• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2006년도 학술논문요약집
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• pp.87-88
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• 2006

사용후 핵연료용 수송용기의 설계 안전평가에서는 이제까지 용기에 수납되는 연료는 미조사, 즉 신연료라 가정해서 보수적으로 임계안전설계를 수행하여 왔다. 이것은 연소에 따른 연료내의 핵연료 물질의 감손 및 생성의 의한 반응도의 변동을 계산 평가하는 것이나 또는 연소로 인해 생성되는 중성자 흡수 핵종의 조성 및 함유량 등을 정확히 계산 평가하는 것이 복잡해서 곤란했던 것으로 그 요인을 들 수 있다. 사용 후 핵연료를 신 연료로 가정하는 등의 불합리성을 해소하고, 안전성을 잃지 않고 사용 후 핵연료 운반용기 들의 경제성을 추구하는 기운이 높아지고, 관련 연구가 적극적으로 진척되게 되었다. 그 결과 연소에 따른 연료내의 핵연료 물질의 감손 생성과 핵분열 생성물 등에 의한 반응도의 저하, 즉 중성자 실효 증배율의 저하를 고려한 것을 사용 후 핵연료용 캐스크 설계 안전평가에 취할 수 있게 되었다. 연소도 크레디트를 채용함으로서 사용후 핵연료내의 핵연료물질량은 실제로 존재하는 양을 사용하는 것이 되므로 초기 농축도가 높은 고연소도 연료에서 그 효과가 보다 크게 될 것이다. 이것은 연소도 크레디트 채용에 따라 연료 바스켓의 중성자흡수제 사용량 감소가 가능해져 사용 캐스크의 수를 줄일 수 있어 경제성 향상이 기대되고 아울러 그이 취급 횟수 및 수송횟수가 감소됨에 따라 안전성의 향상도 기대된다.

• 공업화학
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• 제7권3호
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• pp.597-604
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• 1996

사용후핵연료 수송용기 등에 사용되는 수지계 중성자 차폐재, KNS-115A, 115B 및 115C를 제조하였다. 기본물질은 에폭시수지이며, 첨가제로는 폴리프로필렌, 수산화알루미늄 및 탄화붕소이다. 이들 중성자 차폐재들은 유동성이 좋아 수송용기와 같은 복잡한 구조에 사용할 수 있다. 개발된 중성자 차폐재들의 차폐능, 연소특성, 난연성, 열적 및 역학적 성질 등을 평가하기 위해 여러 특성시험을 행하였다. 개발된 중성자 차폐재(수소원자 밀도, $6.1{\sim}6.2{\times}10^{22}atoms/cm^3$)들은 외국산 중성자 차폐재(NS-4-FR, $6.0{\times}10^{22}atoms/cm^3$)보다 수소원자 밀도가 높아 차폐능이 우수할 것으로 예측되며, 조사된 제반 특성들은 열분해온도; $267{\sim}270^{\circ}C$, 열전도도; $0.62{\sim}0.72W/m{\cdot}K$, 연소특성; $800^{\circ}C$ 이하, 평균연소시간; 5초 이하, 평균연소길이; 5mm 이하, 인장강도; $2.3{\sim}3.0kg/mm^2$, 압축강도; $5.3{\sim}13.3kg/mm^2$, 굴곡강도; $4.4{\sim}5.4kg/mm^2$ 등을 나타냈다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.606-611
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• 1998

330MWt 출력의 신형 원자로인 SMART(System integrated Mod씰w Advanced ReacTor)가 전기 생산뿐만 아니라 해수의 담수화를 위한 에너지 공급을 위해 한국원자력연구소에 의해 개발되고 있다. SMART의 원자로 압력용기에서의 중성자 조사량을 기존의 각분할법 코드 대신에 몬데칼로 수송 코드인 MCNP-4A를 이용하여 평가하였다. MCNP-4A에 의한 몬데 칼로 모사는 각분할법에 비해 핵 단면적 자료, 선원항, 그리고 기하학적 모델링의 문제로부터 야기되는 불확실성을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 초기 개념 설계 단계에서 상세 노심 출력 분포 자료에 의존하지 않고 선원항을 평가할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 원자로 압력 용기 내부의 원자로 노심 및 다른 구조물을 포함하는 전체 원자로 구조에 대하여 몬테 칼로 모사를 적용하였다. 1단계에서는 임계도 계산에 의해 선원항으로 이용되는 원자로 노심내의 열 출력 분포를 평가하고, 2단계에서는 노심내의 열 출력 분포를 고정 선원으로 이용하여 압력 용기에서의 중성자 조사량을평가하였다. 그 결과 SMART 압력용기의 중성자 조사량은 규제 요건을 만족하는 것으로 나타났다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제22권2호
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• pp.151-158
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• 1990

새로운 중성자 수송방정식의 해법인 Discrete Elements Method(DEM)를 1차원 모델에 대 한 단일 에너지 중성자 수송방정식에 적용했다. 본 연구에서는 고정선원문제와 임계계산을 행하여, 각분할법과 DEM의 계산결과의 정확도를 비교했으며 세가지의 위치차등법(DD, SC그리고 LC Scheme)중 어떤 것이 DEM에서 가장 좋은지를 오차분석을 통해 정량적으로 알아보았다. 수행한 모든 계산결과에서 같은 위치차등법을 이용할 때 DEM결과의 정확도가 각분할법으로 얻은 결과보다 훨씬 좋았으며 위치차등법중에서는 각분할 법에서와 같이 DEM에서도 LC scheme이 가장 좋은 결과를 주었다.

• 에너지공학
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• 제15권4호
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• pp.250-255
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• 2006

원자력 분야에서 중성자 수송계산을 위해 개발되어 널리 사용되는 방향차분법을 시간 종속 복사 열전달식의 해를 구하는데 적용하였다. 광자의 방향별 밀도를 자체수반형 2계 편미분방정식으로 나타내어 해의 안정성을 높였고 매질의 온도방정식의 비선형성은 다단계 선형화법을 사용하여 근사하였다. 본 연구에서 개발된 해법을 전형적인 Marshak wave 문제에 적용하였고 계산 결과를 기존의 Monte Carlo의 계산결과와 비교하여 그 우월성을 보였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제15권4호
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• pp.219-226
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• 2012

이 연구에서는 국내에서 연구가 미약했었던 중성자검층 수치모델링을 이용하여 다양한 시추공 환경에서의 검출기 반응을 분석하였다. 이를 위해 중성자검층 환경을 MCNP 알고리듬으로 구현하여 시뮬레이션을 수행하였다. MCNP 알고리듬은 방사선 수송 시뮬레이션이 및 3차원 기하구조 표현이 가능하여 다양한 분야에서 전세계적으로 많이 이용되고 있다. 먼저 시뮬레이션 결과를 검증하기 위해, 기존 연구의 검출기반응 결과 그래프를 이용하여 비교 분석하였다. 중성자 검층 반응 분석이 가능한 중성자 검층기의 일반적인 특징에 기초하여 수학적으로 중성자검층기 모형을 구성하여 반응을 계산하였다. 먼저, 석회암, 사암, 돌로마이트 등과 같은 매질에서 공극률을 다양하게 변화시켜 가며 수치 계산함으로써, 이 연구에서 고려하고 있는 중성자검층기의 교정곡선(calibration chart)을 도출하였다. 이에 기초하여, 실제 중성자검층 시 고려해야 할 공내수 유무에 의한 반응 변화, 염수가 중성자검층에 미치는 영향 등을 분석함으로써 시추공 환경 변화에 따라 보다 정확하게 공극률을 해석할 수 있는 기틀을 마련하고자 한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제20권4호
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• pp.233-240
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• 1988

KMRR은 잉여반응도 및 출력분포조절을 위하여 Hafnium관을 사용한다. 현재 노심해석은 핵연료집합체 단위로 균질화된 5군 군정수를 이용하여 중성자 확산코드인 VENTURE을 이용한다. Hafnium관내에 핵연료가 들어있는 특수한 조정 집합체에 대해서도 이러한 균질화된 군정수를 사용한 중성자 확산계산이 적용될 수 있는가를 조사하였다. 비교계산은 중성자 수송코드인 TWOTRAN을 사용하여 잉여반응도 및 출력 준위에 대해 수행하였다. 계산결과 현재의 균질화된 군정수를 사용하는 중성자 확산계산이 큰 오차없이 적용할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.7-14
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• 2006

국내에서 방사성동위원소를 사용하고자 할 때는 법적으로 규제 허용값이 $100[{\mu}Ci]$ 이하의 값에 맞추어 이용하도록 되어있다. 따라서 본 연구에서는 이 규제 허용값에 알맞은 아스팔트 함량 측정기를 개발하기위한 기본 자료를 설계하였다. 선원 및 검출기의 특성에 따라 측정기를 기하학적으로 모델링하였고, 몬테카를로 방법으로 해석하는 MCNP 코드를 이용하여 중성자 및 광자의 입자수송을 해석하였고, 선원과 검출기의 위치, 그리고 중성자 흡수체 및 감속재의 기하학적 구조를 설계하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.231-236
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• 1997

방사성물질의 수송 및 저장용기 등에 사용되는 실리콘고무계 및 수소 첨가된 비스페놀-A형 에폭시수지계 중성자 차폐재들의 인장강도, 압축강도, 비중, 무게, 수소함량 등에 방사선이 미치는 영향을 검토하였다. 방사선 조사선량의 증가에 따라 실리콘고무계 중성자 차폐재(KNS-101 및 102)들의 인장강도, 압축강도, 비중 등이 증가하는 경향을 나타내었으며, 차폐재의 무게는 거의 변화가 없었으나, 수소함량은 약간 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 에폭시수지계 중성자 차폐재(KNS-201 및 202)들의 인장강도 및 압축강도는 0.1 MGy까지는 방사선 조사선량의 증가에 따라 증가하다가 0.1MGy 이상에서는 감소하는 경향을 나타내었으며, 조사선량의 증가에 따른 차폐재들의 비중, 무게 및 수소함량은 크게 변하지 않는 것으로 나타났다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.275-281
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• 1996

ENDF/B-VI 핵단면적자료를 기초로 생성된 BUGLE93$^{[1]}$ 라이브러리를 이용하여 울진 3.4호기 원자로 주변의 콘크리트 일차차폐벽에 대한 방사선차폐해석을 수행하였다. 중성자 및 감마선 수송계산은 일차원 각분할 해석코드인 ANISN-ORNL$^{[2]}$ 을 이용하였다. 또한, 기존의 영광 3.4호기 설계에 이용하였던 CASK$^{[3]}$ 라이브러리를 대체할 경우 예상되는 차폐효과의 변화를 평가하기 위하여 노심으로부터 일차차폐벽 사이의 모든 매질에 대한 중성자 및 감마선속을 계산하고. 계산결과를 비교.분석하여 제시하였다. 중성자선속에 대한 분석결과, BUGLE93을 이용한 계산결과는 원자로용기 내부에서는 CASK를 이용한 결과보다 적은, 보다 현실적인 결과를 제공하지만 일차차폐벽내에서는 CASK를 이용한 결과보다 오히려 큰 선속을 보였다. 그러나 이차감마선에 의한 분석결과는 원자로용기 내부에서의 큰 차이에도 불구하고 일차차폐벽을 통과하면서 두결과가 거의 일치하였다. 이것은 BUGLE93 라이브러리가 노심 및 철성분에 대해서는 증가된 핵단면적을 제공하지만 콘크리트 성분에 대한 핵단면적은 오히려 감소하였기 때문이다. 결론적으로. 최소 7피트 두께의 일차차폐벽 외부에서 중성자선속은 감마선속에 비하여 무시할 수 있을 정도이므로. 원자로 내부영역에서 CASK 라이브러리와는 다른 결과를 보이는 BUGLE93 라이브러리를 원자로 일차차폐벽의 방사선차폐해석에 사용할 경우 기존의 CASK 라이브러리를 이용한 해석결과와 동일한 결과를 보이는 것으로 평가되었다.