• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권3호
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• pp.469-476
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• 2020

Research reactors in-core experimental facilities are designed to provide the highest steady state flux for user's irradiation requirements. However, fuel conversion from highly enriched uranium (HEU) to low enriched uranium (LEU) driven by the ongoing effort to diminish proliferation risk, will impact reactor physics parameters. Preserving the reactor capability to produce the needed flux to perform its intended research functions, determines the conversion feasibility. This study investigates the neutron flux in the central experimental facility of two material test reactors (MTR), the IAEA generic10 MW benchmark reactor and the 22 MW s Egyptian Test and Research Reactor (ETRR-2). A 3D full core model with three uranium enrichment of 93%, 45%, and 20% was constructed utilizing the OpenMC particle transport Monte Carlo code. Neutronics calculations were performed for fresh fuel, the beginning of life cycle (BOL) and end of life cycle (EOL) for each of the three enrichments for both the IAEA 10 MW generic reactor and core 1/98 of the ETRR-2 reactor. Criticality calculations of the effective multiplication factor (K_eff) were executed for each of the twelve cases; results show a reasonable agreement with published benchmark values for both reactors. The thermal, epithermal and fast neutron fluxes were tallied across the core, utilizing the mesh tally capability of the code and are presented here. The axial flux in the central experimental facility was tallied at 1 cm intervals, for each of the cases; results for IAEA 10 MW show a maximum reduction of 14.32% in the thermal flux of LEU to that of the HEU, at EOL. The reduction of the thermal flux for fresh fuel was between 5.81% and 9.62%, with an average drop of 8.1%. At the BOL the thermal flux showed a larger reduction range of 6.92%-13.58% with an average drop of 10.73%. Furthermore, the fission reaction rate was calculated, results showed an increase in the peak fission rate of the LEU case compared to the HEU case. Results for the ETRR-2 reactor show an average increase of 62.31% in the thermal flux of LEU to that of the HEU due to the effect of spectrum hardening. The fission rate density increased with enrichment, resulting in 34% maximum increase in the HEU case compared to the LEU case at the assemblies surrounding the flux trap.

• Radiation Oncology Journal
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• 제19권1호
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• pp.66-73
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• 2001

목적 : 붕소-중성자 포획치료법(Boron Neutron Capture Therapy, BNCT)을 위해 원자력병원 싸이클로트론에서 발생되는 최대에너지 34.4 MeV의 속중성자(Fast neutron)를 70 cm 파라핀으로 감속시킨 후 선량 특성을 조사하였다. 그 결과를 토대로 열외중성자(Epithermal neutron) 선량 측정법에 대한 프로토콜을 확립하여 원자로에서 방출되는 열외 중성자 선량 특성 평가의 기초를 삼고, 가속기를 이용한 BNCT 연구에 대한 타당성 여부를 조사하고자 한다. 대상 및 방법 : 공기 중 선량 및 물질 내 선량 분포 측정을 위해 Unidos 10005 (PTW, Germany) 전기계와 조직 등가 물질인 A-150 플라스틱으로 제작된 IC-17 (Far West, USA) 및 IC-18, ElC-1 이온함을 사용하였고, 감마선의 측정을 위해서는 마그네슘으로 제작된 IC-l7M 이온함을 이용하였으며 조직등가 기체와 아르곤 기체를 분당 5cc 씩 주입하며 측정하였다. 중성자, 광자, 전자가 혼합된 장의 모의 수송 해석을 위해 이용되는 Monte Carlo N-Particle (MCNP) transport code를 사용하여 2차원적 선량 분포 및 에너지 분포를 계산하였으며 이 결과를 측정값과 비교하였다. 결과 : BNCT에서의 유효 치료 깊이인 물 팬텀 4 cm에서의 선량은 치료기 1 MU 당 $6.47\times10^{-3}\;cGy$로 미세하였으며, 이때 감마 오염도(contamination)는 $65.2{\pm}0.9\%$로 중성자보다는 감마선에 의한 선량 기여분이 우세하였다. 깊이에 따른 선량 분포 특성에서는 중성자 선량은 선형적으로 감쇠 되었고, 감마선량은 지수적으로 보다 급격히 감쇠되는 경향을 보였으며 전체 선량의 $D_{20}/D_{10}$은 0.718 이었다. MCNP에 의한 에너지 분포 전산 계산의 결과 2.87 MeV 이하에서 중성자 피크가 나타났으며, 저에너지 영역에서는 감마선이 연속적으로 분포되는 양상을 보였다. 결론 : 벽 물질이 서로 다른 두 개의 이온함을 사용한 직접 선량 측정과 MCNP 전산 시뮬레이션을 이용한 공간 선량분포 계산으로 미세 속중성자 빔에 대한 선량 특성을 파악할 수 있었으며, 원자로 열외중성자 주(Epithermal neutron column)에 대한 선량 평가 자료로 확보하였다. 아울러 가속기에 대한 연구가 진행되어 고전압, 고전류를 발생시키는 전원 공급장치와 표적핵(Target) 물질이 개발되고 비스무스나 납 등에 의해 감마 오염도를 줄일 경우, 싸이크로트론에 의한 보론-중성자 포획치료도 가능해질 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권2호
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• pp.107-119
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• 2020

본 연구는 한반도의 관측 강우자료를 기반으로 하여 과거의 가뭄 특성을 파악함과 동시에 RCP 8.5 기후변화 시나리오를 활용한 장래 발생 가능한 극치 가뭄에 대한 장기전망을 수행하였다. 정량적인 가뭄 분석을 위해 기상학적 가뭄지수인 표준강수지수(Standardized Precipitation Index, SPI)를 적용하였으며 일단위 강우 관측 자료 및 RCP 시나리오를 단일한 장기 시계열 자료로 구축하여 1, 3, 6, 9, 12개월 지속기간의 SPI 입력인자로 활용하였다. 한반도의 지역별 가뭄특성 분석을 위한 대상 강우관측소는 1954년 시점부터 강우 자료를 보유하고 있는 12개 관측 지점을 선정하였으며, 동일 지점의 10개 GCM(General Circulation Model)을 적용하였다. 기후변화에 따른 가뭄 특성 변화 분석을 위해 강우발생일수와 총강수량에 대한 12개 강우관측소별 추세 변동 분석 및 군집화를 수행하였다. 샘플링 기법을 활용한 비정상성 빈도분석을 위해 베이지안 기반의 DE(Differential Evolution)와 MCMC(Markov Chain Monte Carlo)를 결합한 DEMC 기법을 채택하였고, 비정상성 가뭄빈도해석을 통하여 12개 지점별 SDF(Severity-Duration-Frequency) 곡선을 유도하였다. 비정상성을 가정한 장기 수문자료를 보유한 지점들의 SDF 곡선 산정을 통해 미래의 가뭄에 대한 정량적인 전망을 수행하였다. 장기시계열 자료를 보유한 12개 지점의 군집분석을 수행한 결과 Zone 1-2, 2, 3-2에 해당하는 제주를 제외한 전주, 광주, 여순, 목포, 추풍령 등에서 장래에 가뭄발생 위험이 높은 것으로 분석되었다. 장래 발생 가능한 가뭄 위험성을 정량적으로 파악함으로써 미래 가뭄관리 정책에 충분히 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 전자공학회논문지
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• 제49권12호
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• pp.10-19
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• 2012

본 논문에서는 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 기법을 적용한 릴레이 프로토콜을 제안한다. AMC 기법은 다양한 변조와 코딩 기법을 통해, 통신 시스템의 전송률과 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 AMC 기법을 적용한 릴레이 프로토콜의 성능을 분석하고, AMC 기법이 적용된 릴레이 프로토콜이 AMC 기법이 적용되지 않은 기존의 기법과 비교하여 낮은 SNR(Signal to Noise Ratio) 레벨에서 더 좋은 평균 전송률을 제공할 수 있음을 확인하였다. 비적응적 MCS(Modulation and Coding Scheme) 릴레이 프로토콜과 적응적 MCS 릴레이 프로토콜의 성능을 증명하기 위해 LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 파라미터와 함께 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하였다. 모의실험 결과, 적응적 MCS가 적용된 시스템에서 AF(Amplify-and-Forward), DF(Decode-and-Forward) 및 DMF(DeModulate-and-Forward) 프로토콜 중 DMF 프로토콜이 낮은 SNR 값에서 가장 좋은 성능을 보이고, 더 좋은 평균 전송률을 제공하는 것을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.276-285
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• 2020

본 연구에서는 3가지 수준의 물-결합재 비를 고려한 OPC 및 FA 콘크리트를 대상으로 재령 1,095일에 촉진 염화물 확산 시험을 수행하였다. Tang's method 및 ASTM C 1202에 준하여 촉진 염화물 확산계수 및 통과 전하량을 평가하였으며 시간의 존적으로 개선되는 염화물 확산 거동을 고찰하였다. FA 배합에서는 포졸란 반응에 의해 뛰어난 염해저항성능을 나내었는데, 통과 전하량 평가 결과에 따르면 FA 콘크리트는 재령 1,095일에 "Low" 등급에서 "Very low" 등급으로 감소하였으나, OPC 배합의 경우 "Moderate" 등급에서 "Low" 등급으로 감소하였다. 염해 내구수명 해석 시 사용되는 설계변수를 정규분포 함수로 가정한 후, MCS를 기반으로 각 배합의 내구수명을 확률론적 해석 방법으로 평가하였다. FA 콘크리트에서는 OPC 콘크리트 대비 시간의 증가에 따른 내구적 파괴확률의 증가가 낮게 나타났는데 이는 FA 콘크리트의 시간의존성지수가 OPC 배합 대비 최대 3.2배 높기 때문이다. 또한 목표 내구적 파괴확률을 10%로 설정하였기 때문에 확률론적 해석에 의한 내구수명이 결정론적 해석에 의한 내구수명보다 낮게 평가되었다. 다양한 환경 하의 실태조사 및 실내 시험을 통해 각 구조물에 적합한 목표 내구적 파괴확률을 설정한다면 더욱 경제적인 내구성능 설계가 가능해지리라 사료된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제18권3호
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• pp.295-303
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• 2018

현재 DBB 발주방식에서는 설계단계와 시공단계가 분리되어 있어, 잦은 설계변경이 발생하고 있다. 아울러 공사비초과, 공기지연 및 품질저하를 야기하는 문제점들을 초래하고 있다. 최근에 발주자의 다양한 요구, 제한적인 예산 및 공기 등의 제약조건에 대응할 수 있는 발주방식인 CM@R 발주방식이 대두되고 있다. CM@R 발주방식에서는 설계단계에서 발주자와 협의하여 GMP를 정하고, GMP 내에서 CM수행자가 책임을 지고 공사를 수행하는 방식이다. 그러나 CM@R 특성상 완성되지 않은 도서를 기준으로 GMP를 산정하기 때문에 불확실성이 내재되어 있다. 본 연구에서는 GMP 산정시 불확실성을 고려하기 위하여, CBR를 이용한 공사비 예측 및 MCS를 적용한 확률론적 초기 GMP 산정방안을 제시하였으며, 초기 GMP 산정 이후 사업진행에 따라 GMP 협의를 수행할 수 있는 프로세스를 제시하였다. 사례연구 및 검증을 통하여 확률론적 초기 GMP 산정방안을 검증하였다. 본 연구에서는 제시된 확률론적 GMP 산정방안을 통하여 GMP의 범위를 설정하고 발주자와 CM수행자가 협의을 통해 리스크를 줄임으로써, CM@R의 성공적인 국내 도입에 일조하고자 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4A호
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• pp.647-657
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• 2006

허용응력설계법과 극한한계 상태 설계법에 근거한 케이블과 보강형을 갖는 PSC 사장교의 예를 통해서 통계학적 확률분포를 고려한 확률론적인 위험성을 평가하였다. 사용성 한계상태 및 극한 한계상태에서의 케이블요소의 파괴확률과 거더의 최대 정모멘트. 부모멘트 발생단면, 그리고 최대전단력의 작용단면에서 각각의 요소 파괴 확률을 설계변수의 응답면에서 검토하였다. 응답면 기법(RSM)은 복잡한 다자유도 구조물에서 MCS를 사용하여 얻을 수 없는 상대적으로 매우 작은 파괴 확률값을 얻기 위해 사용이 가능할 뿐만 아니라, FOSM으로 쉽게 얻을 수 없는 한계상태방정식의 미분형태에도 성공적으로 적용이 가능 하다. 케이블과 보강형으로 구성된 병렬저항구조를 시스템 해석을 위해 각각 직렬구조로 연결하여 전체구조물의 체계신뢰성을 평가하고, 제안된 붕괴모드조합 예측값과 비교분석하였다. 제안된 붕괴모드의 조합에 의한 파괴확률검토는 조건부 파괴에 대한 동일한 발생확률을 구하며, 순열방법보다 개선된 시간비용과 효율성을 제공하며, 상하한계파괴확률을 구하는 체계 신뢰성해석에서 검토되지 않는 요소파괴의 조합에 의한 시스템의 위험성 검토를 제공한다.