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논문 상세정보

컨테이너 보안 검색용 9 MeV 전자 선형가속기에서 발생한 방사화 특성평가에 관한 연구

A Study on Activation Characteristics Generated by 9 MeV Electron Linear Accelerator for Container Security Inspection

초록

본 연구 목적은 컨테이너 보안 검색용 선형가속기에서 발생하는 방사화 특성을 평가하는 것이다. 전산모사 설계는 첫째, 표적은 텅스텐(Z=74) 단일물질 표적 및 텅스텐(Z=74)과 구리(Z=29) 복합물질 표적으로 구성하였다. 둘째, 부채꼴(Fan beam) 조준기는 물질에 따라 납(Z=82) 단일 물질과 텅스텐(Z-74)과 납(Z=82)의 복합물질로 구성하였다. 셋째 선형가속기가 위치한 방(Room)의 콘크리트는 Magnetite type 및 불순물(Impurity)을 포함하였다. 연구 방법은 첫째, MCNP6 코드를 이용하여 선형가속기 및 구조물을 F4 Tally로 광중성자 플럭스(Flux)를 계산하였다. 둘째, MCNP6 코드에서 계산된 광중성자 플럭스를 FISPACT-II에 적용하여 방사화 생성물을 평가하였다. 셋째, 방사화 생성물의 비방사능을 통해 해체 평가를 진행하였다. 그 결과 첫째, 광중성자 분포는 표적에서 가장 높게 나왔으며, 조준기 및 10 cm 깊이의 콘크리트 순으로 나타났다. 둘째, 방사화 생성물은 텅스텐 표적 및 조준기에서 W-181, 불순물이 포함된 콘크리트에서 Co-60, Ni-63, Cs-134, Eu-152, Eu-154 핵종이 부산물(by-product)로 생성되었다. 셋째, 해체 시 텅스텐 표적은 90일 이후 자체 처분 허용 농도를 만족하는 것으로 보였다. 이러한 결과는 9 MeV 에너지에서의 광중성자 수율(Yield) 및 방사화 정도가 미미한 것으로 확인할 수 있었다. 하지만, 선형가속기 텅스텐 표적 및 조준기에서 발생한 W-181은 수리를 위한 분해 시 피폭의 영향을 줄 수 있을 것으로 생각된다. 따라서, 본 연구는 컨테이너 보안검색용 선형가속기 방사화된 부품관리에 관한 기초 자료를 제시한 것이다. 또한, 컨테이너 보안 검색용 선형 가속기 해체 시 자체처분을 만족하는 농도 기준을 입증하는데 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

Abstract

The purpose of this study is to evaluate the activation characteristics that occur in a linear accelerator for container security inspection. In the computer simulation design, first, the targets consisted of a tungsten (Z=74) single material target and a tungsten (Z=74) and copper (Z=29) composite target. Second, the fan beam collimator was composed of a single material of lead (Z=82) and a composite material of tungsten (Z-74) and lead (Z=82) depending on the material. Final, the concrete in the room where the linear accelerator was located contained magnetite type and impurities. In the research method, first, the optical neutron flux was calculated using the MCNP6 code as a F4 Tally for the linear accelerator and structure. Second, the photoneutron flux calculated from the MCNP6 code was applied to FISPACT-II to evaluate the activation product. Final, the decommissioning evaluation was conducted through the specific activity of the activation product. As a result, first, it was the most common in photoneutron targets, followed by a collimator and a concrete 10 cm deep. Second, activation products were produced as by-products of W-181 in tungsten targets and collimator, and Co-60, Ni-63, Cs-134, Eu-152, Eu-154 nuclides in impurity-containing concrete. Final, it was found that the tungsten target satisfies the permissible concentration for self-disposal after 90 days upon decommissioning. These results could be confirmed that the photoneutron yield and degree of activation at 9 MeV energy were insignificant. However, it is thought that W-181 generated from the tungsten target and collimator of the linear accelerator may affect the exposure when disassembled for repair. Therefore, this study presents basic data on the management of activated parts of a linear accelerator for container security inspection. In addition, When decommissioning the linear accelerator for container security inspection, it is expected that it can be used to prove the standard that permissible concentration of self-disposal.

표 / 그림 (17)

질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
광핵반응
광핵반응을 위한 텅스텐(Z=74) 표적(Target)의 임계에너지는 몇 MeV인가?
7.41 MeV

왜냐하면, 임계(Threshold) 에너지를 초과하는 엑스선은 거대 쌍극자 공명 현상(Giant Dipole Resonance, GDR)으로 광핵반응(Photonuclear reaction)을 일으켜 광중성자를 생성하기 때문이다.[8] 광핵반응을 위한 텅스텐(Z=74) 표적(Target)의 임계에너지는 7.41 MeV이다.[9]

컨테이너 보안 검색
컨테이너 보안 검색은 무엇인가?
9 MeV 선형가속기(Linear Accelerator)에서 발생한 엑스선(X-Ray)을 이용한 비파괴 검사(Non Intrusive Inspection, NII)

컨테이너 보안 검색(CSI)은 9 MeV 선형가속기(Linear Accelerator)에서 발생한 엑스선(X-Ray)을 이용한 비파괴 검사(Non Intrusive Inspection, NII)이다. 왜냐하면, 9 MeV 선형가속기에서 발생한 엑스선은 투과력(Penetration)이 강해 컨테이너 내부의 두꺼운 화물을 투과하여 영상(Image)으로 만들 수 있기 때문이다.

9 MeV 선형가속기
9 MeV 선형가속기에서 발생한 엑스선은 표적과 상호작용하여 광중성자(Photoneutorn)를 발생시키는 이유는 무엇 때문인가?
임계(Threshold) 에너지를 초과하는 엑스선은 거대 쌍극자 공명 현상(Giant Dipole Resonance, GDR)으로 광핵반응(Photonuclear reaction)을 일으켜 광중성자를 생성하기 때문이다.

9 MeV 선형가속기에서 발생한 엑스선은 표적과 상호작용하여 광중성자(Photoneutorn)를 발생시킨다. 왜냐하면, 임계(Threshold) 에너지를 초과하는 엑스선은 거대 쌍극자 공명 현상(Giant Dipole Resonance, GDR)으로 광핵반응(Photonuclear reaction)을 일으켜 광중성자를 생성하기 때문이다.[8] 광핵반응을 위한 텅스텐(Z=74) 표적(Target)의 임계에너지는 7.

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참고문헌 (39)

  1. 1. S. W. Cho, J. S. Koo. "A Study on the Impact and Countermeasure of US 100% Container Scanning on Korean Parties concerned in Global Supply Chain", Journal of Industrial Economics and Business, Vol. 22, No. 3, pp. 1461-1485, 2009. 
  2. 2. C. K. Youn, A Study on Security Reinforcement of International Transport for Import and Export Cargo, Konkuk University, pp. 23-46, 2010. 
  3. 3. L. H. Lee, "Supply Chain Security-Are you ready?", Stanford Global Supply Chain Management Forum, Stanford University, GSCMF-W1-2004, 2004. 
  4. 4. S. H. Han, "The Security Strategy and the Misuse by Terrorists of the Maritime Container System Focused on Transport Authorities", The Journal of Korea Research Society for Customs, Vol. 9, No. 3, pp. 29-49, 2008. 
  5. 5. B. H. Seo, M. C. Lee, J. G. Seo, S. S. IM, H. S. Im, Status of sanctions against North Korea and prospects for easing, Korea Insitute for National Unification, KINU Policy Research Series 18-03, pp. 25-33, 2018. 
  6. 6. G. S. Jo, "Large Container Radiation Inspection Technology and Domestic Status", Radioisotope Journal, Vol. 21, No. 2, pp. 26-32, 2006. 
  7. 7. Ministry of Oceans and Fisheries press release, "Development of the World's First 3-D High-Speed Container Inspection System", Port Management Division, pp. 1-2, 27, Feb. 2017. 
  8. 8. NCRP, Neutron Contamination from Medical Electron Accelerator. National Council on Radiation Protection and Measurements, NCRP Report No. 79, 1984. 
  9. 9. IAEA, Radiation protection in the design of radiotherapy facilities. International Atomic Energy Agency, Safety Reports Series No. 47, 2006. 
  10. 10. J. H. Lee, S. W. No, J. K. Lee, H. K. Jang, J. Y. Kim, T. S. Ha, "Evaluation of Activation Characteristics of 10 MeV Electron Accelerator", Koreans Association For Radiation Protection, A Summary of the Spring Conference papers, pp. 368-369, 2014. 
  11. 11. IAEA, Material Properties Database for Irradiated Core Structural Components for Lifetime Management for Long Term Operation of Research Reactors. International Atomic Energy Agency, IAEA-TECDOC-1871, pp. 8-16, 2019. 
  12. 12. E. T. Park, "Evaluation of Photoneutron Dose in Radiotherapy Room Using MCNPX", The Journal of the Korea Contents Association, Vol. 15, No. 6, pp. 283-289, 2018. 
  13. 13. D. Y. Lee, Neutron Activation Analysis of the Medical Linear Accelerator - Maintenance, Repair and Dismantling-, Catholic University of Pusan, 2017. 
  14. 14. Y. H. Cho, Analysis of Activaion Products by (n, ${\gamma}$ ) Reaction in a Cargo Inspection Facility Based on High Energy X-Ray, Seoul National University, 2006. 
  15. 15. NCRP, Structural Shielding Design and Evaluation for Medical Use of X Ray and Gamma the Rays of Energies up to 10 MeV, National Council on Radiation Protection and Measurements, NCRP Report No. 49, 1976. 
  16. 16. NCRP, Structural Shielding Design and Evaluation for Megavoltage X- and Gamma-Ray Radiotherapy Facilities, National Council on Radiation Protection and Measurements, NCRP Report No. 151, 2005. 
  17. 17. NANL, MCTN6TM USER'S MANUAL, Los Alamos National Laboratory, LA-CP-13-00634, Rev. 0, 2013. 
  18. 18. NCRP, Radiation Protection for Particle Accelerator Facilities, National Council on Radiation Protection and Measurements, NCRP Report No. 144, 2005. 
  19. 19. UKAEA, The FISPACT-II User Manual, UK Atomic Energy Authority, UKAEA-R(18)001, 2018. 
  20. 20. G. Y. Cha, S. Y. Kim, J. M. Lee, Y. S. Kim, "The Effects of Impurity Composition and Concentration in Reactor Structure Material on Neutron Activation Inventory in Pressurized Water Reactor", Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technololgy, Vol. 14, No. 2, pp. 91-100, 2016. http://dx.doi.org/10.7733/jnfcwt.2016.14.2.91 
  21. 21. KARA, Implementation Level Diagnosis for the Field Study of Radiation Safety Management and Development of Assessment Technology, Korean Association for Radiation Applicaion, pp.143-186, 2013. 
  22. 22. Q. Gao, H. Zha, H. Chen, J. Shi, "Design and Optimization of the Target in Electron Linear Accelerator", 4th International Particle Accelerator Conference, pp. 3663-3665, 2013. 
  23. 23. C. H. Lee, J. O. Kim, Y. J. Lee, C. H. Jeon, J. E. Lee, B. I. Min, "A Study on Photon Characteristics Generated from Target of Electron Linear Accelerator for Container Security Inspection using MCNP6 Code", Journal of the Korean Society of Radiology, Vol. 14, No. 3, pp. 193-201. 2020. http://dx.doi.org/10.7742/jksr.2020.14.3.193 
  24. 24. C. H. Lee, J. O. Kim, Y. J. Lee, C. H. Jeon, J. E. Lee, B. I. Min, "A Study on Photoneutron Characteristics Generated from Target and Collimator of Electron Linear Accelerator for Container Security Inspection using MCNP6 Code", Journal of the Korean Society of Radiology, Vol. 14, No. 4, pp. 445-465. 2020. http://dx.doi.org/10.7742/jksr.2020.14.4.455 
  25. 25. S. M. Lee, "A Study on Evaluation of Dose Rate of Shielding Facility for Air cargo Security System using Monte Carlo Method", Hanyang University, pp. 10-17, 2019. 
  26. 26. W. R. Nelson, "X-ray Production Yields for Linatrons 200A, 1000A and 3000A", WRN-98-1, pp. 1-3, 1998. 
  27. 27. Y. H. Cho, "Monte carlo estimation of activation products induced in concrete shielding around electron linac used in an X-Ray container inspection system", Journal of Korea Academia-Industrial cooperation Society, Vol. 11, No. 3, pp. 1035-1039, 2010. http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2010.11.3.1035 
  28. 28. Nuclear Data Center at KAERI "http://atom,kaeri.re.kr" 
  29. 29. IAEA, Hnadbook on photonuclear data for applications Cross-sections and spectra, International Atomic Energy Agency, IAEA-TECDOC-1178. pp.18-264. 2000. 
  30. 30. I. H. Kim, Study of X-Ray Shielding Design of Dual Imaging Container Inspection Facility using Monte Carlo Computer Simulation Method, Chungnam National University, 2018. 
  31. 31. ANSI/ANS, Nuclear Analysis and Design of Concrete Radiation Shielding for Nuclear Power Plants, American Nuclear Society, pp. 1-25, 2006. 
  32. 32. S. B. Hong, B. K. Seo, D. K. Cho, G. H. Jeong, J. K. Moon, "A Study on the Inventory Estimation for the Activated Bioshield Concrete of KRR-2", Journal of Radiation Protection, Vol. 37, No. 4, pp. 202-207, 2012. http://dx.doi.org/10.14407/jrp.2012.37.4.202 
  33. 33. C. H. Lee, J. O. Kim, Y. J. Lee, C. H, Jeon, J. E. Lee, B. I. Min, "A Study on Photoneutron Characteristics Generated from Target and Collimator of Electron Linear Accelerator for Container Security Inspection using MCNP6 Code", Journal of the Korean Society of Radiology, Vol. 14. No. 4, pp. 455-465, 2020. 
  34. 34. Regulation on radioactive waste classification and self-disposal standards, attached table 1. 
  35. 35. Regulation on radioactive waste classification and self-disposal standards, attached table 2. 
  36. 36. G. Y. Cha, S. Y. Kim, J. M. Lee, Y. S. Kim, "The Effects of Impurity Composition and Concentration in Reactor Structure Material on Neutron Activation Inventory in Pressurized Water Reactor" Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology, Vol. 14, No. 2, pp. 91-100, 2016. http://dx.doi.org/10.7733/jnfcwt.2016.14.2.91 
  37. 37. Y. H. Cho, B. S. Kang, "Analysis of the Photoneutron Activation Effects Generted by 9 MeV X-ray in a Container Cargo Inspection Facility", Radiation Protection Dosimetry, Vol. 140, No. 1, pp.1-8, 2020. http://dx.doi.org/10.1093/rpd/ncq033 
  38. 38. SAND, Operational Experience with Varex 6/9 MeV Linac, Sandia National laboratory, SAND2018-2797C https://www.osti.gov/servlets/purl/1503427 
  39. 39. D. H. Kim, " Analysis of Activation and Use the code", Korean Association for Radiation Application, 8th Specialty Course, 2019. 

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