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문제 정의
- Cf 선원 위치에 따라 코드 계산이 진행되었다. 172 번의 MCNPX 코드 계산을 보다 효율적으로 수행하기 위하여 본 연구에서는 C-프로그래밍을 사용하여 선원 위치가 변경된 코드 입력문을 자동으로 생성하고, MCNPX 코드를 통하여 계산을 수행 후, 검출 효율 결과 정보를 제공하는 프로그램을 개발하여 연구를 수행하였다. 본 알고리즘은 감손우라늄 용기의 두께 및 위치에 따른 검출 효율 연구에서도 사용되었다.
- 체적 선원은 측정 장치의 축 방향 및 반경 방향으로 분포하기 마련이므로, 되도록 측정효율이 일정한 영역에 선원을 위치시키는 것이 불확도를 줄일 수 있는 방안이 된다. 따라서, 본 연구에서는 점선원 형태의 252Cf 중성자 선원의 축 방향 및 반경 방향 위치에 따른 중성자 검출 효율을 전산모사 및 실험을 통해 평가하였다. 252Cf 중성자 선원의 위치는 그림 4와 같이 UNDA의 내부 중심 바닥을 기준으로 축 방향으로는 0 cm에서 50 cm까지 1 cm 간격으로 252Cf 선원 위치를 변화시키면서 중성자 검출 효율을 계산하였다.
- 본 연구에서는 252Cf 중성자 발생 선원의 위치 및 감손 우라늄이 담긴 용기의 두께와 위치에 따른 UNDA의 중성자 검출 효율 평가 및 분석을 수행하였다. 본 연구는 몬테칼로 기반 코드인 MCNPX 전산 코드를 이용하여 수행되었으며, 검증을 위하여 실제 실험을 통해 결정된 검출 효율 값과 비교 검증하였다.
- 본 연구에서는 감손우라늄이 포함된 용기의 두께 및 위치 변화가 UNDA의 중성자 검출 효율에 미치는 영향 평가를 두 설계안에 대하여 수행하였다. PRIDE 시설에서는 1 Batch당 50 kg의 감손우라늄을 처리하므로, 본 연구에서는 50 kg의 감손우라늄과 실린더 형태의 기준 용기를 설정하여 MCNPX 전산 모사를 통한 검출 효율 평가를 수행하였다.
가설 설정
- MCNPX 코드를 이용하여 중성자 검출 효율을 결정하기 위해 본 연구에서는 중성자와 검출기 내부 3He 원소의 (n,p) 반응 수를 계산하는 코드의 FM Card[1]를 사용하였다. 그리고 FM Card로부터 얻어진 결과인 (n,p) 반응들은 모두 3He 검출기에서 계수가 가능하다고 가정하였다. MCNPX 코드로부터 얻어진 중성자와 3He 원소의 (n,p) 반응 수의 결과는 하나의 중성자에 대한 결과 값이기 때문에 그 외 추가적인 계산 과정 없이 바로 중성자 검출 효율 값을 얻었다.
제안 방법
- 또한, 계측기 중심(축 방향 25 cm 지점)을 반경 방향 0 cm로 설정한 후 35 cm 떨어진 외곽 위치까지 1 cm 간격으로 중성자 검출 효율 계산하였다. 252Cf 선원에서 방출되는 중성자의 에너지는 Watt fission spectrum을 사용하여 동일하게 모델링하였다(식 2) [2].
- 따라서, 본 연구에서는 점선원 형태의 252Cf 중성자 선원의 축 방향 및 반경 방향 위치에 따른 중성자 검출 효율을 전산모사 및 실험을 통해 평가하였다. 252Cf 중성자 선원의 위치는 그림 4와 같이 UNDA의 내부 중심 바닥을 기준으로 축 방향으로는 0 cm에서 50 cm까지 1 cm 간격으로 252Cf 선원 위치를 변화시키면서 중성자 검출 효율을 계산하였다. 또한, 계측기 중심(축 방향 25 cm 지점)을 반경 방향 0 cm로 설정한 후 35 cm 떨어진 외곽 위치까지 1 cm 간격으로 중성자 검출 효율 계산하였다.
- MCNPX 전산 코드를 이용한 중성자 검출 효율 계산은 두 가지 설계안 대해서 모두 수행되었기 때문에 총 172가지 경우의 252Cf 선원 위치에 따라 코드 계산이 진행되었다. 172 번의 MCNPX 코드 계산을 보다 효율적으로 수행하기 위하여 본 연구에서는 C-프로그래밍을 사용하여 선원 위치가 변경된 코드 입력문을 자동으로 생성하고, MCNPX 코드를 통하여 계산을 수행 후, 검출 효율 결과 정보를 제공하는 프로그램을 개발하여 연구를 수행하였다.
- 그리고 FM Card로부터 얻어진 결과인 (n,p) 반응들은 모두 3He 검출기에서 계수가 가능하다고 가정하였다. MCNPX 코드로부터 얻어진 중성자와 3He 원소의 (n,p) 반응 수의 결과는 하나의 중성자에 대한 결과 값이기 때문에 그 외 추가적인 계산 과정 없이 바로 중성자 검출 효율 값을 얻었다. MCNPX 코드는 2.
- He 검출기에서 측정되는 총 중성자 수를 선원에서 방출되는 중성자 수로 나누어 계산하였다(식 1). MCNPX 코드를 이용하여 중성자 검출 효율을 결정하기 위해 본 연구에서는 중성자와 검출기 내부 3He 원소의 (n,p) 반응 수를 계산하는 코드의 FM Card[1]를 사용하였다. 그리고 FM Card로부터 얻어진 결과인 (n,p) 반응들은 모두 3He 검출기에서 계수가 가능하다고 가정하였다.
- 본 연구에서는 감손우라늄이 포함된 용기의 두께 및 위치 변화가 UNDA의 중성자 검출 효율에 미치는 영향 평가를 두 설계안에 대하여 수행하였다. PRIDE 시설에서는 1 Batch당 50 kg의 감손우라늄을 처리하므로, 본 연구에서는 50 kg의 감손우라늄과 실린더 형태의 기준 용기를 설정하여 MCNPX 전산 모사를 통한 검출 효율 평가를 수행하였다. 감손우라늄의 질량 및 밀도와 기준 용기의 크기 및 두께에 대한 정보는 표 3에 나타내었다.
- 두 설계안의 UNDA는 공통적으로 56개의 3He 검출기가 정팔각형의 고밀도 폴리에틸렌 몸체에 매립되어 있다. 검출기 모델링은 실험에서 사용한 검출기(RS-P4-0820-220, GE Reuter-Stokes, USA) 사양을 고려하여 동일하게 모델링하였다. 중성자 검출기는 3He 기체가 6.
- 다음으로는 용기의 위치를 기준 용기 위치로부터 축 방향으로 19 cm, 반경 방향으로는 15 cm까지 1 cm 간격으로 이동시키면서 검출 효율을 평가하였다(그림 9). 그림 10에서 보듯이, 감손우라늄이 포함된 용기의 위치에 따른 검출 효율은 252Cf 선원의 위치에 따른 효율 변화와 같이, 축 방향에 따라 용기의 위치가 상단 쪽으로 이동할 경우 검출 효율은 감소하고, 반경 반향으로 용기가 외각에 위치 할 경우는 증가하는 경향을 보였다.
- 또한, UNDA의 성능 평가와 MCNPX [1] 코드 검증을 위해 252Cf 교정 선원을 이용한 UNDA의 검출 효율 평가도 수행할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 두 가지 설계안의 UNDA에 대하여 몬테칼로 기반 코드인 MCNPX 전산모사를 통하여 252Cf 선원 위치에 따른 중성자 검출 효율 평가와 최종 계량 물질인 감손우라늄의 용기 두께 및 위치에 따른 중성자 검출 효율 평가를 수행하였다.
- 252Cf 중성자 선원의 위치는 그림 4와 같이 UNDA의 내부 중심 바닥을 기준으로 축 방향으로는 0 cm에서 50 cm까지 1 cm 간격으로 252Cf 선원 위치를 변화시키면서 중성자 검출 효율을 계산하였다. 또한, 계측기 중심(축 방향 25 cm 지점)을 반경 방향 0 cm로 설정한 후 35 cm 떨어진 외곽 위치까지 1 cm 간격으로 중성자 검출 효율 계산하였다. 252Cf 선원에서 방출되는 중성자의 에너지는 Watt fission spectrum을 사용하여 동일하게 모델링하였다(식 2) [2].
- 먼저, 용기의 두께 변화에 따른 검출 효율 평가에서는 용기의 상부 및 하부 두께는 0.5 cm로 고정하고 용기 옆면의 두께를 0.1 cm부터 3.0 cm까지 0.1 cm씩 변화시키면서 중성자 검출 효율 변화를 평가하였다. 용기의 상부 및 하부 두께를 고정 시키는 이유는 UNDA의 상부와 하부에는 3He 중성자 검출기가 위치하지 않기 때문에 검출 효율에 크게 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라, 용기의 하부 두께를 변경하게 되면 용기에 담겨 있는 감손우라늄의 위치도 함께 변경되기 때문이다.
- Cf 중성자 발생 선원의 위치 및 감손 우라늄이 담긴 용기의 두께와 위치에 따른 UNDA의 중성자 검출 효율 평가 및 분석을 수행하였다. 본 연구는 몬테칼로 기반 코드인 MCNPX 전산 코드를 이용하여 수행되었으며, 검증을 위하여 실제 실험을 통해 결정된 검출 효율 값과 비교 검증하였다. 252Cf 선원 위치에 따른 검출 효율 평가에서는 축 방향에 따라서는 검출 효율이 증가 후 감소하는 경향을 보였으며, 반경 방향으로는 검출 효율이 증가하는 경향을 확인하였다.
- 본 연구에서는 검출 효율 평가 결과에 영향을 미치지 않는 하단 이동 시스템 구조물 및 신호 전송을 위한 케이블 등에 대해서는 MCNPX 모델링을 수행하지 않았으며, UNDA의 중성자 검출 효율 평가에 주요한 영향을 미칠수 있는 구조물의 위치 및 크기, 구성 물질 정보 등은 설계안 및 실측을 근거하여 상세하게 모델링을 수행하였다. 표 1은 MCNPX 모델링에 적용된 주요 UNDA 구조물의 물질 정보 및 밀도를 나타낸다.
- 본 연구에서는 장치의 상단에 폴리에틸렌 덮개의 유무에 따라 두 가지 설계안의 UNDA에 대하여 그림 2 및 그림 3과 같이 MCNPX 모델링을 수행하였다. UNDA의 상단에 덮개가 있는 상태에서 핵물질 계측을 수행하는 경우에는 상단에 존재하는 고밀도 폴리에틸렌 물질이 중성자 감속 및 반사체 역할을 수행하기 때문에 높은 중성자 검출 효율을 기대할 수 있다.
- 검출기 외부 몸체는 알루미늄에 비해 (α,n) 중성자에 의한 영향이 작은 스테인리스 스틸(304 SS)로 구성되어 있다. 본 연구에서는 중성자 검출 효율에 거의 영향을 미치지 않는 케이블 및 회로, Insulator 등의 구조물들만 모델링에서 제외하고, 3He 검출기의 몸체와 중성자 측정에 필수적인 3He 기체가 채워진 유효체적에 대해서 MCNPX 모델링을 수행하였다. 장치 상단에는 3He 검출기의 신호처리를 위한 부수적인 장치들의 설치를 용이하게 하기 위한 Junction Box가 위치하고, 하단에는 질량을 측정하기 위한 무게 측정 시스템이 설치되어있다.
- 두 번째 원인은 감손우라늄 물질에 의한 중성자 감속 효과이다. 이러한 영향을 확인하기 위하여 동일한 체적 선원이지만 실제로 감손 우라늄 물질이 있을 때 중성자 선원을 모사한 경우와 물질이 없을 때 중성자 선원을 모사한 경우를 MCNPX 코드를 사용하여 비교하였다. 그 결과 감손우라늄 물질은 일정한 부피와 밀도를 가지고 있기 때문에 용기를 빠져 나오는 중성자의 평균 에너지가 1.
- 반면, 실험을 수행할 때마다 매번 크레인을 사용하여 덮개를 이동시켜야 하기 때문에 작업 시간이 길어지고 절차가 복잡해진다는 단점이 있다. 이에 시료의 종류에 따라 측정 구조를 선택적으로 사용할 수 있도록, 설계안 1과 2의 UNDA 구조에 대하여 중성자 검출 효율 평가를 모두 수행하였다. 두 설계안의 UNDA는 공통적으로 56개의 3He 검출기가 정팔각형의 고밀도 폴리에틸렌 몸체에 매립되어 있다.
- )을 갖는다. 중성자 검출 효율 평가 실험은 MCNPX 코드 평가와 동일하게 선원으로부터 방출되는 중성자 수당 56개의 검출기에서 계측되는 총 중성자 수로 평가하였다. 표 2에서 보듯이, 실험 결과와 전산모사로부터 평가된 검출 효율 값의 차이는 축 방향 및 반경 방향에서 각각 0.
- 중성자 검출 효율은 실험 상황과 동일하게 전산모사에서도 56개의 3He 검출기에서 측정되는 총 중성자 수를 선원에서 방출되는 중성자 수로 나누어 계산하였다(식 1). MCNPX 코드를 이용하여 중성자 검출 효율을 결정하기 위해 본 연구에서는 중성자와 검출기 내부 3He 원소의 (n,p) 반응 수를 계산하는 코드의 FM Card[1]를 사용하였다.
- 추가적으로, MCNPX 전산모사 결과의 타당성을 검증하기 위하여 축 방향 및 반경 방향 각각 하나의 지점에서 252Cf 중성자 선원을 이용한 검출 효율 평가 실험을 수행하였다. 제작사에서 제공한 교정성적서에 따르면 본 실험에서 사용된 252Cf 중성자 교정선원(CVN 101, AEA Technology, UK)은 실험일 기준으로 1.
대상 데이터
- UNDA 장치를 통해 실제로 측정하는 핵물질은 감손우라늄으로서 일정한 형태와 부피를 가진 체적 선원이다. 이상적으로는 선원이 측정 장치 내부에 어느 곳에 위치하더라도 측정효율이 동일해야 하지만, 현실적으로는 측정 장치 내부의 축 방향 및 반경 반향 위치에 따라 측정 효율은 차이가 있다.
- 검출기 외부 몸체는 알루미늄에 비해 (α,n) 중성자에 의한 영향이 작은 스테인리스 스틸(304 SS)로 구성되어 있다.
- 제작사에서 제공한 교정성적서에 따르면 본 실험에서 사용된 252Cf 중성자 교정선원(CVN 101, AEA Technology, UK)은 실험일 기준으로 1.66×103n sec-1의 중성자 방출률(교정일: 2001.9.13.)을 갖는다.
이론/모형
- 172 번의 MCNPX 코드 계산을 보다 효율적으로 수행하기 위하여 본 연구에서는 C-프로그래밍을 사용하여 선원 위치가 변경된 코드 입력문을 자동으로 생성하고, MCNPX 코드를 통하여 계산을 수행 후, 검출 효율 결과 정보를 제공하는 프로그램을 개발하여 연구를 수행하였다. 본 알고리즘은 감손우라늄 용기의 두께 및 위치에 따른 검출 효율 연구에서도 사용되었다.
성능/효과
- 본 연구는 몬테칼로 기반 코드인 MCNPX 전산 코드를 이용하여 수행되었으며, 검증을 위하여 실제 실험을 통해 결정된 검출 효율 값과 비교 검증하였다. 252Cf 선원 위치에 따른 검출 효율 평가에서는 축 방향에 따라서는 검출 효율이 증가 후 감소하는 경향을 보였으며, 반경 방향으로는 검출 효율이 증가하는 경향을 확인하였다. 또한 MCNPX 코드 결과로부터 얻어진 검출 효율 값은 실험 결과와 최대 0.
- 05% 검출 효율이 높은 것을 확인하였다. MCNPX로 획득한 검출 효율 값의 상대 오차는 최대 0.12%로 나타났다.
- 마지막 원인은 중성자 증배(Multiplication)효과이다. 감손우라늄 물질 내의 중성자 증배 효과는 크지 않지만, 중성자 검출 효율에는 다소 영향을 미치는 것으로 나타났다. 중성자 증배 효과를 분석하기 위해, 기준 용기에서 감손우라늄 물질 내부에서 중성자와 우라늄의 핵분열 반응에 의한 중성자가 추가적으로 발생되지 않도록 하여 MCNPX 전산모사를 수행 한 결과, 핵분열 반응이 없을 경우의 검출 효율은 11.
- 30% 이내로 거의 일치함을 보였다. 감손우라늄의 경우에는 용기 두께가 두꺼워 질수록, 검출 효율은 감소하는 경향을 보였으나, 그 영향이 미미한 것으로 나타났다. 또한, 용기에 위치에 따른 경우에는 용기가 상부에 위치할수록 검출 효율은 감소하는 경향을 보이며, 외각에 위치할수록 증가하는 경향을 보였다.
- 이러한 영향을 확인하기 위하여 동일한 체적 선원이지만 실제로 감손 우라늄 물질이 있을 때 중성자 선원을 모사한 경우와 물질이 없을 때 중성자 선원을 모사한 경우를 MCNPX 코드를 사용하여 비교하였다. 그 결과 감손우라늄 물질은 일정한 부피와 밀도를 가지고 있기 때문에 용기를 빠져 나오는 중성자의 평균 에너지가 1.33 MeV인 반면, 감손 우라늄이 없는 경우에는 중성자 평균 에너지가 1.69 MeV로 0.36 MeV 정도 높다. 따라서, 일정한 부피와 밀도를 갖는 체적 선원의 경우 선원 내에서의 중성자 감속 효과로 인해 계측 효율은 다소 증가하는 경향이 있다.
- 다음으로는 용기의 위치를 기준 용기 위치로부터 축 방향으로 19 cm, 반경 방향으로는 15 cm까지 1 cm 간격으로 이동시키면서 검출 효율을 평가하였다(그림 9). 그림 10에서 보듯이, 감손우라늄이 포함된 용기의 위치에 따른 검출 효율은 252Cf 선원의 위치에 따른 효율 변화와 같이, 축 방향에 따라 용기의 위치가 상단 쪽으로 이동할 경우 검출 효율은 감소하고, 반경 반향으로 용기가 외각에 위치 할 경우는 증가하는 경향을 보였다. 용기 위치에 따른 검출 효율의 차이는 기준 용기의 위치 대비 축 방향으로는 최대 0.
- MCNPX 전산 모사를 통해 계산된 감손우라늄이 포함된 용기 두께에 따른 중성자 검출 효율 결과는 그림 8에 나타내었다. 두 설계안 모두 용기 두께가 두꺼워질수록 UNDA의 중성자 검출 효율은 낮아지는 경향을 보였다. 하지만 두께가 3.
- 252Cf 선원 위치에 따른 검출 효율 평가에서는 축 방향에 따라서는 검출 효율이 증가 후 감소하는 경향을 보였으며, 반경 방향으로는 검출 효율이 증가하는 경향을 확인하였다. 또한 MCNPX 코드 결과로부터 얻어진 검출 효율 값은 실험 결과와 최대 0.30% 이내로 거의 일치함을 보였다. 감손우라늄의 경우에는 용기 두께가 두꺼워 질수록, 검출 효율은 감소하는 경향을 보였으나, 그 영향이 미미한 것으로 나타났다.
- 36%를 보였다. 또한, 설계안 1과 설계안 2의 검출 효율 차이는 평균 2.03%로 나타났다. MCNPX 계산으로부터 발생되는 검출 효율 값의 상대 오차는 최대 0.
- 252Cf 선원 위치에 따른 UNDA의 중성자 검출 효율이 그림 5와 같은 비대칭 형태를 보이는 이유는 검출기 하단에는 중성자 감속재 물질인 폴리에틸렌이 존재하는 반면, 상단부에는 폴리에틸렌 물질이 없거나(설계안 1) 검출기로부터 떨어져 있기 때문이다(설계안 2). 또한, 설계안 1과 설계안 2의 결과를 비교할 경우, 252Cf 중성자 선원이 장치 내부의 상단에 위치할수록 검출 효율 차이가 소폭 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 이유는 두 설계안의 큰 차이인 상부 폴리에틸렌 덮개의 유무 때문이다.
- 감손우라늄의 경우에는 용기 두께가 두꺼워 질수록, 검출 효율은 감소하는 경향을 보였으나, 그 영향이 미미한 것으로 나타났다. 또한, 용기에 위치에 따른 경우에는 용기가 상부에 위치할수록 검출 효율은 감소하는 경향을 보이며, 외각에 위치할수록 증가하는 경향을 보였다. 폴리에틸렌 덮개가 있는 설계안 2는 덮개가 없는 설계안 1 보다 평균적으로 2%높은 검출 효율을 보였다.
- 본 연구 결과를 252Cf 선원 위치에 따른 검출 효율 결과와 비교해 볼 때, 감손 우라늄을 대상으로 평가한 검출 효율이 252Cf 선원에 의한 검출 효율 보다 전체적으로 높게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 이러한 원인은 크게 세 가지를 볼 수 있는데, 그 중 하나는 252Cf의 중성자 선원과 238U의 자발 핵분열에 의해 방출되는 중성자 선원의 에너지 분포 차이 때문이다.
- 그림 10에서 보듯이, 감손우라늄이 포함된 용기의 위치에 따른 검출 효율은 252Cf 선원의 위치에 따른 효율 변화와 같이, 축 방향에 따라 용기의 위치가 상단 쪽으로 이동할 경우 검출 효율은 감소하고, 반경 반향으로 용기가 외각에 위치 할 경우는 증가하는 경향을 보였다. 용기 위치에 따른 검출 효율의 차이는 기준 용기의 위치 대비 축 방향으로는 최대 0.99%, 반경 방향으로는 최대 0.36%를 보였다. 또한, 설계안 1과 설계안 2의 검출 효율 차이는 평균 2.
- 종합적으로 Junction Box 상단에 폴리에틸렌 덮개 구조물이 있는 설계안 2의 경우는 덮개가 없는 설계안 1의 검출 효율에 비해 평균 2.05% 검출 효율이 높은 것을 확인하였다. MCNPX로 획득한 검출 효율 값의 상대 오차는 최대 0.
- 그림 5과 같이 축 방향에 따라 252Cf 선원의 위치가 변경될 경우에는 선원 위치가 위쪽 방향으로 이동될 때마다 중성자 검출 효율이 증가 후 감소하는 경향을 보였다. 중성자 검출 효율은 바닥 기준점으로 부터 12 cm 떨어진 부근에 선원이 위치할 때 가장 높은 효율을 보였다. 252Cf 선원 위치에 따른 UNDA의 중성자 검출 효율이 그림 5와 같은 비대칭 형태를 보이는 이유는 검출기 하단에는 중성자 감속재 물질인 폴리에틸렌이 존재하는 반면, 상단부에는 폴리에틸렌 물질이 없거나(설계안 1) 검출기로부터 떨어져 있기 때문이다(설계안 2).
- 감손우라늄 물질 내의 중성자 증배 효과는 크지 않지만, 중성자 검출 효율에는 다소 영향을 미치는 것으로 나타났다. 중성자 증배 효과를 분석하기 위해, 기준 용기에서 감손우라늄 물질 내부에서 중성자와 우라늄의 핵분열 반응에 의한 중성자가 추가적으로 발생되지 않도록 하여 MCNPX 전산모사를 수행 한 결과, 핵분열 반응이 없을 경우의 검출 효율은 11.23%로 실제 핵분열 반응이 발생할 경우의 검출효율인 11.86% 보다 상대적으로 약 0.63% 낮은 검출 효율 값을 보였다.
- 또한, 용기에 위치에 따른 경우에는 용기가 상부에 위치할수록 검출 효율은 감소하는 경향을 보이며, 외각에 위치할수록 증가하는 경향을 보였다. 폴리에틸렌 덮개가 있는 설계안 2는 덮개가 없는 설계안 1 보다 평균적으로 2%높은 검출 효율을 보였다. 이는 절대값 2%를 의미하므로, 상대값으로는 약 20%의 차이를 의미한다.
- 중성자 검출 효율 평가 실험은 MCNPX 코드 평가와 동일하게 선원으로부터 방출되는 중성자 수당 56개의 검출기에서 계측되는 총 중성자 수로 평가하였다. 표 2에서 보듯이, 실험 결과와 전산모사로부터 평가된 검출 효율 값의 차이는 축 방향 및 반경 방향에서 각각 0.23% 및 0.30%로 거의 동일한 결과를 보여주었으며, MCNPX 코드를 통한 검출 효율 예측이 상당히 정확하다는 것을 검증하였다.
후속연구
- 그러나 UNDA의 중성자 검출 효율은 계량 대상 물질인 감손우라늄의 위치 및 용기 형태 등 다양한 변수에 영향을 받기 때문에, 실제 PRIDE 시설의 핵물질 계량 장치로서 적용 이전에 검출 효율 평가는 미리 수행되어야 한다. 또한, UNDA의 성능 평가와 MCNPX [1] 코드 검증을 위해 252Cf 교정 선원을 이용한 UNDA의 검출 효율 평가도 수행할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 두 가지 설계안의 UNDA에 대하여 몬테칼로 기반 코드인 MCNPX 전산모사를 통하여 252Cf 선원 위치에 따른 중성자 검출 효율 평가와 최종 계량 물질인 감손우라늄의 용기 두께 및 위치에 따른 중성자 검출 효율 평가를 수행하였다.
- 따라서 동일한 랜덤 불확도를 얻기 위해서는 측정시간이 20%만큼 길어져야 한다. 이에 측정대상 시료의 양 및 공정상황에 따라 측정구조를 선택적으로 사용할 계획이다.
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