초록 ▼

이를 위한 총 3단계의 연구기간 중, 1단계 에서는 관련핵자료의 생산 및 평가, 전산해석체계의 구축을 수행하였고 이를 기반으로 본 2단계 에서는 관련 차폐해석 내용들이 설계단계에서 반영될 수 있도록, 가속장치 및 시설의 상세설계 진행에 맞춰 상세차폐해석을 수행하였다.
몬테칼로방법의 MCNPX 전산코드를 사용하여, 대상 장치 및 시설 설계에 최대한 근접한 전산모델을 구성하고, 방사선원항, 즉발방사선장 및 잔류방사선장을 평가, 해석하였다. 추가로 기검증된 바 있는 결정론적 방법을 적용하여 스카이샤인, 독성가스 생성, 토양 및 지하

이를 위한 총 3단계의 연구기간 중, 1단계 에서는 관련핵자료의 생산 및 평가, 전산해석체계의 구축을 수행하였고 이를 기반으로 본 2단계 에서는 관련 차폐해석 내용들이 설계단계에서 반영될 수 있도록, 가속장치 및 시설의 상세설계 진행에 맞춰 상세차폐해석을 수행하였다.
몬테칼로방법의 MCNPX 전산코드를 사용하여, 대상 장치 및 시설 설계에 최대한 근접한 전산모델을 구성하고, 방사선원항, 즉발방사선장 및 잔류방사선장을 평가, 해석하였다. 추가로 기검증된 바 있는 결정론적 방법을 적용하여 스카이샤인, 독성가스 생성, 토양 및 지하수 방사화등을 평가 비교하였다.
연구항목 별 세부연구내용 및 결과는 다음에 나타낸 바와 같다.
■ 시설 내 방사선원항 평가
- 가속장치 운전 중 가속기터널건물 내 범손실에 의한 이차방사선 발생 평가
- 가속장치 운전 중 가속기터널건물 내 빔덤프에서 발생하는 이차방사선 평가
- 빔조사 시 빔이용연구동 내 표적 및 빔라인에서 발생하는 이차방사선 평가
- 빔이용연구동 내 양성자외기빔 사용 표적실에서의 양성자빔 선원항 특성 평가
■ 시설 내 차폐설계 및 즉발방사선장 평가
- 가속기터널건물 외벽 두께 평가
- 빔라인 및 표적실 차폐두께 평가
- 도파관 덕트해석 통한 누설선량 평가
- 가속기터널건물 및 빔이용연구동 내 전 공간에 대한 선량평가 및 선량맴핑
■ 잔류방사선장 해석 및 평가
- 가속장치 내 방사성핵종 생성 평가
- 냉각수 내 방사성핵종 생성 평가
- 콘크리트 구조물 내 방사성핵종 생성 평가
- 시설 내 공기 중 방사성핵종 생성 평가
■ 방사선 환경영향 평가
- 스카인샤인 해석에 따른 운전 중 시설 외부에서의 방사선량 평가
- 토양 및 지하수 내 방사성핵종 생성 평가
- 가속기터널건물 하부 배수로 내 방사화 평가
- 시설 내 독성가스 생성 평가
■ 방사선누설사고 해석
- 가속기터널건물 내에서의 양성자빔누설사고
- 빔이용연구동 내에서의 양성자빔누설사고
■ 20 MeV 양성자가속장치 시험시설 인허가를 위한 차폐해석
- 인허가 완료
■ 경주에 건설 예정인 100 MeV 대용량양성자션형가속기시설 인허가를 위한 차폐해석
- 인허가용 방사선안전보고서 작성
- 최큰의 설계변경안에 따른 평가항목 별 추가 및 재평가 수행 중

Abstract ▼

In the previous phase, nuclear data were evaluated and computational analysis system was established. Based on these results, shielding design study was performed with the accelerator and facility design data. The computational modeling was performed for the accelerator chain, beam transport line, i

In the previous phase, nuclear data were evaluated and computational analysis system was established. Based on these results, shielding design study was performed with the accelerator and facility design data. The computational modeling was performed for the accelerator chain, beam transport line, irradiation targets, beam dumps, wave guide, accelerator tunnel building and beam utilization building. Using these models, radiation source terms, prompt radiation field, residual radiation field and radiological impact on environment were evaluated. The work scope and evaluated results for this study are as follows.
o Radiation source term
- Secondary radiations from accelerator chain
- Secondary radiations from beam dumps
- Secondary radiations from targets and beam transport lines
- External proton beam in the target rooms
o Shielding design and prompt radiation field
- Shield thickness of the accelerator tunnel
- Shield thickness of the target rooms and beam transport lines
- DUCT analysis for the wave guide
- Evaluation and mapping of the dose distribution in the facility
o Residual radiation field
- Production of the radio-nuclides in the accelerator chain
- Production of the radio-nuclides in the coolant
- Production of the radio-nuclides in the concrete
- Air activation in the facility
o Radiological impact on environment
- Skyshine
- Activation of the earth and ground-water
- Activation of the drain-water in the facility
- Production of the ozone and nitric-acid in air
o Accident analysis
- Beam loss in the accelerator tunnel
- Beam loss in the beam experiment hall
o Shielding analysis for the test facility in KAERI
o Preparation of the radiation safety report

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...4
• 요약문...6
• SUMMARY...10
• 목차...15
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...17
• 제 2 장 국내ㆍ외 기술개발 현황...21
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과...23
• 제 1 절 연구 방법...23
• 제 2 절 차폐해석용 핵자료의 평가 및 벤치마킹...24
• 제 3 절 시설 내 방사선원항 평가...39
• 1. 가속장치 운전 중 가속기터널건물 내 빔손실에 의한 이차방사선 평가...39
• 2. 가속장치 운전 중 가속기터널건물 내 빔덤프에서 발생하는 이차방사선 평가...41
• 3. 빔조사 시 빔이용연구동 내 표적 및 빔라인에서 발생하는 이차방사선 평가...47
• 4. 빔이용연구동 내 양성자외기빔 사용 표적실에서의 양성자빔 선원 특성...47
• 제 4 절 시설 내 차폐설계 및 즉발방사선장 평가...54
• 1. 가속기터널건물 외벽 두께 평가...54
• 2. 빔라인 및 표적실 차폐두께 평가...54
• 3. 도파관 덕트해석 통한 누설선량 평가...54
• 4. 가속기터널건물 및 빔이용연구동 내 전 공간에 대한 선량평가 및 선량맵핑...65
• 제 5 절 잔류방사선장 해석 및 평가...65
• 1. 가속장치 내 방사성 핵종 평가...65
• 2. 냉각수 내 방사성 핵종 생성 평가...65
• 3. 콘크리트 구조물 내 방사성핵종 생성 평가...80
• 4. 시설 내 공기 중 방사성핵종 생성 평가...80
• 제 6 절 방사선환경영향 평가...88
• 1. 스카이샤인 해석에 따른 운전 중 시설 외부에서의 방사선량 평가...88
• 2. 토양 및 지하수 내 방사성핵종 생성 평가...88
• 3. 가속기터널건물 하부 배수로 내 방사성핵종 생성 평가...89
• 4. 시설 내 독성가스 생성평가...97
• 제 7 절 방사선누설 사고해석...100
• 1. 가속기터널건물 내 양성자빔 누설사고...100
• 2. 빔이용연구동 내 양성자빔 누설사고...100
• 제 8 절 20 MeV 양성자가속장치 시험시설 방사선인허가를 위한 차폐해석...101
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도...124
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...125
• 제 6 장 참고문헌...126