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Kafe 바로가기주관연구기관 | 한국원자력통제기술원 Korea Institute of Nuclear Nonproliferation and Control |
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연구책임자 | 정희준 |
참여연구자 | 정용현 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2022-04 |
과제시작연도 | 2021 |
주관부처 | 원자력안전위원회 Nuclear Safety and Security Commission |
등록번호 | TRKO202200007861 |
과제고유번호 | 1075001169 |
사업명 | 핵비확산및핵안보이행기술개발(R&D) |
DB 구축일자 | 2022-08-06 |
키워드 | 건식저장시설.안전조치.비파괴분석.사용후핵연료.시제품.Dry Storage.Safeguards.Nondestructive Assay.Spent Nuclear Fuel.Prototype. |
□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
건식저장시설 내 경수로 사용후핵연료 장기 건전성 확보 및 검증을 위한 안전조치 시제품 제작
○ 전체 내용
○ 사용후핵연료 건식저장시설 관련 국내·외 정책 및 기술동향 분석
○ 국내 도입(예정) 경수로 사용후핵연료 대상 건식저장시설 구조 특성기반 안전조치 장비 설계 및 방법론 설정
○ 감마선, 중성자, 뮤온 기반기술의 비교 분석 및 최적화기술 도출
○ 건식저장시설 사용후핵연료 안전조치 시제품 제작 및 성능 평가
○ 1차년도
□ 목표
□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
건식저장시설 내 경수로 사용후핵연료 장기 건전성 확보 및 검증을 위한 안전조치 시제품 제작
○ 전체 내용
○ 사용후핵연료 건식저장시설 관련 국내·외 정책 및 기술동향 분석
○ 국내 도입(예정) 경수로 사용후핵연료 대상 건식저장시설 구조 특성기반 안전조치 장비 설계 및 방법론 설정
○ 감마선, 중성자, 뮤온 기반기술의 비교 분석 및 최적화기술 도출
○ 건식저장시설 사용후핵연료 안전조치 시제품 제작 및 성능 평가
○ 1차년도
□ 목표
건식저장시설 안전조치 최적화 방안 도출 및 정책·기술 분석
□ 내용
○ 건식저장시설 안전성 요건 및 정책 분석
- IAEA 및 해외 주요 원자력 선진국의 사용후핵연료 건식저장시설운영 현황 및 특징 분석
- 국내·외 건식저장시설 관련 법 체계 분석(QA 포함)
- 국내 건식저장시설 설계(안) 분석
- 사용후핵연료 건식저장시설 안전조치(규제) 요건 검토
○ 건식저장시설 안전조치 최적화 기술(안) 도출
- 건식저장시설 안전조치 기술 동향 분석
- 전산모사 및 실험 기반 최적 검출방식 선정(감마선, 중성자, 뮤온기반기술의 전산모사, 실험시설 구축 및 비교 분석)
- 국내 최적화 기술(안) 도출
○ 2차년도
□ 목표
건식저장시설 안전조치 시제품 설계 및 제작
□ 내용
○ 건식저장시설 사용후핵연료 안전조치 건전성 검증을 위한 시제품 개발
- 기술적 평가항목 및 평가방법 개발
- 시제품 성능 요건(정량적/정성적) 및 전산모사 기반 시제품 설계도출
- 시제품 설계 기반 전산모사 및 평가
- 장비 운용·신호처리 장치 설계 및 제작
- 시제품 제작
- 건식저장시설 imaging 알고리즘 개발
○ 3차년도
□ 목표
건식저장시설 안전조치 시제품 특성평가 및 모사설비(실험시설) 구축
□ 내용
○ 건식저장시설 사용후핵연료 안전조치 건전성 검증을 위한 시제품 제작 및 최적화
- 시제품 및 신호처리장치 특성평가 및 보완
- 건식저장시설 imaging 프로그램 개발 및 적용
○ 건식저장시설 모사설비 구축
- 시제품 성능평가, 실험설비(차폐모델, Collimator 등) 최적화
- 실험 결과 비교 분석을 위한 전산모사 수행(결과물 예측)
- 차폐모델 개선 및 성능평가 등을 통한 건식저장시설 모사설비 최적화
○ 4차년도
□ 목표
건식저장시설 안전조치 시제품 성능평가 및 보완
□ 내용
○ 건식저장시설 사용후핵연료 안전조치 건전성 검증을 위한 시제품 성능평가
- 시제품 성능평가, 최적화 및 보완
- 시스템 통합 운영·분석 프로그램 및 사용자 인터페이스(UI) 개발
○ 운영절차 수립
- 장비 운영절차서 개발
□ 연구개발성과
○ 원자력안전기술보고서(N-STAR) 8건
- “열·속중성자 계측기반 동시 정보처리시스템 개발” (2018)
- “이행사례 기반의 사용후핵연료 건식중간저장시설 관련 안전조치 요건 검토” (2018)
- “건식저장시설 사용후핵연료 건전성 평가를 위한 중성자 단층촬영기법 개발” (2019)
- “건식저장 사용후핵연료 단층촬영을 위한 뮤온 검출기 설계 연구” (2019)
- “미국 사례에 기반한 국내 사용후핵연료 중간건식저장시설의 기술적 현안 검토” (2020)
- “건식저장 사용후핵연료 중성자 단층촬영영상 품질향상을 위한 영상재구성 알고리즘 최적화 연구” (2020)
- “중성자 단층촬영기술 기반 건식저장시설 내 경수로 사용후핵연료 안전조치 시제품 성능평가” (2021)
- “건식저장 사용후핵연료 안전조치 목적 뮤온 검출기 제작 및 성능평가” (2021)
○ SCI(E) 논문 3건
- “Neutron Tomography of Two Different Internal Structures in Dry Cask Storage,” Journal of Instrumentation (2020)
- “Design and Characterization of a Muon Tomography System for Spent Nuclear Fuel Monitoring,” Nuclear Engineering and Technology (2022)
- “The Feasibility of Passive Neutron Measurement for Dry Storage Safeguards Approach,” IEEE Transactions on Nuclear Science (2022)
○ 국제 학술회의 6건
- “Neutron Tomography of Two Different Internal Structures in Cask Storage,” iWoRID2019, Crete, Greece (2019)
- “A New Design of Muon Detector Based on Scintillator and Wavelength-Shifting Fiber for Muon Tomography,” IEEE2019 NSS-MIC, Manchester, UK (2019)
- “An Experimental Feasibility Study on Applying Neutron Tomography to Encapsulated Spent Nuclear Fuel,” WM2020, Phoenix, Arizona, USA (2020)
- “A Preliminary Study on Passive Neutron Emission Tomography for Monitoring PWR Spent Fuels in Dry Storage,” IRPA15, Seoul, Korea (2021)
- “The Feasibility of Neutron Interrogation as Dry Cask Storage Inspection,” IEEE2021 Symposium On Radiation Measurements and Applications, E-conference, USA (2021)
- “Muon Tomography System using a Plastic Scintillator and Wavelength-Shifting Fibers,” IEEE2021 NSS-MIC, Yokohama, Japan (2021)
○ 국내 학술회의 13건
- “Study on Required Legislations for Safeguards on Spent Nuclear Fuels in Dry Storage Facilities” 한국원자력학회 2018 추계학술대회
- “Neutron Tomography as a Spent Fuel Cask Verification Technique,” 한국방사성폐기물학회 2018 추계학술대회
- “건식저장시설 안전조치 목적의 중성자 동시 계측 신호처리장치 개발,” 한국방사선산업학회 2018 추계학술대회
- “Development of an Integrated Control System for Neutron Interrogation,” 한국방사성폐기물학회 2020 춘계학술대회
- “A Comparison of Image Reconstruction Algorithms for Safeguards Application,”한국방사성폐기물학회 2020 춘계학술대회
- “SiPMs as Miniaturized Photodetector for OSL Dosimeters,” 대한방사선방어학회 2020추계학술대회
- “플라스틱 섬광체를 활용한 뮤온 단층촬영 시스템 설계 및 최적화,” 대한방사선방어학회 2020 추계학술대회
- “Safeguards Activities for Nuclear Power Plant in Post-operational Phases,” 한국방사성폐기물학회 2020 추계학술대회
- “Preliminary Study on Neutron Shielding of Moderating Materials using an SiPM-based 4He Detector System,” 한국방사성폐기물학회 2020 추계학술대회
- “플라스틱 섬광체와 WLS fiber를 활용한 뮤온 검출모듈 개발,” 대한방사선방어학회 2021춘계학술대회
- “건식저장 사용후핵연료 결손검증을 위한 중성자 단층영상재구성 알고리즘 최적화 및 적용,” 대한방사선방어학회 2021 춘계학술대회
- “Neutron Imaging for Dry Storage based on Experimental Study,” 대한방사선방어학회 2021 춘계학술대회
- “Computation of neutron attenuation properties of the shielding material in dry cask storage,” 한국방사성폐기물학회 2021 추계학술대회
○ 특허 출원 1건
- “사용후핵연료의 중성자 분포 영상화 시스템 및 그 방법” (2020)
○ 저작권(소프트웨어) 등록 1건
- 안전조치 시스템 통합 제어 분석 프로그램 및 유저 인터페이스 (2022)
○ 시제품 제작 1건
- He-4 검출기 Control Unit (2021)
○ 수상 2건
- 한국방사성폐기물학회 우수발표논문상 (2020)
- 한국방사성폐기물학회 우수포스터상 (2021)
○ 홍보실적 2건
- Arktis mentioned at SORMA (2021)
- 연세대 미래캠, 국내 최초 ‘뮤온 단층 촬영 시스템’ 개발 (2021)
○ He-4 Array 기반 건식저장 경수로 사용후핵연료 재검증 장비 시제품 개발 및 기술적 유효성 검증
○ Muon 계측기반 검증 장비 시작품 개발 및 기술적 유효성 검증
□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 활용방안
- 사용후핵연료 중간저장시설 안전조치 요건에 대한 선제적 분석 및 기준 제시를 통해 정책적·기술적 방향성 제시 → 사업자 방향성 제시
- 건식저장시설 안전조치 장비 시제품 개발 → 국가 사찰장비로 활용 및 IAEA 공인 사찰장비로 등록 추진
○ 기대효과
- 개발 장비의 국가 검사로의 활용 및 IAEA 공인 사찰장비로 등록 추진을 통한 국가위상 제고
- 안전조치 분야 인력양성 및 기술 고도화
- 사용후핵연료 탈취 및 전용에 대한 사전 검증을 통해 핵비확산·핵안보 측면의 국가적 투명성 확보
- 국내 산업체로의 기술 이전
(출처 : 요약문 2p)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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