chip도 사용하였는데 이 경우에는 감마선의 기여를 판별해 내기 위하여 TLD-600 $(^{6}LiF)$과 TLD-700을 동시에 사용하였다. 감마선 조사(照射)의 경우 구(球) phantom내(內) 흡수선량의 이론적 해석은 Burlin의 공동이론(空洞理論)에서 유도된 Erlich의 방법을 썼으며, 중성자 선량해석에는 fluence-KERMA 변환방법을 사용하였다. 이들 선량에 관하여서는 특히 자세히 설명하였다. 해석에 실험결과는 모두 통계적으로 처리 분석하였으며 특히 심부선량분포(深部線量分布)는 규격화(規格化)한 값을 사용하여 도표(圖表)로 나타내는 한편, 결론에서는 방사선방호용 지수량(指數量) 실측(實測)의 가능성과 난점(難點)을 설명하고 해결하여야 할 문제점들을 언급(言及)하였다.

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사용 후 핵연료 용해 중 휘발 및 잔류 요오드 분석 (Determination of volatile and residual iodine during the dissolution of spent nuclear fuel)

  • 김정석;박순달;전영신;하영경;송규석
    • 분석과학
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    • 제22권5호
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    • pp.395-406
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    • 2009
  • 사용 후 핵연료시료 중의 요오드를 정량하고 용해과정 중 요오드의 휘발거동을 조사하기 위하여 중성자 방사화 분석(NAA) 및 전자미세탐침분석(EPMA)을 이용하였다. 모의 사용 후 핵연료시료(SIMFUELs)를 준비하여 $HNO_3$(1+1) 용액으로 $90^{\circ}C$에서 8시간 용해하고 용해 후 용해용액 중에 잔류된 요오드, 용해장치에 응축된 요오드 및 휘발하여 흡착체에 포집된 요오드 각각을 정량하였다. 응축된 요오드는 장치내 용해용액을 옮긴 후 $HNO_3$(1+1) 용액으로 재증류하여 회수하였다. 용해 및 재증류 용액중의 요오드는 용매추출과 이온교환 및 침전법으로 분리한 후 방사화학적 중성자 방사화 분석(RNAA)으로 정량하였다. 요오드 분리에 사용한 이온교환분리관 및 여과키트는 폴리에틸렌 관으로 제작하여 중성자 조사를 위한 이송관 내부의 삽입체(Insert)로 이용하였다. 핵연료용해 중 휘발된 요오드는 제조한 흡착체(Ag-Silica gel)를 담은 흡착관에 포집하였다. 흡착체를 구간별로 나누어 균질시료로 만든 다음 비파괴 중성자 방사화 분석(INAA)으로 정량하였다. 흡착된 요오드의 분포를 EPMA 분석으로 조사하였다. 모의 사용 후 핵연료 및 원자력발전소로부터의 실제 사용 후 핵연료 시료로부터 휘발된 요오드의 흡착특성을 비교하였다.

조사시험용 압력용기의 조립 및 시험 (The Assembly and Test of Pressure Vessel for Irradiation)

  • 박국남;이종민;윤영중;전형길;안성호;이기홍;김영기;케네디
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제33권2호
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    • pp.179-184
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    • 2009
  • The Fuel Test Loop(FTL) which is capable of an irradiation testing under a similar operating condition to those of PWR(Pressurized Water Reactor) and CANDU(CANadian Deuterium Uranium reactor) nuclear power plants has been developed and installed in HANARO, KAERI(Korea Atomic Energy Research Institute). It consists of In-Pile Section(IPS) and Out-of Pile System(OPS). The IPS, which is located inside the pool is divided into 3-parts; the in-pool pipes, the IVA(IPS Vessel Assembly) and the support structures. The test fuel is loaded inside a double wall, inner pressure vessel and outer pressure vessel, to keep the functionality of the reactor coolant pressure boundary. The IVA is manufactured by local company and the functional test and verification were done through pressure drop, vibration, hydraulic and leakage tests. The brazing technique for the instrument lines has been checked for its functionality and performance. An IVA has been manufactured by local technique and have finally tested under high temperature and high pressure. The IVA and piping did not experience leakage, as we have checked the piping, flanges, assembly parts. We have obtained good data during the three cycle test which includes a pressure test, pressure and temperature cycling, and constant temperature.

Phase analysis of simulated nuclear fuel debris synthesized using UO2, Zr, and stainless steel and leaching behavior of the fission products and matrix elements

  • Ryutaro Tonna;Takayuki Sasaki;Yuji Kodama;Taishi Kobayashi;Daisuke Akiyama;Akira Kirishima;Nobuaki Sato;Yuta Kumagai;Ryoji Kusaka;Masayuki Watanabe
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제55권4호
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    • pp.1300-1309
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    • 2023
  • Simulated debris was synthesized using UO2, Zr, and stainless steel and a heat treatment method under inert or oxidizing conditions. The primary U solid phase of the debris synthesized at 1473 K under inert conditions was UO2, whereas a (U, Zr)O2 solid solution formed at 1873 K. Under oxidizing conditions, a mixture of U3O8 and (Fe, Cr)UO4 phases formed at 1473 K, whereas a (U, Zr)O2+x solid solution formed at 1873 K. The leaching behavior of the fission products from the simulated debris was evaluated using two methods: the irradiation method, for which fission products were produced via neutron irradiation, and the doping method, for which trace amounts of non-radioactive elements were doped into the debris. The dissolution behavior of U depended on the properties of the debris and aqueous solution for immersion. Cs, Sr, and Ba leached out regardless of the primary solid phases. The leaching of high-valence Eu and Ru ions was suppressed, possibly owing to their solid-solution reaction with or incorporation into the uranium compounds of the simulated debris.

Monte Carlo 모사기법을 이용한 해체 콘크리트의 방사능 분석법 연구 (A Study on the Radioactivity Analysis of Decommissioning Concrete Using Monte Carlo Simulation)

  • 서범경;김계홍;정운수;이근우;오원진;박진호
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2004년도 학술논문집
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    • pp.43-51
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    • 2004
  • 현재 해체가 진행 중인 연구로 1. 2호기의 원자로 차폐 콘크리트를 해체하기 위해서는 운전기간동안 중성자 조사에 의한 방사화 정도 및 범위를 정확하게 결정하여야 한다. 차폐 콘크리트의 방사화 정도 및 범위를 결정하기 위해서 코어 시료를 채취하여 분석하여야 하는데, 시료 전처리의 어려움과 표준선원의 준비 및 자체흡수효과에 의하여 정확한 측정효율을 결정하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 방사능 분석에 이용되는 HPGe 검출기의 전에너지 검출 효율을 표준선원을 이용한 측정값과 Monte Carlo 방법을 이용하여 계산 값을 비교하였다. 또한, Monte Carlo 모사 기법을 이용하여 콘크리트의 밀도 및 성훈 변화에 따른 자체흡수 효과를 계산하였으며, 향후 실제 콘크리트 코어 시료를 채취 시 방사능 분석에 이용할 계획이다.

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고온관 누설에 의한 가압열충격 사고시 원자로 용기의 건전성 평가를 위한 결정론적 파괴역학 해석 (Deterministic Fracture Mechanics Analysis of Nuclear Reactor Pressure Vessel Under Rot Leg Leak Accident)

  • 이상민;최재붕;김영진;박윤원;정명조
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권11호
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    • pp.2219-2227
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    • 2002
  • In a nuclear power plant, reactor pressure vessel (RPV) is the primary pressure boundary component that must be protected against failure. The neutron irradiation on RPV in the beltline region, however, tends to cause localized damage accumulation, leading to crack initiation and propagation which raises RPV integrity issues. The objective of this paper is to estimate the integrity of RPV under hot leg leaking accident by applying the finite element analysis. In this paper, a parametric study was performed for various crack configurations based on 3-dimensional finite element models. The crack configuration, the crack orientation, the crack aspect ratio and the clad thickness were considered in the parametric study. The effect of these parameters on the maximum allowable nil-ductility transition reference temperature ($(RT_{NDT})$) was investigated on the basis of finite element analyses.

중성자 조사 및 열처리에 의한 자성반도체의 특성 연구 (Study on the properties of magnetic semiconductor by neutron beam irradiation and annealing)

  • 강희수;김정애;김경현;이계진;우부성;백경호;김도진;김창수;유승호
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.112-112
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    • 2003
  • 최근 자성반도체(diluted magnetic semiconductor; DMS)를 이용한 소자 개발이 가긍해짐에 따라 국내외에서 활발한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구실에서는 GaN-단일전구체를 이용하여 상온에서 자기적 특성을 나타내는 p-type GaMnN를 성장시켰다 극한 환경에서의 자성반도체 재료의 물성 변화를 알아보기 위해, 본 연구에서는 세계 최초로 중성자 빔의 조사에 따른 자성반도체의 구조적, 자기적 특성 및 열처리에 따른 특성 변화를 관찰 및 분석하였다. Molecular beam epitaxy(MBE)를 이용하여 Mn cell 온도가 각각 77$0^{\circ}C$, 94$0^{\circ}C$인 GaMnN 박막을 성장시켰다. 성장된 박막 시편에 한국원자력연구소 하나로 HTS공에서 중성자 빔을 각각 20min(4.17$\times$$10^{16}$n/$\textrm{cm}^2$), 24hour(3.0$\times$$10^{18}$n/$\textrm{cm}^2$)씩 조사하였다 중성자 빔을 조사한 시편은 진공분위기 하에서 100$0^{\circ}C$, 30초간 열처리하였다.(rapid thermal annealing;RTA, 승온속도: 8$^{\circ}C$/sec) 중성자 빔을 조사한 GaMnN 박막의 구조적인 특성은 X-ray diffraction(XRD) 측정을 통해 관찰하였고, 박막의 자기적 특성은 superconducting quantum interference device(SQUID)를 통해 측정하였다.

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원자로내부구조물 주기적 안전성평가 심사지침 개발 배경 (Development of Safety Review Guide for Periodic Safety Review of Reactor Vessel Internals)

  • 이기형;박정순;고한옥;정명조
    • 한국압력기기공학회 논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.20-24
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    • 2013
  • Reactor Vessel Internals(RVIs), which are installed within the reactor pressure vessel and support the fuel assembly, take responsibility for safety of reactor core. In operating Nuclear Power Plants(NPPs), the RVIs have been exposed to severe conditions such as neutron irradiation, high temperature, high pressure, and high velocity of coolant flow and have degraded by materials aging with long-term operation. Therefore, the effective aging management plan and the appropriate regulatory requirements are necessary to maintain the integrity of RVIs. The purpose of this paper is to provide a review guide for Periodic Safety Review(PSR) of RVIs in presurized water reactor. The review guide is developed based on the revised review guides and reports established from IAEA and USNRC, and the analysis results of design characteristics, aging mechanisms, and operating experiences of RVIs in domestic and international NPPs. Consequently, the developed review guide for PSR of RVIs is expected to contribute an overall strategy and standard for the PSR of RVIs.

DISSOLUTION AND BURNUP DETERMINATION OF IRRADIATED U-Zr ALLOY NUCLEAR FUEL BY CHEMICAL METHODS

  • Kim, Jung-Suk;Jeon, Young-Shin;Park, Soon-Dal;Song, Byung-Chul;Han, Sun-Ho;Kim, Jong-Goo
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제38권3호
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    • pp.301-310
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    • 2006
  • Destructive methods were used for the burnup determination of U-Zr alloy nuclear fuel irradiated in the High-flux Advanced Neutron Application Reactor (HANARO) at KAERI. The dissolution rate of unirradiated U-Zr alloy fuel in $HNO_3$/HF mixtures was investigated for the experimental conditions of a different temperature, and initial concentrations of HF and $HNO_3$. The irradiated U-Zr alloy fuel specimen was dissolved in a mixed acid condition of 3 M HNO3 and 1 M HF at $90^{\circ}C$ for 8 hours under reflux. The total burnup was determined from measurement of the Nd isotope burnup monitors. The method includes U, Pu, $^{148}Nd,\;^P{145}Nd+^{146}Nd,\;^{144}Nd+^{143}Nd$ and total Nd isotopes determination by the isotope dilution mass spectrometric method (IDMS) using triple spikes $(^{233}U,\;^{242}Pu\;and\;^{150}Nd)$. The effective fission yield was calculated from the weighted fission yields averaged over the irradiation period. The results are compared with that obtained by the destructive -spectrometric measurement of the $^{137}Cs$ monitor.

중성자 조사에 따른 원자로 재료의 조사 손상 비파괴평가 기술 (Nondestructive Evaluation Techniques on the Radiation Damage of Reactor Pressure Vessel Steel Due to Neutron Irradiation)

  • 김병철;장기옥;최순필;이삼래
    • 비파괴검사학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.31-40
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    • 1997
  • 원자로 압력용기 재료의 중성자 조사 취화 문제는 원자력발전소의 안전성 및 수명 관리에 가장 중대 한 영향을 미친다. 재료의 조사 취화를 평가하기 위하여 수행하고 있는 충격 및 인장시험 같은 파괴적 시험 결과는 석출물 크기나 분포, 전위 밀도 등, 재료 자체의 조직학적 특성에 좌우되므로 한정된 시편을 이용한 평가에는 많은 불확실성이 존재하게 된다. 따라서 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 비파괴기술을 이용한 조사 취화 평가에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 현재 원자로 압력용기 재료의 조사 취화에 따른 미세 조직 변화를 분석하기 위하여 응용되고 있는 비파괴기술로는 전기, 자기, 전자기, 초음파 및 경도측정법 등이 있으나 비파괴피험 결과와 미세조직의 변화, 기계적 성질 및 취화 정도 등과의 상관 관계를 정립해야만 기존 파괴적 시험의 대체가 가능하게 된다. 따라서 현재까지 수행되고 있는 여러 비파괴기술을 이용한 조사 취화 평가 연구결과를 비교 분석하여 보다 실현 가능성 있는 비파괴기술을 검토하였다.

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