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2.5 MeV 이하 단색 중성자 표준장에 대한 중성자 실험실내의 산란 중성자 분포 전산모사

MCNPX Simulation of Scattered Neutron Distribution in Experimental Room for the Neutron Reference Field of Monoenergetic Neutron below 2.5 MeV

방사선방어학회지 2011년 36권 2호 p.59 ~ 63
박중헌 ( Park Jung-Hun ) - 한국지질자원연구원 지질특성분석센터

김기동 ( Kim Gi-dong ) - 한국지질자원연구원 지질특성분석센터

Abstract

가속기 기반 중성자 표준장은 검출기 및 도시메터 교정, 핵자료 생산, 동위원소 생산등 에 필수적으로 필요한 기반 장비이다. 가속기 기반 중성자 표준장 실험실을 설계하는데 있어서 원하는 에너지의 직접적인 중성자 이외에 산란되어서 입사하는 산란 중성자를 줄이는 것은 매우 중요하다. 따라서 그러한 조건을 얻어내기 위하여 다양한 조건을 가정하여 MCNPX 모사계산을 수행하였다. 우선은 기존의 실험실 조건에서 양성자 운동방향인 0도 방향에 있는 중성자 Flux 측정용 공기로 이루어진 가상의 Chamber에 직접 입사하는 중성자 flux와 벽이나 바닥에 충돌을 한 후에 입사하는 간접적인 산란 중성자 flux를 각각 계산하였다. 그 결과 충돌 한 후에 0도 방향의 Chamber에 입사하는 산란 중성자 flux 중에 바닥에 충돌을 한 후 0도 방향의 Chamber로 입사하는 산란 중성자 flux가 가장 많다는 것을 알 수 있었다. 따라서 바닥의 콘크리트만을 없앴을 때와 콘크리트를 제거하고 땅을 1m 정도 파내려갔을 때를 가정하여 재계산을 하였고 그 결과 콘크리트를 없애고 땅을 1m 정도 파면 바닥에 충돌하고 Chamber로 들어오는 산란 중성자 flux가 다른 곳에 충돌하고 들어오는 것보다 낮아지는 정도까지 줄어드는 것을 알 수 있었다.

It is important to reduce indirect scattered neutron beside direct neutron of chosen energy for designing a neutron-reference-field laboratory with neutron produced from a nuclear reaction by a accelerator. Therefore MCNPX simulation was performed with various conditions for obtaining such condition. At first in the original laboratory condition we calculated the direct neutron flux which was inserted in chamber (virtual chamber composed of air) of 0 degree (proton moving direction) for neutron flux measurement and the scattered neutron flux which is inserted in the chamber after scattering wall or bottom. In the result, the scattered neutron which was inserted after scattering bottom is more than that which was inserted after scattering the others. Therefore MCNPX simulation was again performed with removing the concrete bottom and with removing the concrete bottom and digging 1 m in the ground. In the result of removing concrete bottom and digging 1 m in the ground, scattered neutron which was inserted after scattering bottom became less than that which was inserted after scattering the others.

키워드

중성자 표준장; 산란 중성자; 가속기
Neutron reference field; Scattered neutron; MCNPX; Accelerator
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KCI