중성자 방출 측정에 의한 핵연료의 연소도 프로파일 결정

전문가 제언

○ 핵연료의 연소도는 일반적으로 공간에서 등방성을 갖는 현상이 아니며 원자로가 가동됨에 따라 중성자속 밀도와 에너지 스펙트럼 분포 모두에 의존한다. 연소도 측정 방법은 파괴적인 화학 처리법을 제외하면 다양한 비파괴 분석 기술이 사용된다. 예로서 체렌코프 방사선 강도, 총 감마선 방사능, 단일 핵분열 생성물의 감마선 방사능, 핵분열 생성물 방사능 비, 핵분열 중성자의 방출의 측정에 기초한다.

 

○ 사용 후 핵연료의 연소도를 비파괴 방식으로 결정하기 위하여 사용 후 핵연료에서 발생하는 중성자 측정에는 주로 핵분열 전리함을 사용하고, 총 감마선 측정에는 이온 챔버가 사용되며, 감마선 에너지 스펙트럼 측정을 위하여 게르마늄 검출기가 이용된다. 사용 후 핵연료의 저장 및 이송시 핵임계 안전성 고려를 위하여 핵연료의 연소도에 대한 검토는 필수적이다

 

○ 이 논문에서 MARIA 원자로는, 정격 열 출력이 30MW인 다목적의 원자로의 사용 후 핵연료봉의 공간 연소도 분포의 측정 방법을 제시하고 있다. 소개된 방법은 조사 연료봉에서 방출된 중성자 측정에 기초한다. 특히 주목되는 부분은 적합한 측정 장치의 설계 및 제작에 대하여 소개하는 내용이다. 이 방법으로 수년의 기간에 걸쳐 이루어졌으며 측정 결과가 논문에서 제시되었다. 이러한 자료는 사용 후 핵연료의 핵물질 관리, 보관 및 이송분석에 활용된다.

 

○ 외국의 연소도 측정 기술 개발은 크게 사용목적에 따라 달리 사용된다. 정확성보다는 신속한 상대적 추이를 비교할 수 있는 기술은 주로 원전의 사용후 핵연료 수조나 연구로 수조 등에 설치하여 사용하고 있다. 한 예로서 프랑스 CEA는 NDA방법으로 핵연료의 연소도 특성 파악을 위하여 PYTHON & NAJA 장치를 개발하여 활용하고 있다.

 

○ 국내의 연소도 측정기술은 한국원자력연구원만이 다양한 축적된 경험을 보유하고 있고 다양한 핵연료의 개발과제를 지원하고 있다. 감마 분광법, 열량계 측정법, 중성자 방출율을 측정하여 구하는 비파괴 방법과 적절한 분리공정을 통한 화학적 방법에 의한 연소도 측정방법이 사용되고 있다.

저자

Rafal Prokopowicz, Krzysztof Pytel

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

838()

잡지명

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A

과학기술
표준분류

에너지

페이지

18~23

분석자

강*환

분석물

• 중성자 방출 측정에 의한 핵연료의 연소도 프로파일 결정.pdf [493,722 byte]

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