Non-uniformity of Pu and Cm composition in used nuclear fuel was analyzed to determine its effect on Pu accountancy in pyroprocessing, while employing the Pu-to-244Cm ratio method. Burnup simulation of a typical pressurized water reactor fuel assembly, required for the analysis, was carried out using MCNP code. Used fuel nuclide composition, as a function of nine axial and two radial meshes, were evaluated. The axial variation of neutron flux and self-shielding effects were found to affect the uniformity of Pu and Cm compositions and in turn the Pu-to-244Cm ratio. However, the results of the study showed that these non-uniformities do not affect the use of Pu-to-244Cm ratio method for Pu accountancy, if the measurement samples are drawn from the voloxidized powder at the feed step of pyroprocessing. 'Material Unaccounted For' and its uncertainty estimates are also presented for a pyrprocessing facility to verify safeguards monitoring requirements of the IAEA.
Sara Sadat Madani Kouchak;Dariush Rezaei Ochbelagh;Peiman Rezaeian;Majid Abdouss
Nuclear Engineering and Technology
/
제56권4호
/
pp.1425-1430
/
2024
This study develops superheated emulsion detectors that are both sensitive to fast neutrons, and thermal neutrons owing to the exergonic 63Li(n, α)31H capture reaction caused by the 6Li-containing compound dispersed throughout the gel-like medium. The experimental research was conducted on two SEDs. One detector was an ordinary Freon-12 detector and the other was a Freon-12 detector containing 3.4 % (by weight) LiCl. In order to investigate the sensitivity of lithium-containing SEDs to thermal neutrons, two types of SEDs were simultaneously exposed to various flux levels of thermal neutrons from 241Am-Be neutron source inside a cylindrical tank filled with water. A Boron-lined proportional counter was used to estimate the thermal neutron flux and the relevant MCNP code was developed for flux and dose calculations in the prepared set-up around 241Am-Be source. The results demonstrate that there is a proportional relationship between the variations of SED response and the change in thermal neutron flux and dose. Also, the sensitivity of SED was estimated.
KIM MYONG-SEOP;LEE CHOONG-SUNG;OH SOO-YOUL;HWANG SUNG-YUL;JUN BYUNG-JIN
Nuclear Engineering and Technology
/
제38권1호
/
pp.93-98
/
2006
The radial uniformity of neutron irradiation in silicon ingots for neutron transmutation doping (NTD) at HANARO is examined by both calculations and measurements. HANARO has two NTD holes named NTD1 and NTD2. We have been using the NTD2 hole for 5 in. NTD commercial service, and we intend to use two holes for 6 in. NTD. The objective of this study is to predict the radial uniformity of 6 in. NTD at the two holes. The radial neutron flux distributions inside single crystal and noncrystal silicon loaded at the NTD2 hole are calculated by the VENTURE code. For NTD1, the radial distributions of the reaction rate for a 6 in. NTD with a neutron screen are calculated by MCNP, and measured by gold wire activation. The results of the measurements are compared with those of the calculations. From the VENTURE calculation, it is confirmed that the neutron flux distribution in the single crystal silicon is much flatter than that in the non-crystal silicon. The non-uniformities of the measurements for radial neutron irradiation are slightly larger than those of the calculations. However, excluding local dips in the measurements, the overall trends of the distributions are similar. The radial resistivity gradient (RRG) for a 5 in. silicon ingot is estimated to be about $1.5\%$. For a 6 in. ingot, the RRG of a silicon ingot irradiated at HANARO is predicted to be about $2.1\%$. Also, from the experimental results, we expect that the RRG would not be larger than $4.4\%$.
Park Ji-Koon;Kang Sang-Sik;Lee Dong-Gil;Choi Jang-Yong;Kim Jae-Hyung;Nam Sang-Hee
Transactions on Electrical and Electronic Materials
/
제4권3호
/
pp.10-14
/
2003
In this paper, we have introduced the x-ray detector built with a CsI:Na scintillation layer deposited on amorphous selenium. To determine the thickness of the CsI:Na layer, we have estimated the transmission spectra and the absorption of continuous x-rays in diagnostic range by using computer simulation (MCNP 4C). A x-ray detector with 65 ${\mu}m$-CsI:Na/30 ${\mu}m$-Se layer has been fabricated by a thermal evaporation technique. SEM and PL measurements have been performed. The dark current and x-ray sensitivity of the fabricated detector has been compared with that of the conventional a-Se detector with 100 ${\mu}m$ thickness. Experimental results show that both detectors exhibit a similar dark current, which was of a low value below $400 pA/cm^2$ at 10 V/${\mu}m$. However, the CsI:Na-Se detector indicates high x-ray sensitivity, roughly 1.3 times that of a conventional a-Se detector. Furthermore, a CsI:Na-Se detector with an aluminium reflective layer shows a 1.8 times higher x-ray sensitivity than an a-Se detector. The hybrid type detector proposed in this work exhibits a low dark current and high x-ray sensitivity, and, in particular, excellent linearity to the x-ray exposure dose.
The dosage of intra-operative BNCT using near-threshold $^{7}$ Li(p,n)$^{7}$ Be direct neutrons was evaluated with the calculation method validated with the phantom experiment. The production of both neutrons by near-threshold $^{7}$ Li(p,n)$^{7}$ Be and gamma rays by $^{7}$ Li(p,p'gamma)$^{7}$ Li in a Li target was calculated using Lee's method and their transport in the phantom was calculated with MCNP-4B. As a result, the region satisfying the requirements of the protocol in intra-operative BNCT for brain tumors in Japan was acknowledged to be comparable to present BNCT, for the proton energy of 1.900 MeV for example. A boron-dose enhancer (BDE) introduced in this study to increase $^{10}$ (n,$\alpha$)$^{7}$ Li dose in a living body was effective. The void used to increase doses in deep regions was also valid with the BDE. It was found that intra-operative BNCT using near-threshold $^{7}$ Li(p,n)$^{7}$ Be direct neutrons is feasible.
Yun, Hyungju;Kim, Do-Yeon;Park, Kwangheon;Hong, Ser Gi
Nuclear Engineering and Technology
/
제48권3호
/
pp.624-634
/
2016
Nuclear criticality safety analyses (NCSAs) considering burnup credit were performed for the GBC-32 cask. The used nuclear fuel assemblies (UNFAs) discharged from Hanbit Nuclear Power Plant Unit 3 Cycle 6 were loaded into the cask. Their axial burnup distributions and average discharge burnups were evaluated using the DeCART and Multi-purpose Analyzer for Static and Transient Effects of Reactors (MASTER) codes, and NCSAs were performed using SCALE 6.1/STandardized Analysis of Reactivity for Burnup Credit using SCALE (STARBUCS) and Monte Carlo N-Particle transport code, version 6 (MCNP 6). The axial burnup distributions were determined for 20 UNFAs with various initial enrichments and burnups, which were applied to the criticality analysis for the cask system. The UNFAs for 20- and 30-year cooling times were assumed to be stored in the cask. The criticality analyses indicated that $k_{eff}$ values for UNFAs with nonuniform axial burnup distributions were larger than those with a uniform distribution, that is, the end effects were positive but much smaller than those with the reference distribution. The axial burnup distributions for 20 UNFAs had shapes that were more symmetrical with a less steep gradient in the upper region than the reference ones of the United States Department of Energy. These differences in the axial burnup distributions resulted in a significant reduction in end effects compared with the reference.
Alameri, Saeed A.;King, Jeffrey C.;Alkaabi, Ahmed K.;Addad, Yacine
Nuclear Engineering and Technology
/
제52권2호
/
pp.248-257
/
2020
This study presents an initial design for a novel system consisting in a coupled nuclear reactor and a phase change material-based thermal energy storage (TES) component, which acts as a buffer and regulator of heat transfer between the primary and secondary loops. The goal of this concept is to enhance the capacity factor of nuclear power plants (NPPs) in the case of high integration of renewable energy sources into the electric grid. Hence, this system could support in elevating the economics of NPPs in current competitive markets, especially with subsidized solar and wind energy sources, and relatively low oil and gas prices. Furthermore, utilizing a prismatic-core advanced high temperature reactor (PAHTR) cooled by a molten salt with a high melting point, have the potential in increasing the system efficiency due to its high operating temperature, and providing the baseline requirements for coupling other process heat applications. The present research studies the neutronics and thermal hydraulics (TH) of the PAHTR as well as TH calculations for the TES which consists of 300 blocks with a total heat storage capacity of 150 MWd. SERPENT Monte Carlo and MCNP5 codes carried out the neutronics analysis of the PAHTR which is sized to have a 5-year refueling cycle and rated power of 300 MWth. The PAHTR has 10 metric tons of heavy metal with 19.75 wt% enriched UO2 TRISO fuel, a hot clean excess reactivity and shutdown margin of $33.70 and -$115.68; respectively, negative temperature feedback coefficients, and an axial flux peaking factor of 1.68. Star-CCM + code predicted the correct convective heat transfer coefficient variations for both the reactor and the storage. TH analysis results show that the flow in the primary loop (in the reactor and TES) remains in the developing mixed convection regime while it reaches a fully developed flow in the secondary loop.
Purpose: Phytosanitary irradiation treatment can effectively control regulated pests while maintaining produce quality. The objective of this study was to establish the best irradiation treatment for mangosteen, a popular tropical fruit, using a Monte Carlo simulation. Methods: Magnetic resonance image (MRI) data were used to generate a 3-D geometry to simulate dose distributions in a mangosteen using a radiation transport code (MCNP5). Microsoft Excel with visual basic application (VBA) was used to divide the image data into seed, flesh, and rind. Radiation energies used for the simulation were 10 MeV (high-energy) and 1.35 MeV (low-energy) for the electron beam, 5 MeV for X-rays, and 1.25 MeV for gamma rays from Co-60. Results: At 5 MeV X-rays and 1.25 MeV gamma rays, all areas (seeds, flesh, and rind) were irradiated ranging from 0.3 ~ 0.7 kGy. The average doses decreased as the number of fruit increased. For a 10 MeV electron beam, the dose distribution was biased: the dose for the rind where the electrons entered was $0.45{\pm}0.03$ kGy and the other side was $0.24 {\pm}0.10$ kGy. Use of an electron kinetic energy absorber improved the dose distribution in mangosteens. For the 1.35 MeV electron beam, the dose was shown only in the rind on the irradiated side; no significant dose was found in the flesh or seeds. One rotation of the fruit while in front of the beam improved the dose distribution around the entire rind. Conclusion: These results are invaluable for determining the ideal irradiation conditions for phytosanitary irradiation treatment of tropical fruit.
KIM, JEONG DONG;AHN, SANGJOON;LEE, YONG DEOK;PARK, CHANG JE
Nuclear Engineering and Technology
/
제47권3호
/
pp.380-387
/
2015
A lead slowing-down spectrometer (LSDS) system is a promising nondestructive assay technique that enables a quantitative measurement of the isotopic contents of major fissile isotopes in spent nuclear fuel and its pyroprocessing counterparts, such as $^{235}U$, $^{239}Pu$, $^{241}Pu$, and, potentially, minor actinides. The LSDS system currently under development at the Korea Atomic Energy Research Institute (Daejeon, Korea) is planned to utilize a high-flux ($>10^{12}n/cm^2{\cdot}s$) neutron source comprised of a high-energy (30 MeV)/high-current (~2 A) electron beam and a heavy metal target, which results in a very intense and complex radiation field for the facility, thus demanding structural shielding to guarantee the safety. Optimization of the structural shielding design was conducted using MCNPX for neutron dose rate evaluation of several representative hypothetical designs. In order to satisfy the construction cost and neutron attenuation capability of the facility, while simultaneously achieving the aimed dose rate limit (< $0.06{\mu}Sv/h$), a few shielding materials [high-density polyethylene (HDPE)eBorax, $B_4C$, and $Li_2CO_3$] were considered for the main neutron absorber layer, which is encapsulated within the double-sided concrete wall. The MCNP simulation indicated that HDPE-Borax is the most efficient among the aforementioned candidate materials, and the combined thickness of the shielding layers should exceed 100 cm to satisfy the dose limit on the outside surface of the shielding wall of the facility when limiting the thickness of the HDPE-Borax intermediate layer to below 5 cm. However, the shielding wall must include the instrumentation and installation holes for the LSDS system. The radiation leakage through the holes was substantially mitigated by adopting a zigzag-shape with concrete covers on both sides. The suggested optimized design of the shielding structure satisfies the dose rate limit and can be used for the construction of a facility in the near future.
This paper is intended to provide key issues and current research outcomes on accelerator-based Boron Neutron Capture Therapy (BNCT). Accelerator-based neutron sources are efficient to provide epithermal neutron beams for BNCT; hence, much research, worldwide, has focused on the development of components crucial for its realization: neutron-producing targets and cooling equipment, beam-shaping assemblies, and treatment planning systems. Proton beams of 2.5 MeV incident on lithium target results in high yield of neutrons at relatively low energies. Cooling equipment based on submerged jet impingement and micro-channels provide for viable heat removal options. Insofar as beam-shaping assemblies are concerned, moderators containing fluorine or magnesium have the best performance in terms of neutron accumulation in the epithermal energy range during the slowing-down from the high energies. NCT_Plan and SERA systems, which are popular dose distribution analysis tools for BNCT, contain all the required features (i.e., image reconstruction, dose calculations, etc.). However, detailed studies of these systems remain to be done for accurate dose evaluation. Advanced research centered on accelerator-based BNCT is active in Korea as evidenced by the latest research at Hanyang University. There, a new target system and a beam-shaping assembly have been constructed. The performance of these components has been evaluated through comparisons of experimental measurements with simulations. In addition, a new patient-specific treatment planning system, BTPS, has been developed to calculate the deposited dose and radiation flux in human tissue. It is based on MCNPX, and it facilitates BNCT efficient planning based via a user-friendly Graphical User Interface (GUI).
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.