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제안 방법
- CZT 검출기의 성능평가를 위해 교정선원을 사용하여 에너지 교정을 수행하였으며, 선원 에너지에 따른 에너지 분해능을 평가하였다. 그림 1에서 는 Co-60, Cs-137, Na-22 교정선원(~1 µCi)을 사용하여 획득한 에너지 스펙트럼을 보여주고 있다.
- 1[2])를 사용하여 연소도에 따른 방사능비를 구하였다. 또한, 집합체의 외부에서 감마선을 측정하였으므로 선원 에너지에 따른 측정효율을 보정하여 주었다. 이를 위해 (1) 선원의 자기 차폐 효과,(2) 물 거리에 따른 감쇠율, (3) 차폐체의 투과율,(4) 검출기의 고유효율을 각 선원 에너지에 대하여 Geant4 몬테칼로 전산모사[3]를 통해 계산하였 다.
- 본 연구에서는 상온 반도체 검출기인 CZT를 사용하여 사용후핵연료 집합체의 외부에서 감마선을 측정함으로써 연소도를 결정하였다. 정확한 연소도 결정을 위해 Geant4 몬테칼로 전산모사 및 연소도 코드 편차를 고려하여 보정하여 주었다.
- 연소도를 결정하기 위해서 Cs 방사능 비를 측정한 후 연소도 계산 코드(ORIGEN-ARP 5.1[2])를 사용하여 연소도에 따른 방사능비를 구하였다. 또한, 집합체의 외부에서 감마선을 측정하였으므로 선원 에너지에 따른 측정효율을 보정하여 주었다.
- 또한, 집합체의 외부에서 감마선을 측정하였으므로 선원 에너지에 따른 측정효율을 보정하여 주었다. 이를 위해 (1) 선원의 자기 차폐 효과,(2) 물 거리에 따른 감쇠율, (3) 차폐체의 투과율,(4) 검출기의 고유효율을 각 선원 에너지에 대하여 Geant4 몬테칼로 전산모사[3]를 통해 계산하였 다.
- 연소도 결정을 위해서는 사용후핵연료 내에 존재하는 Cs의 방사능비를 측정하는 방법이 제안된 바 있다[1]. 이에 본 연구에서는 상온 반도체 검출기인 CZT 검출기를 이용하여 사용후핵연료에서 발생되는 감마선의 에너지 스펙트럼을 측정하고 이를 기반으로 연소도를 결정하였다.
- 단, 134Cs에서는 802 keV 감마선이 함께 방출되지만, CZT 검출기의 에너지 분해능에 가려 796 keV 피크와 구분할 수 없었다. 이에 이후의 모든 분석과정에서 134Cs의 감마선 방출율(yield, Y)을 가중치로 적용함으로써 796 keV 감마선 (Y=85.46%)과 802 keV 감마선 (Y=8.69%)의 영향을 함께 고려하여 주었다.
- 본 연구에서는 상온 반도체 검출기인 CZT를 사용하여 사용후핵연료 집합체의 외부에서 감마선을 측정함으로써 연소도를 결정하였다. 정확한 연소도 결정을 위해 Geant4 몬테칼로 전산모사 및 연소도 코드 편차를 고려하여 보정하여 주었다. 이를 통해 연소도를 측정 오차 범위 내에서 결정할 수 있음을 실험적으로 확인하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 감마선 에너지 스펙트럼을 획득 하기 위해 co-planar grid (CPG) 타입의 CZT 검 출기 (eV-CPG™, Endicott Interconnect Technologies, Inc., USA)를 사용하였으며, 검출영 역은 10×10×10 mm3의 체적을 가지고 있다. czt 검출기는 상온 반도체 검출기로서 에너지 분해능 이 우수하며, 별도의 냉각장치가 필요하지 않다는 장점이 있어서 간소한 시스템을 구성하기에 유리 하다.
- 본 연구에서는 한국원자력연구원 조사후시험시설의 저장조에 있는 K23 사용후핵연료 집합체에 대해서 연소도를 결정하였다. K23 집합체는 웨스팅하우스 17x17 타입의 집합체로서 울진 2호기에서 3주기 동안 연소되었으며, 연소기간은 1313일 이다.
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