• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권6호
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• pp.2004-2010
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• 2022

Quantification of sensitive material is of vital importance when it comes to the movement of nuclear fuel throughout its life cycle. Within the electrorefiner vessel of electrochemical separation facilities, the task of quantifying plutonium by neutron analysis is especially challenging due to it being in a constant mixture with curium. It is for this reason that current neutron multiplicity methods would prove ineffective as a safeguards measure. An alternative means of plutonium verification is investigated that utilizes the (𝛼,n) signature that comes as a result of the eutectic salt within the electrorefiner. This is done by utilizing the multiplicity variable a and breaking it down into its constituent components: spontaneous fission neutrons and (𝛼,n) yield. From there, the (𝛼,n) signature is related to the plutonium content of the fuel.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권4호
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• pp.1406-1413
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• 2022

In this study, a diamond-based neutron scatter camera (DNSC) was developed for neutron spectroscopy in high flux environments. The DNSC was evaluated experimentally and through simulations. It was simulated using several Monte Carlo codes in a two-array layout. The two-array model included two diamond detectors. The simulation reconstructed the spectra of ²⁵²Cf and ²³⁹Pu-Be neutron sources with high accuracy (~93%). The two-diamond array system was experimentally evaluated, demonstrating the neutron spectroscopy capabilities of the DNSC. The reconstructed spectrum of the ²³⁹Pu-Be source manifested the characteristic peaks of the source. The advantage of a DNSC over a NSC is its ability to define any neutron double-scattering events without the need to absorb incident neutrons in the second detector, and atomic recoil energy information is not needed to determine the incident neutron energy.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제13권1호
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• pp.1-7
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• 1988

중성자선량측정을 위하여 방사선과의 상호작용으로 인한 과열된 액체의 기화를 원리로 하는 bubble-damage polymer detector를 개발하였다. acrylamide와 글리세린으로 만든 중합체에 과열상태의 Freon12 액체방울을 분산시켜 검출기를 제작하였으며 중성자 조사에 의해 형성된 기포는 즉각적인 육안 관측이 가능하였다. 검출기의 중성자감도는 Am-Be중성자에 대해 $4{\sim}7bubbles/10{\mu}Sv$이었다.

• 대한방사성의약품학회지
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• 제8권1호
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• pp.17-23
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• 2022

Boron neutron capture therapy is a precision treatment technology that selectively destroys only tumor cells by irradiating thermal neutrons after accumulating boron drugs in tumor cells. Brain tumor is difficult to diagnose and treat due to the low permeability and targeting of drugs caused by the blood-brain-barrier. Crossing the BBB is essential for drug delivery to the brain. In this study, we designed and synthesized a novel compound incorporating benzothiazole to develop a boron drug with high BBB permeability and selectivity for brain tumor cells. In addition, their potential as a BNCT drugs was evaluated.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권9호
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• pp.3326-3333
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• 2023

The results of the analysis of a mathematical modeling for the IBR-2M pulsed reactor dynamics for a transition from a power pulse repetition frequency of 5 Hz-10 Hz are presented. The change in the amplitude response of the reactor for variable pulse delayed neutron fraction was studied. We used a set of power feedback parameters determined experimentally in 2021 at an energy output of 1820 MW·day. At a pulse repetition frequency of 10 Hz, the amplitude of pulse energy oscillations significantly depends on the value of the delayed neutron fraction in pulse β_p. Depending on β_p both suppression and amplification of reactor power fluctuations in the frequency ranges of 0.05-0.20 and 1.25-5.00 Hz can be realized.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권1호
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• pp.324-329
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• 2023

Different types of deterministic solution methods were used to solve neutron transport equations corresponding to half-space and slab albedo problems. In these types of solution methods, in addition to the error of the numerical solutions, the obtained results contain truncation and discretization errors. In the present work, a non-analog Monte Carlo method is provided to simulate the half-space and slab albedo problems with Inönü and Anlı-Güngör strongly anisotropic scattering functions. For each scattering function, the sampling method of the direction of the scattered neutrons is presented. The effects of different beams with different angular dependencies and the effects of different scattering parameters on the reflection probability are investigated using the developed Monte Carlo method. The validity of the Monte Carlo method is also confirmed through the comparison with the published data.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권5호
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• pp.1559-1566
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• 2023

This study developed a quasi-monoenergetic neutron source (QMN) for the semiconductor device's soft error rate test (SER). Quasi-monoenergetic neutrons are generated by ⁹Be(p, n)⁹B nuclear reaction with a 1 mm beryllium target and 30 MeV protons from a cyclotron. An 8 mm water in the back of the beryllium target is used for avoiding proton penetration. The neutron spectra simulated by MCNP showed that the peak energy was around 26.5 MeV. The heat flow and mechanical properties are numerically analyzed, and the safe operating conditions are therefore determined.

• 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.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.335-341
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• 2017

사이클로트론은 양자 또는 중양자를 가속하는 장치로써 의료장비인 양전자방출촬영장치(PET)에 이용되는 단반감기의 방사성의약품을 생산하는 시설로 이용되고 있다. 사이클로트론에서 방사성의약품을 생산하기 위해선 가속된 양성자와 타켓과의 핵반응이 필요하며 반응 후 불필요한 중성자가 발생하게 된다. 이에 본 연구에서는 사이클로트론에서 발생되는 양성자와 중성자가 콘크리트 차폐벽과 충돌하여 발생되는 방사화에 대해 알아보고자 하였다. 실험은 몬테카를로 모의 모사의 한 종류인 FLUKA를 통해 방사화된 방사성동위원소를 추적하였으며, 콘크리트 차폐벽의 물성은 ppm 단위의 미량의 불순물이 포함된 물성과 불순물이 포함되지 않은 물성을 이용하여 비교 분석하였다. 발생된 방사화 핵종은 RESRAD-Build를 통해 인체에 미치는 피폭선량율 기준으로 비교분석하였으며, 실험결과 불순물이 포함된 콘크리트 물성에서는 총 14개의 방사성동위원소가 생산되었으며, 인체에 미치는 피폭선량을 기준으로 분석 하였을 때, $^{60}Co$(72.50%), $^{134}Cs$(16.75%), $^{54}Mn$(5.60%), $^{152}Eu$(4.08%), $^{154}Eu$(1.07%)이 전체 선량의 99.9%를 차지하였으며, 피폭의 위험도는 $^{60}Co$ 핵종이 가장 높게 나타났다. 불순물이 포함되지 않은 물성에서는 총 5개의 핵종이 나타났으며, 그 중 $^{54}Mn$이 피폭선량의 99.9%를 차지하는 것으로 나타났다. 양성자의 유도 핵반응에 따라 불순물이 아닌 $^{56}Fe$에서 방사화 과정을 통해 Cobalt가 발생될 가능성이 있으나 콘크리트벽에 도달하는 양성자의 개수가 작아 방사화를 일으키지 못하였다. 불순물의 포함 여부에 따른 피폭선량의 비교결과 불순물이 포함된 경우가 그렇지 않은 경우 보다 약 98% 높게 나타나 ppm 단위의 미량의 불순물이 방사화의 주요인임을 알 수 있었다.

• 대한수의학회지
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• 제41권2호
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• pp.203-210
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• 2001

방사선 피폭선량의 예측을 위한 방사선 민감 지표 모델 개발을 위하여 코발트-60 감마선과 의료용 싸이크로트론 50 MeV($p{\to}RBe^+$) fast neutron을 0.25 Gy에서 1 Gy의 선량을 랫드에 각각 전신 조사한 후 말초혈액내 임파구와 소장에 음와세포의 형태학적 변화를 apoptotic fragment assay법을 이용하여 관찰하였다. 모든 방사선조사군에서 음와세포와 말초 임파구에 아포토시스의 유도가 증가된 것이 관찰되었으며, 이것은 방사선이 방사선 민감세포의 아포토시스 유도를 자극한 것으로 보인다. 상기의 결과는 아포토시스가 손상된 세포를 제거하므로 손상된 방사선 민감 표적 장기의 항상성 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 판단되었다. Apoptotic fragments의 발생빈도에 대한 선량-반응곡선에 있어서 음와세포는 중선자 조사군이 $y=0.3+(6.512{\pm}0.279)D(r^2=0.975)$으로, 반면에 감마선 조사군은 $y=0.3+(4.435{\pm}0.473)D+(-1.300{\pm}0.551)D^2(r^2=0.988)$의 식을 얻었다. 그리고 말초 임파구에서는 감마조사군이 $y=3.5+(118.410{\pm}10.325)D+(-33.548{\pm}12.023)D^2(r^2=0.992)$의 식으로 나타났다. 이와 같이 감마선조사군은 공히 linear quadratic model 이였으나 중성자조사군은 linear model 로 관찰되었다. 조사된 세포의 종류와 상관없이 apoptotic fragments의 발생빈도와 조사 선량간의 유의한 효과가 있는 것으로 확인되었다. 이상의 결과에서 조사선량의 증가와 비례하여 방사선 민감 세포의 apoptotic fragments가 수적으로 증가하였으며, 고준위 방사선이 저준위 방사선보다 선량 반응 곡선과 시간 경과에 따른 영향이 보다 강한 것으로 인지되었으며, 음와세포의 apoptosis 유도에 대한 중성자선의 방사선 생물학적 효과비(RBE)는 1.919 였다. 그리고 모든 방사선조사군에서 방사선피폭 후 4시간과 6시간에 apoptosis 유도가 가장 많았으며, 음와세포의 형태학적 소견은 정상 대조군에서 관찰되지 않는 전형적인 apoptotic fragments가 나타났다. 따라서 음와 세포와 말초 임파구에서의 아포토시스 유도는 방사선 조사에 의한 세포 손상의 생물학적 영향 평가를 위한 검색 및 방사선 피폭선량 예측의 지표로 이용 가능할 것으로 사료됨.