• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.223-229
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• 2017

원전 구조물에 주로 사용되는 중량 콘크리트의 경우 중성자에 오랜 시간 노출되면 콘크리트 자체가 방사선을 방출하는 방사화가 발생하게 된다. 이러한 경우 원전 구조물 해체시 많은 양의 방사성 폐기물이 발생되고 이를 처리하기 위한 비용이 큰 폭으로 증가하게 된다. 따라서, 본 연구에서는 원전 해체시 폐기물의 처리비용을 저감하기 위하여 방사화에 밀접한 관련이 있는 Eu 및 Co를 포함하고 있는 시멘트를 대상으로 저방사화 시멘트를 제작하였다. 또한, 저방사화 시멘트 개발을 위하여 원재료 수급부터 제조방법을 제안하였으며 이를 일반 시멘트 및 저발열 시멘트와 비교 분석하였다. 방사화 분석 결과 Eu는 검출되지 않았으며, Co는 3.75ppm으로 보통포틀랜드 시멘트보다 낮게 측정되었으며, 물리적 화학적 특성 역시 1종 보통포틀랜드 시멘트와 4종 저발열 포틀랜드 시멘트 기준에 부합하는 것으로 나타났다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권7호
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• pp.2683-2689
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• 2024

This work investigated the most suitable type of degrader (Cu, Al or Nb) and its thickness, taking into consideration the salient aspects of concrete activation for high-purity ⁸⁹Zr production by ⁸⁹Y(p,n)⁸⁹Zr nuclear reaction. The MCNP and FISPACT codes were used to determine the optimal degrader thickness and the radioactivity of shielding concrete by neutron activation, respectively. The results showed that the optimal thickness of the beam degraders was 1.16, 3.19, and 1.33 mm for Cu, Al, and Nb, respectively. The neutron production rate per proton and the energy and angular distributions of neutrons varied depending on the type of degrader. Considering the radioactivity of the target-room concrete and the amount of radioactive waste expected to be generated, the use of a 1.33-mm-thick Nb degrader for ⁸⁹Zr production was determined to be the best choice.

• 한국해양공학회지
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• 제14권3호
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• pp.66-71
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• 2000

The main objectives of this study are to carried out in order to evaluate strength development of Fly Ash concrete containing various amounts of Fly Ash such as 0%, 10%, 20% and 30%. The experimental variables included in this test program consist of content of Fly Ash, concrete strength and chemical activation. As Fly Ash increases, air content, strength development of concrete and slump loss of normal strength concrete were gradually decreased. The inclusion of Na$_2$SO$_4$increased the short-term strength of concrete that contains Fly Ash. In addition, the strength development of concrete that contains Fly Ash and Na$_2$SO$_4$were improved.

• Computers and Concrete
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• 제12권4호
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• pp.377-392
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• 2013

This paper investigates prediction models estimating the hydration properties of concrete, such as the compressive strength, the splitting tensile strength, the elastic modulus,and the autogenous shrinkage. A prediction model is suggested on the basis of an equation that is formulated to predict the compressive strength. Based on the assumption that the apparent activation energy is a characteristic property of concrete, a prediction model for the compressive strength is applied to hydration-related properties. The hydration properties predicted by the model are compared with experimental results, and it is concluded that the prediction model properly estimates the splitting tensile strength, elastic modulus, and autogenous shrinkage as well as the compressive strength of concrete.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제45권3호
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• pp.130-141
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• 2020

Background: Concrete activation in cyclotron vaults is a major concern associated with their decommissioning because a considerable amount of activated concrete is generated by secondary neutrons during the operation of cyclotrons. Reducing the amount of activated concrete is important because of the high cost associated with radioactive waste management. This study aims to investigate the capability of the neutron absorbing materials to reduce concrete activation. Materials and Methods: The Particle and Heavy Ion Transport code System (PHITS) code was used to simulate a cyclotron target and room. The dimensions of the room were 457 cm (length), 470 cm (width), and 320 cm (height). Gd₂O₃, B₄C, polyethylene (PE), and borated (5 wt% ^natB) PE with thicknesses of 5, 10, and 15 cm and their different combinations were selected as neutron absorbing materials. They were placed on the concrete walls to determine their effects on thermal neutrons. Thin B₄C and Gd₂O₃ were placed between the concrete wall and additional PE shield separately to decrease the required thickness of the additional shield, and the thermal neutron flux at certain depths inside the concrete was calculated for each condition. Subsequently, the optimum combination was determined with respect to radioactive waste reduction, price, and availability, and the total reduced radioactive concrete waste was estimated. Results and Discussion: In the specific conditions considered in this study, the front wall with respect to the proton beam contained radioactive waste with a depth of up to 64 cm without any additional shield. A single layer of additional shield was inefficient because a thick shield was required. Two-layer combinations comprising 0.1- or 0.4-cm-thick B₄C or Gd₂O₃ behind 10 cm-thick PE were studied to verify whether the appropriate thickness of the additional shield could be maintained. The number of transmitted thermal neutrons reduced to 30% in case of 0.1 cm-thick Gd₂O₃+10 cm-thick PE or 0.1 cm-thick B₄C+10 cm-thick PE. Thus, the thickness of the radioactive waste in the front wall was reduced from 64 to 48 cm. Conclusion: Based on price and availability, the combination of the 10 cm-thick PE+0.1 cmthick B₄C was reasonable and could effectively reduce the number of thermal neutrons. The amount of radioactive concrete waste was reduced by factor of two when considering whole concrete walls of the PET cyclotron vault.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제42권3호
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• pp.141-145
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• 2017

Background: The concrete walls inside the vaults of cyclotron facilities are activated by neutrons emitted by the targets during radioisotope production. Reducing the amount of radioactive waste created in such facilities is very important in case they are decommissioned. Thus, we proposed a strategy of reducing the neutron activation of the concrete walls in cyclotrons during operation. Materials and Methods: A polyethylene plate and B-doped Al sheet (30 wt% of B and 2.5 mm in thickness) were placed in front of the wall in the cyclotron room of a radioisotope production facility for pharmaceutical use. The target was Xe gas, and a Cu block was utilized for proton dumping. The irradiation time, proton energy, and beam current were 8 hours, 30 MeV, and $125{\mu}A$, respectively. To determine a suitable thickness for the polyethylene plate set in front of the B-doped Al sheet, the neutron-reducing effects achieved by inserting such sheets at several depths within polyethylene plate stacks were evaluated. The neutron fluence was monitored using an activation detector and 20-g on de Au foil samples with and without 0.5-mm-thick Cd foil. Each Au foil sample was pasted onto the center of a polyethylene plate and B-doped Al sheet, and the absolute activity of one Au foil sample was measured as a standard using a Ge detector. The resulting relative activities were obtained by calculating the ratio of the photostimulated luminescence of each foil sample to that of the standard Au foil. Results and Discussion: When the combination of a 4-cm-thick polyethylene plate and B-doped Al sheet was employed, the thermal neutron rate was reduced by 78%. Conclusion: The combination of a 4-cm-thick polyethylene plate and B-doped Al sheet effectively reduced the neutron activation of the investigated concrete wall.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.73-80
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• 2019

사이클로트론 가동 시 핵반응으로 인해 중성자가 발생되며, 발생된 중성자는 콘크리트벽에 흡수되어 방사화를 일으키게 된다. 이에 본 연구에서는 콘크리트 종류에 따른 방사화 분석과 방사화 핵종이 미치는 영향에 대해 알아보고자 하였다. 실험은 몬테카를로 시뮬레이션 및 RESRAD 모델을 사용하였다. 실험 결과 콘크리트의 Fe 함유량이 높을수록 차폐율이 증가하였으며, Fe은 $^{56}Fe(n,\;2np)^{54}Mn$ 반응으로 인하여 종사자에게 미치는 영향 또한 같이 증가하였다. 하지만, 방사화로 생성된 핵종의 방사능은 매우 낮게 나타나 종사자들에게 미치는 영향은 매우 낮은 것으로 나타났다. 방사화된 콘크리트 해체 처분 시 방사능이 자체처분 한도 미만으로 일반폐기물로써 처리되어야 하며, $^{14}C$의 영향을 최소화하기 위해 매립이 아닌 도로 보수와 같은 표층에 재활용 되어야 할 것이다.

• 콘크리트학회지
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• 제28권5호
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• pp.21-26
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• 2016

• 한국건설관리학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.118-125
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• 2008

최근 건설교통부는 일반건설업과 전문건설업간의 겸업제한 관련 법안 폐지를 입법예고 하였다. 겸업제한 폐지는 국내 건설산업체제에 있어서 거대한 변화이며, 이는 일반건설업체 및 전문건설업체 모두에게 적지 않은 영향을 미친다. 본 연구의 목적은 철근콘크리트 전문건설업체가 겸업제한 폐지라는 환경변화에 대한 발전요인을 제시하는 것이다. 본 연구는 SWOT분석을 통하여 철근콘크리트업체의 강점, 약점, 기회, 위기 분석 및 전략을 도출하였다. 다음으로 전문건설업체의 실무자를 대상으로 설문조사를 실시하고, 이를 바탕으로 요인분석을 실시하여 발전요인을 제시하였다. 본 연구를 통하여 철근콘크리트 업체의 효과적인 경영 전략을 모색하며, 나아가 경영난을 겪고 있는 타 업종의 전문건설업체에게 도움을 주고자 한다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제14권2호
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• pp.91-100
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• 2016

경수로 원전을 대상으로 원전 내 방사화 대상 물질인 스테인리스강, 탄소강 및 콘크리트의 불순물 정보 적용여부에 따른 방사화 핵종 재고량을 계산하였다. 본 연구에서 탄소강은 압력용기 물질에 사용되었고, 스테인리스강은 압력용기 내부 물질에 사용되었으며, 일반 콘크리트가 생체 차폐체에 사용되었다. 금속 물질에 대해서는 참고자료 1개의 불순물 함량 정보를 적용하였고, 콘크리트 물질에서는 참고자료 5개의 불순물 함량 정보를 적용하여 평가를 수행하였다. 방사화 핵종 재고량 전산해석 시 중성자속 계산에는 MCNP 전산코드를, 방사화 계산에는 FISPACT 전산코드를 각각 사용하였다. 계산 결과, 금속 물질에서 불순물을 포함한 경우가 그렇지 않은 경우보다 비방사능이 2배 이상 높았으며, 특히 콘크리트에서는 불순물을 포함한 경우가 그렇지 않은 경우보다 최대 30배 이상 비방사능이 높게 계산되었다. 방사화 핵종의 생성반응과 재고량을 분석한 결과, 금속 구조물에서는 불순물 중 Co원소와 중성자에 의해 생성되는 방사화 핵종인 Co-60이, 콘크리트에서는 불순물 중 Co, Eu 원소와 중성자에 의해 생성되는 방사화 핵종인Co-60, Eu-152, Eu-154 이 방사성폐기물 준위 결정에 큰 영향을 미치고 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 원전 해체 계획 수립 시 방사화 핵종 재고량 평가 및 규제에 활용될 수 있을 뿐 아니라, 해체를 고려한 원전 또는 원자력시설의 설계 단계에서도 참고자료로 활용 될 것으로 판단된다.