기포반응도는 월성발전소를 비롯한 CANDU형 원자로의 주된 안전성 쟁점사안으로 끊임없이 논의되어 왔다. 이는 설계기준사고가 노심에서 열에너지 불균형이 원인이 되어 기준이상의 핵연료 파손과 방사성물질 누출로 발전할 위험이 있는 사건들로 정의될 때, 사건 진행 과정에 기포반응도 증가는 조기에 운전중단을 실패할 경우 출력폭주로 이어지므로 사건의 결말이 중대사고로 전환될 위험이 크기 때문이다. 본 연구는 공개된 최신 핵자료인 ENDF/B-VII.0를 NJOY.99로 처리한 연속에너지 반응단면적 라이브러리를 구축하고 MCNP-4C에 접속하여 37봉 천연우라늄 핵연료다발의 표준노심격자에 대한 기포반응도를 시뮬레이션하여, 지금까지 각종문헌에 제시된 값들과 비교, 종합하므로 내제된 불확실성을 추정하는 내용이다. ENDF/B-VII.0 기반 MCNP-4C의 CANDU 노심격자 모델은 동일한 핵자료와 핵종농도를 사용한 WIMS-IAEA 모델과 비교할 때, 초기 노심의 임계도 오차 약 3.51mk가 연소 진행에 따라 $7.5\times10^{-4}mk$/MWD/teU의 비율로 감소하는 것으로 나타났다. 또한 MCNP-4C 예측기포반응도는 초기노심에서 기포율 50% 및 100%에 대해 각각 8.38 및 15.96mk, 평형노심에서 7.68 및 14.72mk로 계산된다. 이는 월성 2, 3, 4 FSAR의 초기노심 및 평형노심에서 100% 기포상태에 대한 값, 약15.0 및 10.6mk와 비교할 때, 초기노심은 약 1.0mk 평형노심은 약4, 1mk 보수적이지만, 다른 연구결과들과는 최대오차 ${\pm}1{\sim}2mk$ 이내에서 잘 일치하는 것으로 평가되었다. 본 연구는 CANDU 노심의 기포반응도 불확실성 요인의 규명 및 영향평가를 위한 노력의 일부로서 앞으로 감속재의 붕산농도 변화, 감속재 및 냉각재의 중수 순도 변화, 기기노화에 의한 격자 구조 및 물성 변화, 중성자속 및 출력 분포 불균형, 반응도조절장치의 위치, 등 주요 설계변수의 변화에 대한 반응도영향 분석연구를 계속할 계획이다.
In recent years, there has been keen interest in developing flat panel detectors for all modalities of radiology, including gerneral radiology, fluoroscopy, electronic portal imaging, and mammography. In this paper, we report the new hybrid x-ray detector consisted of ZnS(Ag) photoemission layer and a-Se photoconductor layer to resolve problem of conventional x-ray detector such as the direct detector and the indirect detector. To design the structure of ZnS(Ag)/a-Se detector, the penetrated energy spectrum and absorption fraction was estimated using MCNP 4C code. Also, we carried out the experiment to demonstrate the result of MCNP 4C code. Experimental results showed that the absorption fraction of $500{\mu}m$-ZnS(Ag) film was above 87%, 75% at 60 and 80 kVp. As a results, we can determined the thickness of suitable phosphor and the thickness of photoconductor.
원추형 빔 단층촬영 시스템의 효과적인 모사를 위하여 상용 몬테칼로 코드인 MCNP를 기반으로 한 전산모사 시뮬레이터를 개발하였다. 기본적으로 Visual $C++^{(R)}$를 이용하여 제작하였으며, 모델의 시각화를 위해 $OpenGL^{(R)}$ 라이브러리를 이용하여 개발하였다. 컴퓨터 단층촬영 시뮬레이션 수행을 위한 입력파일의 생성과 MCNP를 이용한 시뮬레이션 실행, 그리고 투과영상 생성과 단층영상 재구성을 수행할 수 있는 기능을 구현하였다. 개발한 시뮬레이터의 검증을 위하여 콘트라스트 팬텀(contrast phantom)에 대해 실험과 시뮬레이션을 수행하였다. 산란 엑스선, 영상센서의 잡음 및 픽셀 결함에 의한 structured noise 등을 시뮬레이션에서 고려하지 못했기 때문에 두 결과가 정확하게 일치하지는 않았으나, 매우 유사한 비교 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해 개발한 MCNP 기반의 CBCT 전산모사 시스템은 CBCT의 이해, 실제 시스템의 설계 및 제작시에 도움을 줄 것으로 기대된다.
방사선치료를 위한 고에너지 광자선의 품질관리를 위해 사용하는 TLD의 광자선 선질에 대한 에너지 의존도를 몬테카를로 모사법을 사용하여 평가하였다. IAEA 선량보증사업에 이용되는 LiF TLD 및 홀더를 EGS4기반의 사용자 코드인 DOSIMETER 와 MCNP4C 몬테카를로 코드를 사용하여 기하학구조를 구성하고, Co, 4, 6,10 밑 15 MV 광자선을 시뮬레이션하였다. DOSIMETER계산 결과를 통해 TLD의 에너지 보정인자가 실험 데이터와 일치함을 확인할 수 있었으며, 이와 별도로 캡슐에 의한 교란량도 무시할 수 없음을 발견하였다.
Golshanian, Mohadeseh;Rajabi, Ali Akbar;Kasesaz, Yaser
Nuclear Engineering and Technology
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제49권7호
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pp.1505-1512
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2017
Because accelerator-based boron neutron capture therapy (BNCT) systems are planned for use in hospitals, entry into the medical room should be controlled as hospitals are generally assumed to be public and safe places. In this paper, computational investigation of the medical staff effective dose during BNCT has been performed in different situations using Monte Carlo N-Particle (MCNP4C) code and two voxel based male phantoms. The results show that the medical staff effective dose is highly dependent on the position of the medical staff. The results also show that the maximum medical staff effective dose in an emergency situation in the presence of a patient is ${\sim}25.5{\mu}Sv/s$.
In this study, a gradient material for shielding neutrons and gamma rays was developed, which consists of epoxy resin, boron carbide (B4C), lead (Pb) and a little graphene oxide. It aims light weight and compact, which will be applied on the transportable nuclear reactor. The material is made up of sixteen layers, and the thickness and components of each layer were designed by genetic algorithm (GA) combined with Monte Carlo N Particle Transport (MCNP). In the experiment, the viscosities of the epoxy at different temperatures were tested, and the settlement regularity of Pb particles and B4C particles in the epoxy was simulated by matlab software. The material was manufactured at 25 ℃, the Pb C and O elements of which were also tested, and the result was compared with the outcome of the simulation. Finally, the material's shielding performance was simulated by MCNP and compared with the uniformity material's. The result shows that the shielding performance of gradient material is more effective than that of the uniformity material, and the difference is most noticeable when the materials are 30 cm thick.
극저준위 방사능측정시스템의 백그라운드에 영향을 주는 중성자를 차폐하기 위한 차폐체를 설계하였다. 중성자 차폐방법은 고 밀도 폴리에틸렌을 이용하여 고속중성자를 감속한 후 $B_4C$를 이용하여 감속된 열중성자를 흡수하는 방법을 이용하였다. 몬테카를로 모사방법인 MCNP4B 코드를 이용하여 계산한 결과 고 밀도 폴리에틸렌의 두께가 10 cm 일 때 열중성자속이 최대가 되는 것으로 나타났으며 감속된 중성자의 흡수는 용제에 자연상태의 $B_4C$ 분말을 30 w% 섞을 경우 2 mm의 두께에서 94%의 중성자 흡수가 일어나는 것으로 나타났다. 또한 몬테카를로 모사를 통한 계산결과의 타당성 여부를 조사하기 위하여 중성자 차폐실험 장치를 제작하여 실험 결과와 비교하였으며, 비교 결과 실험값과 일치하는 것으로 나타났다.
In recent years, there has been keen interest in developing f1at panel detectors for all modalities of radiology, including gerneral radiology, fluoroscopy(angiography and cardiology), electronic portal imaging, and mammography. In this paper, we report the new hybrid x-ray detector consisted of CsI(Tl) photoemission layer and a-Se photoconductor layer to resolve conventional x-ray detector such as the direct detector using a-Se and the indirect detector using CsI(Tl)/a-Si. To design the structure of CsI(Tl)/a-Se detector, the penetrated energy spectrum and absorption fraction was estimated using MCNP 4C code. Experimental results showed that the absorption fraction of $500{\mu}m-Se$ film and $150{\mu}m-CsI\left(Tl \right)/a-Se\left( 30{\mu}m \right)$ film is 70% at 70 kVp. The absorption energy is 90% at $350{\mu}m-CsI(Tl)$.
There has recently been a great deal of interest in amorphous selenium for application of digital x-ray image sensor. The initial number of the electron-hole induced by interaction a-Se with x-ray photons and the collection efficiency to surface of generated charges are important parameters for x-ray sensitivity of the a-Se. Therefore, in this paper, we analyzed that thickness of a-Se film and electric field is affected on the initial number of electron-hole and the collection efficiency. The experimental value of x-ray induced charge about the various thickness and the electric field is compared with estimated absorbed energy through MCNP 4C code to analyze the mechanism x-ray induced signal of a-Se. The experimental results showed that the electric field depends on initial escape coefficient and the thickness depends on collection coefficient than escape efficient.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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