• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제37권1호
• /
• pp.35-40
• /
• 2012

국내 교정기관 또는 표준기관은 중성자 검출기의 교정을 위해 비감속 및 중수감속 $^{252}Cf$ 선원과 $^{241}AmBe$ 선원을 사용하고 있다. 이런 선원들로 교정된 중성자 검출기를 이용하여 입자가속기와 같이 속중성자가 다량 존재하는 시설을 선량평가할 때, 그 정확도가 떨어지게 된다. 그 이유는, 대부분의 중성자 검출기는 열중성자에 민감하게 반응하므로 수 MeV 이상의 에너지를 가지는 속중성자장에 대한 선량당량 반응도는 부정확하다. 또한 높은 에너지의 중성자는 열중성자보다 선량기여정도가 훨씬 크기 때문이다. 이와 같은 이유로, 기존의 교정용 기준 중성자장이 아닌 수 MeV 이상의 속중성자가 존재하는 중성자장에서도 검출기를 교정할 필요가 있다. DT 중성자 발생기, 흑연집합체 그리고 폴리에틸렌 중성자 집속체를 사용하여 속중성자의 선속분율이 서로 다른 중성자장을 제작하였고, 이 중성자장에서 중성자 검출기의 선량당량 반응도를 측정하였다. 시험결과에 의하면, 속중성자 선속분율과 중성자 검출기의 종류에 따라 중성자 검출기의 반응도는 많은 차이를 보였다. 이러한 반응도 차이는 선량당량의 과대 및 과소평가를 의미하므로, 검출기가 사용되는 시설환경과 유사한 중성자장에서 반응도 교정이 필요함을 확인하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제30권1호
• /
• pp.35-37
• /
• 2005

한국원자력연구소의 방사선 검출기 연구팀에서는 가스 전자 증폭기를 이용하여 고효율 중성자 검출기를 개발하고 있다. 이중 가스 전자 증폭기를 제작하였고 Ar/Isobutane 혼합기체에서 동작시켰다. 고효율 중성자 검출기에 적용하기 위해서 다중 가스 전자 증폭기 포일 양면에 중성자 변환 물질인 $^6Li$ 또는 $^{10}B$를 코팅하는 것이 고려되었다. 중성자 검출을 위한 박막의 최적화된 두께를 MCNP와 SRIM으로 계산하였다. 중성자 검출 효율은 박막을 구성하는 화합물과 박막 두께를 변화시키면서 계산하였다. 열중성자는 drift plate에 중성자 반응 박막을 입힌 GEM 검출기에 의해서 측정되있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
• /
• pp.2435-2437
• /
• 2003

원자력발전소의 노내 중성자 분포 측정 설비는 고장이 발생하여 기능을 상실하면 발전소를 정지하여야 하는 매우 중요한 설비이다. 국내 가압 경수로형 원전에 사용되고 있는 노내 중성자 분포 측정 방식은 이동식과 고정식으로 구분되며, 고리 1, 2, 3, 4호기, 영광 1, 2호기 및 울진 1, 2호기처럼 미국 웨스팅하우스사와 프랑스 프라마톰사가 공급한 원전은 이동식 측정 방식을 채택하고 있고, 그밖에 미국 CE사가 공급한 원전 및 한국 표준형 원전은 고정식 측정 방식을 채택하고 있다. 이동식의 경우 측정 설비의 검출기 구동시스템은 원자로 내부에 설치되어 있는 심블에 검출기를 삽입 또는 인출하면서 검출기가 중성자 분포 정보를 취득한 수 있도록 기계적인 구동 메커니즘을 제공한다. 기존 설비는 협소한 공간에 통로선택기를 복층으로 배치하여 검출기가 지나가는 통로의 구배가 심한 관계로 마찰이 커져 구동설비에 잦은 고장이 발생하였고, 구조적으로도 신뢰성이 떨어지는 문제점을 갖고 있었다. 본 논문에서는 신뢰성이 높고 통로에서의 마찰이 적은 새로운 개념의 이중색인 통로선택기와 구동장치의 설계와 제작 및 적용 결과 등을 다룬다.

• 대한방사선방어학회:학술대회논문집
• /
• 대한방사선방어학회 2011년도 추계 학술발표회 및 심포지엄
• /
• pp.312-313
• /
• 2011

• 대한방사선방어학회:학술대회논문집
• /
• 대한방사선방어학회 2009년도 추계 학술발표
• /
• pp.184-185
• /
• 2009

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제10권5호
• /
• pp.337-341
• /
• 2016

중성자에너지 영역 0.003 eV에서 10 eV에 대해 천연 Sm의 Sm(n,${\gamma}$) 반응에 대한 중성자 포획단면적을 측정하였다. 교토대학교 원자로실험소의 46-MeV 전자선형가속기에서 발생되는 전자의 광핵반응에 의한 중성자를 사용하였고 TOF 방법으로 측정하였다. 사용한 검출기는 12개의 BGO($Bi_4Ge_3O_{12}$) 섬광체로 구성되었고 이 검출장치로 Sm(n,${\gamma}$) 반응으로부터 나오는 즉발감마선을 측정하였다. 검출장치는 중성자 생성 위치로부터 $12.7{\pm}0.02m$ 위치에 설치되었으며 $^{10}B(n,{\alpha}{\gamma})^7Li$ 반응을 이용해 Sm 시료에 입사되는 중성자 선속을 구하였다. 또한 중성자 선속의 변화를 확인하기 위해 $BF_3$ 검출기로 모니터링 하였다. Sm(n,${\gamma}$) 반응단면적 측정결과는 BROND 2.2에 의한 평가결과와 J. C. Chou 및 V. N. Kononov 의 측정값과 비교하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제40권2호
• /
• pp.79-86
• /
• 2015

헬륨-3는 높은 반응효율, 장시간 사용가능성, 감마선에 대한 낮은 반응확률 등과 같은 장점들을 가지고 있기 때문에 대부분의 중성자 검출기의 반응물질로 사용되어 왔다. 그러나 지난 몇 년 사이 전세계적인 헬륨-3의 부족으로 인해 기체의 수급이 어려워지고 있고 이에 따라 가격이 급격히 증가하게 되었다. 이러한 이유로 헬륨-3 대체 물질들을 이용한 고효율의 중성자 검출기의 개발에 대한 연구가 많은 연구그룹에 의해 활발히 진행되기 시작하였다. 이러한 연구에서는 다양한 물질들을 이용하고 있으며, 이 중에서 붕소-10은 다른 대체물질과 비교할 때 상대적으로 높은 중성자 반응확률, 낮은 감마반응효율, 물질의 안정성, 가격적 이점 그리고 기존 헬륨-3를 이용한 검출기의 계측회로의 재활용 가능성 등과 같은 장점들 때문에 많은 연구그룹에서 붕소-10을 이용한 중성자 검출기 개발을 진행하고 있다. 본 논문에서는 중성자 검출기에 사용될 수 있는 붕소-10 박막을 개발하고 이에 대한 성능평가를 수행하였다. 중성자 검출기의 반응물질로 붕소-10을 사용하기 위해서는 중성자와 붕소-10이 반응하여 생성되는 이차방사선을 측정할 수 있어야 한다. 본 연구에서 활용한 기체충진형 중성자 검출기의 경우 붕소-10을 얇은 박막 형태로 제작하여 중성자와 반응하여 생성된 이차방사선이 기체를 이온화 시켜서 생성되는 이온쌍을 측정하는 방법을 이용한다. 그러므로 중성자 반응효율과 이차방사선의 재흡수율을 고려한 붕소-10(탄화붕소)의 적절한 두께를 선정할 필요가 있다. 이를 위해서 본 논문에서는 몬테칼로 기법을 이용하는 MCNP6를 이용하여 다양한 두께에 따른 중성자신호수집효율의 변화를 계산하였다. 또한, 스퍼터링 기법을 이용하여 다양한 두께의 박막을 제작하고 이를 이용하여 중성자 반응신호를 측정하였다. 그리고 제작된 박막의 2차원 모니터링을 위한 다중선 비례계수기의 적용가능성을 타진하기 위해 제작된 붕소박막이 설치된 2차원 다중선 비례계수기를 제작하고 중성자 응답 특성을 평가하였다.

• 한국결정학회:학술대회논문집
• /
• 한국결정학회 2003년도 춘계학술연구발표회
• /
• pp.23-23
• /
• 2003

Cu 단결정과 다결정 Cu 막대(rod)를 시료로 하여 구부린 완전결정(bent perfect crystal, BPC)을 이용한 중성자 단색기의 특성을 평가함으로써 단결정 회절 및 집합조직 측정장치인 4축 단결정 회절장치(FCD)에 BPC 단색기를 적용할 수 있는지 시험하였다. 측정은 한국원자력연구소의 연구용 원자로인 하나로의 571 수평공에 구성된 test station에서 수행하였다. 단색기와 시료 사이의 거리는 3000mm, 시료와 검출기 사이는 600mm, 단색화빔 인출각도(2θ/sub M/)는 44.6°로 고정하여 FCD와 거의 같은 배치를 구현하였다 직사빔의 단면분포와 강도는 저효율 2차원 위치민감형 검출기(2-D PSD)를 이용하여 확인하였다. 이 검출기는 검출면적 90x90㎟, 공간 분해능 1.2mm, 검출효율 약 1%인 저효율 검출기이다. 회절빔은 검출면적 190x190㎟, 검출효율은 1Å에서 60%인 고효율 2-D PSD를 이용하여 측정하였다. Cu 단결정 측정에 사용한 ePC 단색화 결정은 200×40×3.4㎣ 크기의 Si(220) 슬랩이며, 비대칭 기하로 Si(331)면을 사용하여 파장 λ=0.954Å으로 중성자빔을 단색화시켰다. BPC-Si를 구부려 슬랩의 곡률반경을 변화시키면서 단색기-시료-검출기가 평행배치일 때 Cu(200), (220), (400), (420)면의 rocking curve를 측정하여 각 조건에서의 분해능과 강도를 평가하였다. BPC 단색기를 집합조직 측정에 적용할 수 있는지 시험하기 위하여 다결정 Cu 막대(직경 4.5mm, 길이 18mm)를 시료로 선택하였다. 207x30x3.0㎣ 크기의 Si 슬랩을 단색화 결정으로 사용하였다. 이 슬랩은 다양한 결정면을 이용한 특별한 기하를 구현할 수 있도록 Si(111)면에서 10° 벗어난 면을 절단한 것이다. 비대칭 기하로 Si(311)면을 사용하여 파장 λ=1.253Å의 단색화된 중성자빔으로 측정하였다 BPC-Si를 구부려 슬랩의 곡률반경을 변화시키면서 단색기-시료-검출기가 평행파 반평행배치일 때 Cu(111), (200), (220), (311), (331), (420)면의 회절선을 측정하여 각 조건에서 분해능과 강도를 평가하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
• /
• pp.2432-2434
• /
• 2003

노내 중성자 분포 측정 설비는 원자로 내부의 중성자 분포를 측정하는 설비로서 원자로 내부를 이동하는 검출기의 구동 메커니즘 제어와 측정 데이터 취득을 위한 제어시스템이 요구된다. 이 설비는 발전소 건설 당시 도입되었던 제어시스템으로 운전되고 있으나 노후되어 디지털 제어시스템으로의 설비 개선 연구가 착수 되었다. 개발된 제어시스템은 산업표준 Programmable Logic Controller 및 소프트웨어 기반으로 설계되어 기능개선, 설계변경 및 예비품 확보에 유연하게 대처할 수 있고, 진보된 검출기 구동 메커니즘 제어와 검출기 데이터 취득 기능을 통하여 측정 작업의 완전 자동화가 가능하다. 특히, 다양한 진단 기법을 통하여 작업상황 및 설비의 상태를 파악하여 필요한 보호기능과 경보기능을 제공함으로써 설비의 안정적 운영과 정비가 편리하다. 현재 개발된 시스템은 고리1호기에 설치되어 주기적으로 노내 중성자 분포 측정 작업을 수행하고 있다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제36권1호
• /
• pp.44-51
• /
• 2011

원자력발전소, 의료용 가속기 등 고선량 지역 및 능동형 열중성자 검출기를 사용하기 힘든 환경에서는 방사화 포일 기반 보너구 스펙트로메터를 사용하여 중성자 에너지 스펙트럼 측정을 수행한다. 중성자 방사화 포일을 보너구의 열중성자 검출기로 사용하는 경우, 중성자 방사화 포일의 위치 변동에 따른 보너구 반응도의 변화 및 중성자 방사화 포일의 질량과 반응도 사이의 상관관계 등 특성연구가 선행되어야만 한다. 본 연구에서는 MCNPX 모사계산을 통하여 중성자 방사화 포일 면에 수직입사하는 경우 중성자 방사화 포일의 위치 의존성이 크다는 사실과 중성자 방사화 포일의 질량과 반응도 사이에 선형관계가 없음을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 중성자 방사화 포일 기반 보너구의 반응함수 계산 방법 및 중성자 방사화 포일 위치 및 질량 차이에 따른 반응도 변화를 연구함으로써 중성자 방사화 포일 기반 보너구의 반응함수 결정방법을 확립하였다. 본 연구결과를 바탕으로 보너구 반응함수를 계산하여 추후 중성자 방사화 포일 기반 보너구 스펙트로메트리에 적용할 예정이다.