초록 ▼

1. 가속기 연구: 미래 지향적 기술과 현재 적용 가능한 기술 등 2 트랙으로 연구,
1.1 FFAG 연구(미래적 연구): 미래에 가속기 구동 미임계로에 사용될 후보 가속기로 scaling 타입 FFAG를 연구했다. FFAG는 선형가속기보다 적은 비용과 크기로 목표 성능을 이룰 수 있는 기술적 가능성이 장점이다. 본 연구에서는 FFAG에서의 양성자 궤도를 계산해 내어, FFAG의 실용화에 공헌을 하였다. 이 연구결과는 Nucl. Instr. and Meth. A Vol. 707, p. 54 (2013)에 발표되었다. 다만, 연

1. 가속기 연구: 미래 지향적 기술과 현재 적용 가능한 기술 등 2 트랙으로 연구,
1.1 FFAG 연구(미래적 연구): 미래에 가속기 구동 미임계로에 사용될 후보 가속기로 scaling 타입 FFAG를 연구했다. FFAG는 선형가속기보다 적은 비용과 크기로 목표 성능을 이룰 수 있는 기술적 가능성이 장점이다. 본 연구에서는 FFAG에서의 양성자 궤도를 계산해 내어, FFAG의 실용화에 공헌을 하였다. 이 연구결과는 Nucl. Instr. and Meth. A Vol. 707, p. 54 (2013)에 발표되었다. 다만, 연구결과 FFAG는 아직은 R&D 수준이고, 실제적으로 가속기구동 미임계로에 사용되려면 어느 정도 시간이 걸릴 것으로 결론을 내었다.
1.2 사이클로트론 연구(현재적 연구): 현재 사이클로트론 기술로 0.8 GeV의 양성자 에너지, 2.5 MW의 빔 파워가 가능하다고 한다. 본 연구는 아래 그림처럼 이런 사이클로트론을 5개 정도 원형으로 원자로 둘레에 배치하는 것을 제안한다. 10MW의 양성자 빔 파워를 쉽게 얻을 뿐 아니라 가속기 안정성 문제도 획기적으로 개선할 수 있다. 왜냐하면, 한 두기 이상의 가속기가 동시에 멈출 가능성은 매우 낮고, 한 두기의 가속기의 결손은 원자로를 조정해서 메꿀 수 있기 때문이다. 이 연구 결과는 사이클로트론뿐만이 아니라 어떤 형태의 가속기 타입에도 적용되기 때문에 미래에도 적용된다. 이 연구 결과는 2012 원자력학회,ICABU2012에 발표 되었고, 국제 원자력 저널에 투고될 예정이다.
2. 원자로 연구
2.1 Target 시스템 등 기술수요에 대한 검토: ADS 시스템에서 동적 특성이나 물리적 특성에 중요한 부분이 표적 및 원자로의 특성을 조사하였고 제반 문제들을 다시 정리하였다. 기존의 국내 연구와 현재 국외의 연구 (주로 유럽의 MYRRHA나 EFIT)를 검토하여 시설개발을 위한 현안문제의 해결방안을 도출하였다. High power beam으로 인한 Damage를 고려한 windowless type의 구조안을 도출하였음. 표적과 연료봉의 상관 배치는 기존의 국내연구결과를 기반으로 하였으며 각 표적의 구조, 위치, 형태에 따른 시스템 개발 가능성을 검토하였다.
2.2 실증시설을 이용한 Benchmarking Study: 현재 가속기이 입자빔이나 원자로를 해석하는데 활용되는 몬테카를로의 적용가능성을 각각의 코드의 상호비교를 통해 검토하였다. 이중 FLUKA 코드를 이용하여 일본 쿄토대 실험시설인 KUCA(Kyoto University Critical Assembly)의 구조 및 측정 결과에 대하여 Benchmarking을 실시함으로 현존하는 코드의 활요가능성과 평가 정확도를 검증하였다. KUCA 측에서 MCNPX를 이용하여 계산한 결과와도 비교하여 각각의 코드에서의 장단점을 분석하였고 향후 ADS 시스템에 대한 집중연구시에 활용가능한 방안을 제시하였다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 6
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 7
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 9
• 5. 연구결과의 활용 계획 ... 9
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 10
• Ⅲ. 연구 성과 ... 11
• 끝페이지 ... 11