• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권7호
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• pp.1517-1523
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• 2020

The widely used medical isotope technetium-99 m (^99mTc) is a daughter of Molybdenum-99 (⁹⁹Mo), which is mainly produced using dedicated research reactors from the nuclear fission of uranium-235 (²³⁵U). ^99mTc has been used for several decades, which covers about 80% of the all the nuclear diagnostics procedures. Recently, the instability of the supply has become an important topic throughout the international radioisotope communities. The aging of major ⁹⁹Mo production reactors has also caused frequent shutdowns. It has triggered movements to establish new research reactors for ⁹⁹Mo production, as well as the development of various ⁹⁹Mo production technologies. In this context, a new research reactor project was launched in 2012 in Korea. At the same time, the development of fission-based ⁹⁹Mo production process was initiated by Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) in 2012 in order to be implemented by the new research reactor. The KAERI process is based on the caustic dissolution of plate-type LEU (low enriched uranium) dispersion targets, followed by the separation and purification using a series of columns. The development of proper waste treatment technologies for the gaseous, liquid, and solid radioactive wastes also took place. The first stage of this process development was completed in 2018. In this paper, the results of the hot test production of fission ⁹⁹Mo using HANARO, KAERI's 30 MW research reactor, was described.

• 분석과학
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• 제13권4호
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• pp.440-445
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• 2000

흔적량 입자분석을 위해서는 흔적량의 입자를 다룰수 있는 미세도구가 필요하며 이들을 능숙하게 다룰수 있는 기술 또한 필수적이다. 본 연구에서는 다양한 미세도구들의 제작 및 사용방법을 소개하고 원자력 시설의 먼지시료 중 존재하는 우라늄입자의 동위원소비를 측정하였으며 이 결과로부터 미신고 핵활동 시설에서 사용한 우라늄의 종류를 알아 낼 수 있는 기술의 가능성을 확인하였다. 원자력 시설내의 오염가능 지역에서 기기의 표면 또는 바닥을 여과지로 문질러 시료를 채취하였고 먼지 중 존재하는 흔적량의 우라늄입자는 고체트랙 검출기를 이용하여 참아내었으며, 찾은 미세크기의 우라늄 입자는 미세도구를 사용하여 절단 분리한 후 TIMS의 필라멘트로 옮겨서 우라늄입자의 동위원소 비를 측정하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제18권1호
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• pp.83-90
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• 2020

흑연 동위원소 비율법(GIRM)은 비핵화 검증 도구로써 흑연감속로의 플루토늄 생산량을 예측하는데 사용된다. 원자로가 가동되면 ²³⁸U의 중성자 포획 반응에 의해 플루토늄이 생성되어 축적되고 동시에 흑연 내 불순물도 핵반응을 통해 다른 핵종으로 바뀌기 때문에 플루토늄의 생성량과 불순물의 농도는 일정한 상관 관계를 갖는다. 이러한 상관관계에도 불구하고 어느 특정 시점에서의 불순물의 농도는 불순물의 초기 농도에 의존하기 때문에 불순물의 초기 농도가 알려지지 않으면 불순물의 절대 농도만으로 플루토늄 생산량을 예측하는 것은 불가능하다. 그러나 불순물의 초기 동위원소 비율은 초기 불순물 농도에 상관없이 알려져 있기 때문에 불순물의 동위원소 비율과 플루토늄 생산량의 관계는 흑연감속로에서 플루토늄 생성량을 예측하는 유용한 도구가 될 수 있다. 흑연동위원소 비율법의 지표 원소로 Boron, Lithium, Chlorine, Titanium, Uranium 등이 이용되는 것으로 알려져 있다. 위 지표원소의 동위원소 비와 플루토늄 생성량 사이의 상관 관계가 초기 불순물 농도에 의존하지 않는지를 네 가지 다른 흑연 불순물 조성을 이용하여 평가하였다. ¹⁰B/¹¹B, ³⁶Cl/³⁵Cl, ⁴⁸Ti/⁴⁹Ti, ²³⁵U/²³⁸U은 흑연의 초기 불순물 농도에 상관없이 누적 플루토늄 생성량과 일관된 상관 관계를 갖는다. 이러한 원소들은 다른 원소의 핵반응에 의해 해당 원소의 동위원소가 생성되지 않기 때문이다. 반면 ⁶Li/⁷Li과 플루토늄 생성량의 상관관계는 흑연 내 불순물의 초기 농도에 의존한다. ⁷Li은 ⁶Li의 중성자 포획 반응에 의해서 생성되기도 하지만 ¹⁰B의 (n, α)반응으로도 생성되는 것이 더 지배적이기 때문에 ¹⁰B의 초기 농도가 ⁷Li의 생성량에 영향을 미치는 것이다. 따라서 Lithium은 흑연 동위원소 비율법을 위한 지표 원소로 적절하지 않음을 알 수 있다.

• 진공이야기
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• 제4권1호
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• pp.4-11
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• 2017

The Rare Isotope Science Project (RISP) has been launched for developing a superconducting heavy-ion linear accelerator, which produces various rare isotopes for low energy nuclear science and applied sciences. This superconducting linac is designed to achieve a very high beam current (200Mev/u with 400 kW beam power) of heavy ions including Uranium. For the high current accelerator, the requirement of ultra high-vacuum level is considered as one of the of important factors. Vacuum calculations have been carried out to verify the vacuum system design satisfied the requirements. In this paper, an overview of RISP and vacuum calculation methods for several interesting sections of the superconducting linear accelerator.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제21권4호
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• pp.277-286
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• 1989

PWR 핵연료의 연소도측정은 삼중스파이크(U-233. Pu-242, Nd-150)를 사용한 동위원소 희석 질량분석법으로 U, PU, Nd-148 및 Nd-(145+146)을 정량하여 수행하였다. 이 방법은 먼저 두개의 연속적 이온교환수지 분리과정을 거친다. Pu는 첫번째 음이온 교환수지 분리관(Dowex AG 1 X 8)으로부터 12 M HCl-0.1 M HI 혼합용액으로 분리하고 이어서 0.1 M HCl로 U을 분리하였다. Nd은 질산-메탄올 용리액으로 두번째 음이온 교환수지분리관(Dowex AG 1 X 4) 상에서 분리하였다. 각 부분을 열이온화질량분석법으로 각각의 동위원소비를 측정하였다. Nd-148과 Nd-(145+146) 방법 사이의 차이는 평균 2.07%로 나타났다. 이 결과를 U과 Pu동위원소를 이용한 무거운 원소방법 및 Cs-137의 파괴 감마분광측정법과 비교하였다. 연소도에 대한 U과 Pu의 동위원소 조성의존도와 동위원소사이의 상관관계를 그래프로서 설명하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권1호
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• pp.44-60
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• 2021

In this paper, we validate the decay heat calculation capability via a two-step method to analyze spent nuclear fuel (SNF) discharged from pressurized water reactors (PWRs). The calculation method is implemented with a lattice code STREAM and a nodal diffusion code RAST-K. One of the features of this method is the direct consideration of three-dimensional (3D) core simulation conditions with the advantage of a short simulation time. Other features include the prediction of the isotope inventory by Lagrange non-linear interpolation and the use of power history correction factors. The validation is performed with 58 decay heat measurements of 48 fuel assemblies (FAs) discharged from five PWRs operated in Sweden and the United States. These realistic benchmarks cover the discharge burnup range up to 51 GWd/MTU, 23.2 years of cooling time, and spanning an initial uranium enrichment range of 2.100-4.005 wt percent. The SNF analysis capability of STREAM is also employed in the code-to-code comparison. Compared to the measurements, the validation results of the FA calculation with RAST-K are within ±4%, and the pin-wise results are within ±4.3%. This paper successfully demonstrates that the developed decay heat calculation method can perform SNF back-end cycle analyses.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.817-830
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• 2023

This study investigates the age of the surficial rocks in the Arunta region using Uranium-Lead (U-Pb) geochronological dating. Rock samples were collected at four locations, Cattle-Water Pass (CP 1610), Gough Dam (GD 1622 and GD 1610), and London-Eye (LE 1601), within the Strangways Metamorphic Complex and crushed by selFragging. Subsequently, the zircon grains were imaged using Cathodoluminescence (CL) analysis and the U-Pb (uranium and lead) isotope ratios and the chrono-stratigraphy were measured. The imaged zircon revealed an anomalous heterogeneous crystal structure. Ellipses of the samples at locations GD1601, CP1610, and GD1622 fall below the intercept indicating the ages produced discordant patterns, whereas LE1601 intersects the Concordia curve at two points, implying the occurrence of an event of significant impact. For the rock sample at CP1610, the estimated mean age is 1742.2 ± 9.2 Ma with mean squared weighted deviation (MSWD) = 0.49 and probability of equivalence of 0.90; 1748 ± 15 Ma - MSWD = 1.02 and probability of equivalence of 0.40 for GD1622; and 1784.4 ± 9.1 Ma with MSWD of 1.09 and probability of equivalence of 0.37 for LE1601. But for samples at GD1601, two different age groups with different means occurred: 1) below the global mean (1792.2 ± 32 Ma) estimated at 1738.2 ± 14 Ma with MSWD of 0.109 and probability of equivalence of 0.95 and 2) above it with mean of 1838.22 ± 14 Ma, MSWD of 1.6 and probability of equivalence of 0.95. Analysis of the zircon grains has shown a discrepancy in the age range between 1700 Ma and 1800 Ma compared to the ASO dated to have occurred between 440 and 300 Ma. Moreover, apparent similarity in age of the core and rim means that the mineral crystallized relatively quickly without significant interruptions and effect on the isotopic system. This may have constraint the timing and extent of geological events that might have affected the mineral, such as metamorphism or hydrothermal alteration.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제41권1호
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• pp.99-106
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• 2009

The contents of transuranic elements ($^{237}Np$, $^{238}Pu$, $^{239}Pu$, $^{240}Pu$, $^{241}Am$, $^{244}Cm$, and $^{242}Cm$) in high-burnup spent fuel samples ($35.6{\sim}53.9\;GWd/MtU$) were determined by alpha spectrometry. Anion exchange chromatography and diethylhexyl phosphoric acid extraction chromatography were applied for the separation of these elements from the uranium matrix. The measured values of the nuclides were compared with ORIGEN-2 calculations. For plutonium, the measurements were higher than the calculations by about $2.6{\sim}32.7%$ on average according to each isotope, and those for americium and curium were also higher by about $35.9{\sim}63.1%$. However, for $^{237}Np$, the measurements were lower by about 52% on average for the samples.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권1호
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• pp.378-390
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• 2023

The SPES (Selective Production of Exotic Species) facility, currently under development at Legnaro National Laboratories of INFN, aims at the production of intense RIB (Radioactive Ion Beams) employing the Isotope Separation On-Line (ISOL) technique for interdisciplinary research. The radioactive isotopes of interest are produced by the interaction of a multi-foil uranium carbide target with a 40 MeV 200 μA proton beam generated by a cyclotron proton driver. The Target Ion Source (TIS) is the core of the SPES project, here the radioactive nuclei, mainly neutron-rich isotopes, are stopped, extracted, ionized, separated, accelerated and delivered to specific experimental areas. Due to efficiency reasons, the TIS unit needs to be replaced periodically during operation. In this highly radioactive environment, the employment of autonomous systems allows the manipulation, transport, and storage of the TIS unit without the need for human intervention. A dedicated remote handling infrastructure is therefore under development to fulfill the functional and safety requirement of the project. This contribution describes the layout of the SPES target area, where all the remote handling systems operate to grant the smooth operation of the facility avoiding personnel exposure to a high dose rate or contamination issues.

• 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.