• Proceedings of the Korea Society for Simulation Conference
• /
• 2005.11a
• /
• pp.165-170
• /
• 2005

원전 시뮬레이터의 노심모델(REMARK)은 원자로에서 발생하는 1차원 열원을 정확히 모사하고, 정상상태 및 과도상태의 반응도 변화에 따른 중성자속의 거동을 실제 원자로와 유사하게 모사할 수 있어야 한다. 모사의 정확성을 높이기 위해 Tuning 작업이 필수적이나 그 작업 단계가 매우 복잡하여 많은 시간과 노력이 필요하기 때문에 이를 간소화하면서 정확성을 높일 수 있는 Tuning 지원 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램의 사용결과 신속하고 정확한 Tuning이 가능하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• v.39 no.1
• /
• pp.21-29
• /
• 2014

A new cold neutron triple-axis spectrometer (Cold-TAS) was recently constructed at the 30 MWth research reactor, HANARO. The spectrometer, which is composed of neutron optical components and radiation shield, required a redesign of the segmented monochromator shield due to the lack of adequate support of its weight. To shed some weight, lowering the height of the segmented shield was suggested while adding more radiation shield to the top cover of the monochromator chamber. To investigate the radiological effect of such change, we performed MCNPX simulations of a few different configurations of the Cold-TAS monochromator shield and obtained neutron and photon intensities at 5 reference points just outside the shield. Reducing the 35% of the height of the segmented shield and locating lead 10 cm from the bottom of the top cover made of polyethylene was shown to perform just as well as the original configuration as radiation shield excepting gamma flux at two points. Using gamma map by MCNPX, it was checked that is distribution of gamma. Increased flux had direction to the top and it had longer distance from top of segmented shield. However, because of reducing the 35% of the height, height of dissipated gamma was lower than original geometry. Reducing the 35% of the height of the segmented shield and locating lead 10cm from the bottom of the top cover was selected. After changing geometry, radiation dose was measured by TLD for confirming tester's safety at any condition. Neutron(0.21 ${\mu}Svhr^{-1}$) and gamma(3.69 ${\mu}Svhr^{-1}$) radiation dose were satisfied standard(6.25 ${\mu}Svhr^{-1}$).

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 2004.10a
• /
• pp.99-100
• /
• 2004

AMBIDEXTER-NEC의 천이노심은 $^{Nat}Th$과 $^{Nat}U$의 주입만으로 전 출력의 Break-even 노심에 도달하기위한 중간 단계이다. 선행연구에서 수행한 전 출력노심인 평형노심의 핵종수밀도에 도달하기 위해서 평형노심에서의 기저물질, 잠재핵분열성물질, 핵분열물질의 수밀도를 각 SEU-기반, Pu-기반, ADS-기반에서 그대로 유지하여 초기노심을 구성하였다. 또 각 시나리오에 대해 최대첨두출력과 원자로의 안전성을 고려해 Excess Reactivity를 5mk 내에서 초기노심을 결정하였다. 각 노심은 주 핵분열성물질 $^{235}U$, $^{239}Pu$ 및 $^{233}U$의 핵반응단면적 특성에 따라 평균 전환율이 각각 0.95, 0.83 및 1 .21 로서 핵연료물질의 적절한 선택만으로도 전환로, 연소로 및 증식로로 설계할 수 있음을 보여준다. 이러한 $Th/^{233}U$, U/Pu 핵연료주기를 사용하는 AMBIDEXTER-NEC 용융염핵연료 원자로의 초기노심에서 시작한 천이노심은 평형노심에장전할 충분한 $^{233}U$ 양을 확보해야 하므로 천이노심의 목표는 평형노심 $^{233}U$의 요구량에 최소한의 기간에 가장 적은 외부주입을 통해 도달하는 것이다. 천이노심에서 임계가 유지되는 AMBIDEXTER-NEC 원자로시스템의 3군 핵종변환 코드인 HELIOS-SQUID-AMBIBURN 체제를 개발하였고 그림 1.에 나타내었다. 이 알고리즘은 각 초기노심 중원소의 미시단면적, 중원소를 제외한 원소들의 거시단면적, 임계도를 만족하는 중성자속 및 외부주입율을 계산하여 SQUID 및 AMBIBURN 입력자료를 제공한다. 또한 일정시간 중원소의 핵종농도, 외부주입율과 중성자속이 일정하다는 가정 하 에 반복수행 하고 SEU-기반과 Pu-기반의 경우에는 각각 핵변환을 거쳐 재순환되는 $^{233}U$ 및 $^{239}Pu$의 양을 바로 주입하는 최대재순환 경우와 평형노심 요구 장전량에 이를 때까지 시설 내 저장하는 최소재순환 경우로 상황을 모사하였다. 그림 2 는 각 시나리오별 초기노심에서부터 200FPD까지 단위 용융염 체적당 $^{233}U$의 수밀도 시간변화를 나타낸 것이다. 그림을 보면 50일 이후부터는 수밀도의 변화가 일정한 기울기를 보이고 있고 재처리공정에서 $^{233}Pa$를 분리하는 최소재순환의 경우에는 최대재순환보다 2-3%정도에 지나지않아 그림에서 나타내지않았다. SEU-기반 및 Pu-기반에서 $^{233}U$의 증가율이 각각 2.54E+13, 2.81E+13 #/cc/d 로 Pu 기반이 조금 더 큰 증가율을 나타내고 있지만 평형노심 농도 1.04E+20 #/cc/d 에 도달하기 위해서는 두 경우 모두 매우 긴 시간이 걸릴 것을 예상할 수 있다. 요컨대 250MWth AMBIDEXTER-NEC가 평형노심을 이루기 위해 필요로 하는 $^{233}U$을 생산하는데 제안한 SEU-기반, Pu-기반 시나리오는 천이노심주기기간이 전형적인 원자로 수명 3-40년 보다 매우 큰 것으로 나타났다. 따라서 장전될 $^{233}U$의 확보를 위한 최적옵션은 초기노심부터 ADS와 같은 외부생산시설로부터 전량을 공급 받아 운전하는 것이라 판단된다.

• Proceedings of the Korea Crystallographic Association Conference
• /
• 2003.05a
• /
• pp.22-22
• /
• 2003

원자로에서 핵분열에 의해 생성된 고에너지 중성자는 감속재를 통해 열평형에 의해 에너지가 낮춰져 통계적 분포, 즉 Maxwell-Boltzman 운동에 따른 에너지 스펙트림을 갖게 된다. 중성자 산란장치는 통상 단색빔을 이용하므로 단색기(monochiomator)를 통해 이 분포에서 특정 파장의 중성자빔을 인출, 즉 단색화한다. 이때 단색기는 각각의 중성자 산란장치에 사용할 수 있는 특정 파장의 중성자빔을 인출하면서도, 파장의 퍼짐을 적절하게 조절하여 높은 중성자속(neutron flux)을 가지며 분해능도 또한 좋아야 한다. 전통적으로 많이 사용하는 단색화 방법은 결정의 내부결함을 유도하여 만든 모자익(mosaic) 결정을 이용하는 것이다. 이 방법은 특정 파장을 얻으면서도 좋은 분해능과 높은 중성자속을 갖는 모자익 결정을 만들기가 어렵고, 한번 결정된 단색기의 특성을 바꿀 수 없는 단점이 있다. 1980년대부터 몇몇 그룹이 거의 완전하게 성장된 단결정 슬랩을 미세하게 구부려서 탄성변형을 주어 effective 모자익 구조를 발생시킨 '구부린 완전결정(bent perfect crystal, BPC)' 단색기를 개발하여 특정 목적에 활용하는 시도를 하였다. BPC 단색기는 단색화된 중성자빔을 집속(focusing)할 수 있으며, 결정의 구부림 정도를 조절하고 배치 기하를 바꿈으로써 다양한 특성을 갖는 단색빔을 얻을 수 있는 장점이 있다. 이렇게 단색기의 기하학적 변수를 조절함으로써 회절빔의 집속도와 분해능을 조절할 수 있어서 잔류응력 측정이나 단결정 회절 및 집합조직 측정장치 등에 적용할 수 있다. 본 연구에서는 BPC 단색기의 원리와 여러 배치기하에 따른 빔의 특성을 소개하고자 한다.빔이 시료와 상호 작용하는 면적과 상호작용하지 않을 때의 빔을 회절모드에서 faraday cup으로 측정한 빔전류로 부터 계산하였다. Gibbsite에 대한 전자빔 조사 시 1분 이내에 급격한 Hydroxyl Ion(OH-)의 이탈로 인해 Cibbsite의 구조는 거시적 비정질화가 되며 시간증가에 따라 χ-alumina → ν-alumina → σ-alumina or δ-alumina의 순으로 상전이를 겪는다. 전자빔 조사 시 관찰된 회절자료의 가시적 변화를 통해 illumination angle 1.25mrad(Dose rate : 334 × 10³ e/sup -//sec·n㎡)일 경우 약 3초 이내에 비정질화가 시작됨을 알 수 있었고 이는 약 1 × 10/sup 6/ e/sup -//sec·n㎡ 의 전자선량에 해당되며 이를 기준으로 각각의 illumination angle에 대한 임계전자선량을 평가할 수 있었다. 실질적으로 Cibbsite와 같은 무기수화물의 직접가열실험 시 전자빔 조사에 의해 야기되는 상전이 영향을 배제하고 실험을 수행하려면 illumination angle 0.2mrad (Dose rate : 8000 e/sup -//sec·n㎡)이하로 관찰하고 기록되어야 함을 본 자료로부터 알 수 있었다.운동횟수에 의한 영향으로써 운동시간을 1일 6시간으로 설정하여, 운동횟수를 결정하기 위하여 오전, 오후에 각 3시간씩 운동시키는 방법과 오전부터 6시간동안 운동시키는 두 방법을 이용하여 품질을 비교하였다. 각 조건에 따라 운동시킨 참돔의 수분함량을 나타낸 것으로, 2회(오전 3시간, 오후 3시간)에 나누어서 운동시키기 위한 육의 수분함량은 73.37±2.02%를 나타냈으며, 1회(6시간 운

• Journal of Energy Engineering
• /
• v.16 no.4
• /
• pp.155-163
• /
• 2007

To insure nuclear reactor safety, the reactivity of control rods should be calculated by measuring the criticality of reactor core and it is regularly performed during the annual physics test period. Also, the core criticality should be monitored during the start-up operation to avoid reactivity induced accidents. Many research works on control rod reactivity measurement and subcriticality measurement have been accomplished throughout the world for decades and recently a new method named "Modified Neutron Source Multiplication Method (MNSM)" was proposed in Japan which is known to be improved overcoming limitations of traditional Neutron Source Multiplication Method (NSM). In this study, MNSM was tested in calculation of subcriticalities and in evaluation of application validity using the educational reactor in Kyung Hee University, AGN-201. For this study, a revised nuclear data library and a neutron transport code system TRANSX - PARTISN were established. Correction factors for various control rod positions were produced using the k-effective values and the corresponding flux distributions and adjoint flux distributions. Experimental values of the core criticality were obtained using the neutron count rates of the BF3 proportional counters. The results showed that the expected reactivity worth of control rods by MNSM agreed well with the theoretical values and the correction factors contributed much for this purpose.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• v.27 no.6
• /
• pp.811-824
• /
• 1995

The CANDU element bowing is attributed to actions of both the thermally induced bending moments and the bending moment due to hydraulic drag and mechanical loads, where the bowing is defined as the lateral deflection of an element from the axial centerline. This paper consider only the thermally-induced bending moments which are generated both within the sheath and the fuel and sheath by an asymmetric temperature distribution with respect to the axis of an element The generalized and explicit analytical formula for the thermally-induced bending is presented in con-sideration of 1) bending of an empty tube treated by neglecting the fuel/sheath mechanical interaction and 2) fuel/sheath interaction due to the pellet and sheath temperature variations, where in each case the temperature asymmetries in sheath are modelled to be caused by the combined effects of (i) non-uniform coolant temperature due to imperfect coolant mixing, (ii) variable sheath/coolant heat transfer coefficient, (iii) asymmetric heat generation due to neutron flux gradients across an element and so as to inclusively cover the uniform temperature distributions within the fuel and sheath with respect to the axial centerline. As the results of the sensitivity calculations of the element bowing with the variations of the parameters in the formula, it is found that the element bowing is greatly affected relatively with the variations or changes of element length, sheath inside diameter, average coolant temperature and its variation factor, pellet/sheath mechanical interaction factor, neutron flux depression factor, pellet thermal expansion coefficient, pellet/sheath heat transfer coefficient in comparison with those of other parameters such as sheath thickness, film heat transfer coefficient, sheath thermal expansion coefficient and sheath and pellet thermal conductivities.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
• /
• v.14 no.4
• /
• pp.1-7
• /
• 2000

In this paper, we study a cause of malfunction of switch to control drive motor in DFMS(Digital Flux Mapping System) which can measure incore neutron flux of the nuclear plant, and develope a method to solve this problem. DFMS has the type of generating contact signal by mechanical switch lever, which is operated whenever thimble detector inserted or withdrawed through thimble Guide Tube. However the characteristics of the lever tend to be changed by mechanical degrade or bad environment and the lever finally generates errotic contact signal. Therefore we installed electric coil ass'yin the outside of Guide Tube instead of mechanical switch assy's. In addition we applied resonance effect to control circuit and installed condenser in the input of power supply to protect noise and interference. After completion of this improvement, we tested this improved device repetitively under the various conditions. In conclusion, we identified the generation of the desired contact signal and the prevention of detector failure through plant surveillance test during normal plant operation.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2014.02a
• /
• pp.91-91
• /
• 2014

2002년 21세기 프론티어 연구개발사업으로 착수한 양성자기반공학기술개발사업이 2012년말 완료되었다. 이 사업을 통하여 이온원, RFQ, DTL, 초전도 가속관, 빔라인, 고주파 시스템, 제어 시스템 등 양성자 및 이온 가속기의 핵심 요소기술을 개발하고 100 MeV 선형 양성자가속기 및 이온가속기를 제작하여 경주에건설한 양성자속기연구센터에 설치하고 사업을 마무리하였다. 2013년 상반기에 냉각시스템 등 부대시설의 시운전, 양성자가속기와 20 MeV 및 100 MeV 빔라인 각 1기를 포함한 모든 시설의 시운전을 마무리하고, 한국원자력안전기술원의 방사선안전시설검사를 거쳐 7월부터 운영을 착수하였다. 양성자가속기는 2013년말 까지 총 2,290 시간을 가동하여 937건의 이용자 빔 서비스를 제공하였다. 기체, 금속, 대전류 이온을 공급할 수 있는 이온가속기 3대는 기업체의 공정 및 제품개발을 위한 이용을 중심으로 622건의 이용자 빔 서비스를 제공하였다. 2014년도는 양성자가속기는 연간 2,500 시간 가동, 빔 서비스 1,100건을 목표로 하고 있으며, 현재 20 MeV 및 100 MeV 각 1기인 뿐인 빔라인 증설을 준비하고자 한다. 이온가속기는 상반기에만 이용자 빔 서비스를 제공하고 2014년 11월 완공될 빔이용연구동으로 이전 설치하여 보다 양질의 이온빔을 공급할 수 있도록 장치를 보완 할예정이다. 더불어 2015년에는 3 MeV 헬륨빔과 1 MeV 기체 이온빔을 제공할 수 있는 장치도 추가로 설치할 예정이다. 빔이용연구동 및 이온가속기 업그레드가 완료되면 보다 다양한 양질의 이온빔을공급하여, 특히 중소기업의 제품 개발에 도움을 줄 수 있도록노력할 예정이다. 양성자가속기연구센터는 장기 비전인 펄스형 중성자원의 구축을 실현하고자 노력을 지속할 것이다. 미국의 SNS 및 일본의 J-PARC 파쇄 중성자원은우수한 연구 성과를 생산하기 시작하였고 우리나라도 이에 대한 수요가 생겨나도 있다. 충분한 수요가 형성되면 이미 확보한 부지와 초전도 가속기 기술을 활용하여 단시간 내에 펄스형 중성자원 구축이 가능할 것이다. 펄스형 중성자원이 구축되면 양성자가속기연구센터는 당초 목표한 양성자, 중성자 및 다양한 종의 이온을 한 사이트에서 제공하여, 입자빔을 이용한 다양한 연구개발에서 상당한 시너지 효과를 낼 수 있을 것으로 기대한다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• v.12 no.4
• /
• pp.267-273
• /
• 1980

The quasistatic approximation is incorporated in HEXKIN, a 2-group, 2-dimensional reactor kinetics code specially developed for a hexagonal lattice-type reactor. The code allows maximum 15 delayed neutron groups, 279 lattice points, and 500 different driving functions to be able to initiate perturbation at each lattice point. Reactivity feedback due to power-dependent fuel temperature change is also involved. To check the accuracy of the code, a result of numerical experiment is compared with the measurement at the Savannah River Laboratory. The experiment was specifically designed to emphasize delayed neutron holdback. The calculated flux tilts agree with the measured flux tilts within the small uncertainty of the measurements.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• v.24 no.3
• /
• pp.319-328
• /
• 1992

The Galerkin formulation of the finite element method is applied to the integral law of the first-order form of the one-group neutron transport equation in one-dimensional spherical geometry. Piecewise linear or quadratic Lagrange polynomials are utilized in the integral law for the angular flux to establish a set of linear algebraic equations. Numerical analyses are performed for the scalar flux distribution in a heterogeneous sphere as well as for the criticality problem in a uniform sphere. For the criticality problems in the uniform sphere, the results of the finite element method, with the use of continuous finite elements in space and angle, are compared with the exact solutions. In the heterogeneous problem, the scalar flux distribution obtained by using discontinuous angular and spatical finite elements is in good agreement with that from the ANISN code calculation.