Fluence Monitor를 이용한 HANARO 노심 내 중성자 플루언스 측정

Abstract

Fluence monitor(F/M)는 조사 시편을 원자로의 노심에 넣은 후 방사화 된 조사 시편의 방사능을 측정한 후 역산하여 중성자의 선량을 계산하는 기법으로 원자로내의 중성자 분포를 조사하기 위하여 반드시 필요한 기술이다. 이 기술은 중성자에 대한 에너지 스펙트럼 측정이 간접적으로 가능하며, 현존하는 중성자 분포 측정 기법 중에서 우수한 정밀도를 지니고 있다. 하나로(HANARO)에서 수행하는 재료조사 시험에서의 중성자량 측정을 위하여 본 연구에서는 지름 0.1 mm, 길이 3 mm 미만의 질량 150~200 ${\mu}g$ 범위, 순도 99.9% 이상의 Fe, Ni, Ti 와이어를 F/M 시편으로 사용하였다. 이 시편은 알루미늄 캡슐에 봉입하여 30 MW 의 하나로 OR5공에 약 25일간 조사하였다. 조사를 마친 시편은 high purity germanium (HPGe) detector를 이용하여 감마선을 측정하였고, SAND-II code로 reaction rate와 중성자 cross-section등을 고려하여 fluence monitor 위치에서의 중성자 플루언스를 계산하였다. F/M이 장착 되었던 하나로 OR5공의 중성자 플루언스 값은 MCNP 코드를 이용하여 계산된 결과를 사용하였으며, SAND-II code로 장착된 F/M 위치에서의 중성자 플루언스를 계산하여 적용된 시편의 reaction에 따른 결과값의 차이를 비교 분석하였다.The neutron fluence measurement and evaluation technology is very important for material irradiation test. The most essential technology in this study is the neutron irradiation evaluation method using a fluence monitor. The fluence monitors were fabricated with metal wires of the purity ${\geq}$ 99.9%, whose dimensions were 0.1mm diameter, about 3 mm length, and around 150-200 ${\mu}g$ mass range. Three wire samples (Fe, Ni, Ti) were prepared for one irradiation aluminum capsule. Five capsules were irradiated in the OR5 hole of the HANARO reactor at 30 MW power for about 25 days. After irradiation tests, radiation activities were measured with the high purity germanium (HPGe) detector. The reaction rates were calculated by using the measured radiation activity data, and then neutron fluence were obtained from the reaction rates and the weighted neutron cross section with calculated neutron spectrum at the fluence monitor position.