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FRAM을 이용한 우라늄 농축도 분석의 신뢰성 평가 연구

Uranium Enrichment Analysis with Gamma-ray Spectroscopy

방사선방어학회지 2011년 36권 1호 p.16 ~ 22
엄성호 ( Eom Sung-Ho ) - 한국원자력연구원

정혜균 ( Jeong Hye-Kyun ) - 한국과학기술원
박준식 ( Park Jun-SiC ) - 한국원자력연구원
박세환 ( Park Se-Hwan ) - 한국원자력연구원
신희성 ( Shin Hee-Sung ) - 한국원자력연구원

Abstract

보다 정확한 우라늄 농축도 분석은 핵물질 관리를 위하여 중요하다. 본 연구에서는 감마선을 이용한 우라늄 농축도 분석에서 시료와 검출기 사이에 차폐체가 있는 경우와 측정시간 변화에 따른 분석결과에 대한 정확성 평가 및 오차분석을 수행하였다. 우라늄 농축도를 분석하기 위하여 FRAM (Fixed energy Response function Analysis with Multiple efficiencies)을 이용하였다. FRAM에 의한 분석결과의 정확성은 화학 분석 결과와의 비교를 통해 평가되었다. 연구결과 선원과 검출기사이에 차폐체가 존재할 경우 차폐체의 두께변화에 따른 감마선의 세기는 지수함수 형태로 감소하며 감마선에너지 피이크의 반치폭 (FWHM : Full Width at Half Maximum)은 차폐체의 두께에 영향을 거의 받지 않는 것을 보였다. 따라서 시료와 검출기 사이에 차폐체가 있는 경우의 우라늄 농축도 분석에서 FRAM을 이용한 감마선분광분석은 유용하게 활용될 수 있다. 본 연구 결과는 차폐체 안에 우라늄이 있는 경우 핵물질 분석에 기여할 수 있을 것이 기대된다.

Accurate measurement of uranium enrichment is very important in nuclear material accountability. The analysis uncertainty of the uranium enrichment measurement with gamma-ray analysis was studied in the present work. FRAM (Fixed energy Response function Analysis with Multiple efficiencies) code was used to determine the uranium enrichment. If the shield materials were placed between the detector and the sample, the error was measured and analyzed. Measurement time was varied and the dependency of the analysis uncertainty on the measurement time was studied. Transmitted gamma-ray intensities and FWHMs of the peaks in the energy spectrum were measured as the shield thickness was varied. The transmitted gamma-ray intensity follows shape of the exponential function, and the FWHM was almost independent of the shield thickness. The uncertainty of FRAM analysis was studied when the thick shield material was placed between the detector and the sample. Our work could be helpful in analysis of the fissile material in uranium sample.

키워드

FRAM; uranium; enrichment
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